摘要(yào):爲了提高(gao)企業的工(gōng)業自動化(hua)水平和流(liu)量測量節(jiē)💯能✨新技術(shù)的應用，以(yi)寶塔石化(hua)80t/a重油催化(hua)裂化的原(yuan)料汕霧化(hua)然汽測量(liàng)爲例,通過(guò)和現有的(de) 差壓式流(liú)量計 的性(xing)能綜合對(duì)比,分析了(le)多孔平衡(heng)流量計 的(de)技術特點(dian)和節能效(xiào)果，并對多(duō)孔平衡流(liu)量計節能(neng)進㊙️行了計(ji)算和經濟(jì)分析,充分(fen)說明多孔(kong)平衡流量(liang)計在繼承(cheng)了🏃标準孔(kǒng)恒優點的(de)基礎上,還(hái)具備測🔞量(liang)精度高、測(cè)量範圍寬(kuan)、永久壓損(sǔn)小對直管(guǎn)段矩、節能(neng)效果好🌐等(děng)特點，能🔴夠(gou)推動企業(yè)的工業🈲白(bái)動化水平(píng)，是一種流(liu)量測量節(jie)能的新技(jì)術.
　　流量測(cè)量在石化(huà)企業生産(chan)控制過程(chéng)和計量核(he)算🤟中🏒具有(yǒu)💃🏻重要🔞的地(dì)位,特别是(shi)在注重能(neng)源節約提(ti)高企業經(jing)濟效益和(hé)産品質量(liàng)的今天，對(dui)流量測量(liàng)的要求更(gèng)爲嚴格.在(zài)石化🈲企業(yè)作爲流量(liang)測量對象(xiang)的流體介(jie)質🐇種類包(bao)括氣體、液(yè)體🤩、蒸汽等(děng)，隻有把這(zhe)些介質的(de)流量⭕測量(liàng)正确，才能(neng)正确地進(jin)行經濟核(he)算㊙️,使生産(chǎn)活動❌建立(lì)在可靠的(de)科學技術(shù)之上，使經(jing)濟管理工(gōng)作切實有(yǒu)效地進🐆行(hang).
　　目前,差壓(ya)式流量計(jì)可選用的(de)節流元件(jiàn)有孔闆、噴(pen)嘴🏃🏻‍♂️、文丘裏(lǐ)管等4随着(zhe)測量技術(shù)的不斷發(fā)展，節流元(yuán)件不斷改(gai)💚進，多☂️孔平(ping)🎯衡流量計(ji)已通過有(yǒu)關試驗并(bìng)在石油化(hua)工裝置上(shang)得到了較(jiao)廣泛的應(ying)用.該儀表(biǎo)也是一種(zhǒng)差壓式流(liú)🈲量儀表.它(tā)是在标準(zhun)孔闆節流(liú)裝置的基(jī)礎上研發(fā)出的-種新(xīn)型流量🐇測(cè)量儀表.它(ta)集合标準(zhun)孔闆節流(liú)裝置結構(gòu)簡單、應用(yòng)技術成熟(shu)等優點，克(kè)服了标準(zhǔn)孔闆節流(liú)裝置精度(du)較低、量程(cheng)♊比🏃窄、安裝(zhuang)時上下遊(yóu)需要較長(zhang)的直管♍段(duan)🌈、永久壓力(li)損失較大(dà)、運行成本(běn)高等缺點(dian).該流量計(ji)被稱💛作第(dì)三代節流(liú)裝置,.是由(yóu)美國國家(jiā)航空航天(tian)局設計發(fā)明的一種(zhong)新型流量(liàng)計,也稱爲(wèi)多孔平衡(heng)流量計.
