摘要：在煉油(yóu)化工生産中經常(cháng)出現一條蒸汽管(guǎn)道雙向輸💘送蒸🐇汽(qi)的情況，本文就實(shi)現重油催化裂化(hua)裝置⛹🏻‍♀️在進、出裝置(zhi)兩🏃‍♂️個方向蒸汽質(zhi)量流量的實時、準(zhǔn)确測量問題💋，提出(chū)了一種應用多參(can)量雙向流 一體化(huà)節流式流量計 的(de)計量解決方案，并(bìng)具體就一體化雙(shuāng)向孔闆流量計 的(de)工作原理、計量系(xì)統組成、功能特點(dian)、雙向流測量的♋實(shí)現過程以及實際(ji)應用效果進行了(le)介紹。
0引言
　　許多煉(liàn)化生産裝置，如催(cuī)化裂化裝置、焦化(huà)