1.基(ji)于多孔平(píng)衡流量計(ji)的性能優(you)勢
　　多孔平(ping)衡流量計(jì)是一種差(cha)壓式流量(liang)儀表，其工(gōng)作原理與(yǔ)其他差壓(yā)式流量計(ji)一樣，都是(shi)基于密封(feng)管道中的(de)能量轉💞換(huan)原理,即在(zai)理想流體(tǐ)的情況下(xià)，管道中的(de)流量與💃🏻差(chà)壓的平方(fang)根成正比(bi)💁，再根據伯(bó)努利方程(cheng)用👉測出的(de)差壓值即(ji)可🐪計算出(chū)管道中的(de)流💋量.平衡(héng)流量🏒傳感(gǎn)器是一個(ge)多孔的圓(yuan)盤節流整(zhěng)流🈲器，安裝(zhuang)在管道的(de)截面.上，每(měi)個孔的尺(chǐ)寸和分布(bù)是基于特(tè)殊的公式(shì)和測試🔞數(shu)據而定制(zhì)的,稱爲函(han)數孔當流(liú)體穿過圓(yuan)盤🎯的函數(shu)孔時，流體(ti)♻️将被平衡(heng)整流，渦流(liu)被最小化(hua)，形成近似(sì)理想流體(ti),通過取壓(ya)裝置,可獲(huo)得穩定的(de)差壓信号(hao)，根據伯努(nu)利方程計(jì)算😄出體積(jī)流量、質量(liang)流量.平衡(héng)流量計巧(qiǎo)妙的設計(jì)在💃于将多(duō)孔整流器(qi)和測量孔(kong)闆合💰二爲(wei)一，能最大(dà)限度地将(jiang)流場平衡(héng)調整成理(lǐ)想狀态，從(cong)而将差壓(yā)式流量計(ji)的優勢發(fā)揮到極緻(zhì).
(1)流量測量(liang)線性度高(gāo)，重複性好(hao)平衡流量(liàng)傳感器具(jù)♌有對稱多(duō)孔結構特(tè)點，能對流(liú)場進行平(ping)衡,降低了(le)渦流、振動(dong)和信号噪(zào)聲,流場穩(wěn)定性大大(da)提高，使線(xian)性度比㊙️孔(kǒng)闆提升了(le)5~10倍📱，重複性(xing)提高了54%，爲(wei)0.15%.從其綜合(he)性能來看(kàn),多孔平衡(heng)🌍流量計屬(shǔ)于流量計(jì)行列.當量(liàng)程比爲5:1時(shi)，線性度可(kě)達±0.3%;量程比(bi)爲7:1時，線性(xìng)度可達±0.5%;量(liang)程比爲10:1時(shí)，線性度可(ke)達±1.0%。
(2)直管段(duàn)要求低，雙(shuang)向流測量(liàng)好.平衡流(liú)量傳感器(qì)由于👅流場(chang)♈穩定，A.壓力(li)恢複比孔(kong)闆快兩倍(bei)，人大縮短(duan)了對直管(guan)段的要求(qiú)，其前後直(zhí)管段一股(gǔ)爲前1D後1D,最(zuì)小可以小(xiǎo)于0.5D，其中D爲(wèi)工藝管道(dào)的工程直(zhí)徑..采用多(duo)孔平衡流(liú)量💞計可以(yi)省去大量(liang)直管段，尤(yóu)其是特殊(shū)昂貴的材(cái)料的管道(dào).另外,多孔(kǒng)平衡流雖(sui)計處于完(wan)全對稱，因(yin)此對☎️于雙(shuāng)向流的流(liu)體🔴測量非(fēi)常的理想(xiang)将多孔平(ping)衡流量計(ji)和 孔闆流(liu)量計 進行(hang)比較，如圖(tú)1所示.
 
(3)永(yǒng)久壓力損(sǔn)失小，測量(liàng)介質潔淨(jìng)度要求低(dī).多孔對稱(chēng)的平🛀🏻衡✏️設(she)計，減少了(le)紊流剪切(qie)力和渦流(liú)的形成，降(jiang)低了動能(néng)的損失❓,在(zai)同樣的測(ce)量工況下(xia)，與孔闆相(xiàng)比減🏒少了(le)2.5倍的永久(jiǔ)壓力損🆚失(shi)，從而節省(shěng)了相當大(da)的運行能(neng)量成本,是(shì)一種節😍能(néng)型儀表,值(zhí)得大量🧡推(tui)廣.因爲減(jian)少了紊流(liú)剪切力和(he)渦流的形(xing)成，從而大(da)大降低了(le)滞留死區(qu)的形成，保(bao)證髒污介(jiè)質順利通(tong)過多個孔(kong),減小了流(liu)體孔被堵(du)塞的機會(huì)将多孔平(ping)衡流量計(jì)和孔闆流(liu)量計進行(hang)比較,如☔圖(tú)2所示.
 
(4)其他性(xìng)能優勢.
①流(liu)量測量範(fàn)圍寬,測量(liàng)精度高.由(you)于平衡流(liú)量傳感器(qì)具有多孔(kǒng)結構的特(te)點,能對流(liú)場進行平(píng)衡，降低渦(wo)流、振動✉️和(he)信号噪聲(shēng),流場穩定(dìng)性大大的(de)提高.表❌體(ti)采用特制(zhì)管道和專(zhuan)用取壓❌裝(zhuang)置，使精度(du)比傳統節(jiē)流裝置提(tí)升了5~10倍.經(jing)過實流标(biāo)定，傳感器(qi)精度可達(da)0.3%,适用于貿(mào)易計量場(chang)合.其流速(su)可以從最(zui)小到音💚速(sù),其最小雷(lei)諾數可低(di)于200，最大雷(léi)諾數可大(dà)于107;β值可選(xuan)0.25~0.90,孔徑比β=d/D.
②長(zhǎng)期穩定性(xing)好,可測高(gāo)溫高壓介(jie)質.由于其(qí)紊流剪切(qie)力的明顯(xiǎn)減小，大幅(fu)度降低了(le)介質與節(jie)流件直❄️接(jie)的摩擦,其(qí)β值長期保(bǎo)持不變,整(zhěng)個儀表無(wu)可動部件(jiàn),因此可以(yi)長期保持(chí)穩定性.與(yǔ)孔闆等節(jiē)流裝置一(yī)樣，工作溫(wen)度壓力取(qu)決于管道(dào)和法蘭的(de)材質和⚽等(děng)級,工作溫(wen)度可達850℃,工(gōng)作壓力可(ke)達42MPaB.
③可測複(fú)雜工況介(jiè)質.由于其(qi)特殊的結(jie)構設計，使(shǐ)其具有特(te)殊的性能(néng),它可以用(yong)于氣液兩(liǎng)相、各種混(hun)合氣體(如(rú)瓦斯、沼氣(qì)、煤氣等等(děng))、各種低溫(wēn)氣體(如LNG、液(ye)氮、液氧、液(ye)氩、液氫、液(yè)氯、液化乙(yi)烯、液化石(shi)油氣,等等(děng))、氣液兩相(xiang)介❗質(如濕(shi)氣)、漿料、多(duo)相水流、震(zhèn)動水流、電(dian)磁💃🏻幹擾介(jie)質和雙向(xiang)流(因爲多(duo)孔平衡流(liú)⚽量計左右(yòu)完全對稱(chēng)).
2性能綜合(he)對比
　　當然(rán)多孔平衡(héng)流量計在(zài)實際應用(yòng)中依然存(cun)在着👨‍❤️‍👨一些(xie)有待解決(jue)的問題，結(jie)合以上平(ping)衡流量計(ji)的技術性(xìng)能特♋點，本(běn)文就平衡(héng)流量計與(yu)其他差壓(yā)式流量計(jì)進行對比(bi)，詳細性能(neng)比較見表(biǎo)1所示.
 
3在重(zhòng)油催化裂(lie)化中的應(ying)用
　　催化裂(liè)化是我國(guo)石油化工(gōng)二次加工(gong)的核心裝(zhuang)置,在煉廠(chǎng)中,其加工(gōng)能力占--次(ci)加工能力(lì)的比例一(yi)般在30%以上(shang)催化裂化(hua)實🐪現工業(ye)化已經有(yǒu)60多年的曆(li)史,作爲重(zhong)油加工💋的(de)主要手段(duàn),是目前重(zhòng)油輕質化(hua)工藝.雖然(rán)曾多次受(shòu)到其他二(er)次加工工(gōng)藝的競争(zhēng)和清潔燃(ran)料标🈲準的(de)挑戰，但由(you)于催化裂(liè)💰化技術的(de)不斷進步(bù)，各種⭐以催(cuī)化裂化技(jì)術爲核心(xin)的催化裂(lie)化家族工(gong)藝的不斷(duàn)出現，已經(jīng)将催化裂(liè)化轉變爲(wei)煉油化工(gōng)一體化的(de)橋梁裝置(zhì),催化裂化(hua)⛱️依然保持(chi)了其在石(shi)油化工行(hang)業中的重(zhong)要地位.
3.1測(ce)量對象分(fen)析
　　随着催(cui)化裂化工(gōng)藝技術的(de)不斷進步(bu)，它對自控(kong)技術也提(tí)出了較高(gāo)的要求,選(xuan)用合适的(de)測量儀表(biǎo),是保證催(cuī)化裂化工(gōng)藝技術不(bú)斷進步的(de)首要條件(jian).寶塔石化(hua)🚩80ta催化裂化(huà)裝置工藝(yi)的原始數(shu)據見表2.表(biǎo)2中的測量(liàng)介質爲氣(qì)體❌或蒸汽(qì).分析表2中(zhong)的數據可(kě)知，所列的(de)原始數據(jù)的量程❄️比(bi)都超出了(le)♌标準孔闆(pan)3:"的🐅範圍，有(yǒu)的甚至到(dao)達了10:1.因此(cǐ)在設計中(zhōng)選擇多孔(kong)平衡流量(liang)計.根據多(duo)孔平衡流(liu)量計的特(tè)點,選取蒸(zheng)汽㊙️介🏃‍♂️質作(zuò)爲測量對(duì)象合适.
3.2多(duo)孔平衡流(liú)量計測量(liang)蒸汽
　　在石(shi)化企業中(zhong)，蒸汽作爲(wei)--種重要的(de)能源被廣(guang)泛的㊙️應用(yòng).在催化裂(liè)化裝置中(zhong)，包括反應(ying)-再生、分餾(liu)、吸收穩定(ding)(含氣壓機(jī)🤟)、主風機-煙(yān)機系統、餘(yu)熱钜爐、餘(yú)熱回收站(zhàn)中都大量(liang)的使用😘蒸(zhēng)汽.随着企(qǐ)業成本核(he)算的深入(rù),淘汰落後(hòu)産能企業(ye)政策的落(luo)實,企🌈業内(nèi)部對能源(yuan)的節約日(ri)益重視，而(er)在催化裂(liè)化裝置中(zhōng)蒸汽💘在能(néng)源費用中(zhōng)占據較大(dà)的比例，故(gu)要求對蒸(zhēng)汽進行準(zhun)确計量是(shi)很有必要(yao)的問.
　　蒸汽(qi)的流體特(tè)征、生産工(gong)藝情況、現(xian)場安裝條(tiao)件、後續維(wei)護要求及(ji)流量儀表(biao)的性能,是(shi)蒸汽計量(liang)的5個重要(yao)因素.結合(he)本文對多(duō)🌈孔平衡流(liu)量計的介(jie)紹，它非常(cháng)适合用于(yu)蒸汽流量(liàng)測量🈚.
3.3同等(děng)條件下與(yu)标準孔闆(pǎn)測量蒸汽(qì)流量的比(bi)較
　　重油催(cuī)化裂化裝(zhuāng)置中,儀表(biǎo)位号爲FE21105的(de)流量計用(yòng)于測量進(jìn)入催💚化反(fan)應器的原(yuán)料油霧化(hua)蒸汽工藝(yì)參數見表(biao)3.
　　依據表3中(zhōng)的原料油(you)霧化蒸汽(qì)工藝參數(shu)，通過孔闆(pan)計☁️算軟🥵件(jian)計算出标(biao)準銳孔闆(pan)儀表數據(ju);通過多孔(kong)平衡流量(liàng)計軟件計(ji)算出多孔(kong)平衡流量(liàng)計的儀表(biao)數據,兩者(zhe)數據對比(bi)見表4.
 
　　由表(biao)4可知，選用(yong)多孔平衡(héng)流量計前(qián)後直管段(duan)可節省3.8m管(guan)徑爲☂️200mm的管(guǎn)道,壓力損(sǔn)失可減少(shǎo)4195Pa.而在催化(hua)裂化🌈項目(mu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼中,長⛷️直管(guan)☎️段除--次性(xing)投資外，還(hái)包括:管道(dào)施工、保溫(wen)材料費、安(an)裝支架、土(tu)地占用、維(wei)護、運行費(fèi)用等.由此(cǐ)可以⛹🏻‍♀️說明(ming),蒸汽介質(zhi)在設計選(xuǎn)用多孔平(ping)衡流量計(jì)可以一次(ci)性節約大(dà)量的投資(zi).
3.4測量蒸汽(qì)的節能分(fen)析
　　節流裝(zhuāng)置作爲一(yi)種測量儀(yí)表,其節流(liú)型壓損大(da)，長期運💛行(hang)耗㊙️能大,費(fèi)用高;長期(qi)運行中孔(kong)闆幾何尺(chi)寸♊變化，銳(ruì)角變鈍，甚(shen)至有的孔(kǒng)闆在開停(ting)車過程中(zhōng),由于蒸汽(qì)管道中易(yì)存冷凝水(shuǐ)，開停蒸汽(qi)管道過程(chéng)中😍産生水(shuǐ)垂,緻使孔(kong)闆變形，甚(shèn)至變成喇(la)叭口.所有(yǒu)這些都說(shuo)明:孔🔴闆差(chà)壓式蒸👄汽(qì)流量計很(hěn)難保證其(qí)原設計測(cè)量精度;介(jiè)質輸送成(chéng)本是介質(zhì)輸送過程(cheng)中消耗的(de)能量,主要(yao)測量元件(jian)造成的永(yong)久壓力損(sǔn)失爲🈲标志(zhi),就液體等(děng)重介質而(ér)言,輸送成(cheng)不是很人(rén)的開支,主(zhu)要體現在(zai)泵消耗的(de)電能.因此(ci)選擇一款(kuǎn)精度高、穩(wěn)定性.好、壓(ya)損小、價格(gé)實惠的儀(yi)表是提高(gāo)儀表選型(xing)的一個很(hěn)重要的🐆原(yuán)則.
　　由表3可(kě)知，一-台公(gōng)稱直徑200mm的(de)标準銳孔(kǒng)闆節流裝(zhuāng)置測量進(jin)入催化反(fǎn)應器總管(guǎn)1.0MPa原料油霧(wu)化蒸汽,質(zhì)量流量爲(wèi)5175kgh,差壓值爲(wèi)10kPa,永🤞久壓損(sun)爲6137Pa;而一台(tái)公稱直徑(jing)爲200mm的多孔(kong)平衡流量(liàng)計測:量進(jìn)入催化反(fan)㊙️應器總管(guǎn)1.0MPa原⚽料油霧(wù)化蒸汽，差(cha)壓⁉️值爲4.26kPa,永(yǒng)久壓損爲(wei)1978Pa,計算節省(sheng)耗🌈能費用(yong)問:
qv=5175+(4.21x3600)=0.3414(m3/s);
△P=6173-1978=4195(Pa);
Q=(△Pxqv)+n=(4195*0.3414)+0.8=1790.22(W).
　　式中:Q爲(wei)能耗值,W;qv爲(wèi)介質體積(jī)流量,m³/s;△P爲永(yǒng)久壓損值(zhí),Pa;η爲電機🌈和(he)😍泵的效率(lǜ)，工業上一(yī)般取0.8.
　　每年(nián)多耗能所(suǒ)需的費用(yòng)1]=(Q/1000)x(運行時速(su)/年)x(元/(千瓦(wǎ)-小時))=(1790.22/1000)x8400x0.639=9.61(萬💚元(yuán)/年).
　　根據上(shàng)述計算結(jié)果和2012年多(duō)孔平衡流(liu)量計的市(shì)場價格(公(gong)稱㊙️直徑爲(wèi)200mm多孔平衡(héng)流量計爲(wèi)2.0萬元)可知(zhī),重油催化(hua)裂化裝置(zhi)中🌐用于測(cè)量進入催(cuī)化反應器(qi)的🐆原料油(yóu)✂️霧化蒸汽(qì),若安裝多(duo)孔㊙️平衡流(liu)量計運行(háng)兩個半月(yuè)就⛷️可以回(hui)收公稱直(zhí)徑爲200mm多孔(kong)平衡流量(liang)計的投資(zī)成本.
4結語(yǔ)
　　綜上所述(shù)，本文介紹(shào)了多孔平(ping)衡流量計(jì)的技術特(te)點，通過多(duo)孔平衡流(liu)量計和标(biāo)準銳孔闆(pǎn)在重油催(cuī)化裂😘化裝(zhuang)置上的應(yīng)用比📧較，以(yǐ)該裝置上(shàng)原料油霧(wù)化燕汽♍測(ce)量爲例,進(jin)行了節能(néng)分析，充分(fen)說明了在(zai)設計中選(xuǎn)用一.款性(xing)能可靠的(de)節能儀表(biao)是實現該(gai)✍️裝置節能(neng)減排的重(zhong)要手段.基(ji)于上述⛱️優(yōu)點和T程實(shí)際應用的(de)良好的效(xiao)果，可以得(de)出的結論(lùn)是多孔平(píng)衡流量計(jì)是一種計(ji)量正确、耐(nai)用、具有廣(guǎng)泛應用前(qián)景的節能(neng)儀表.

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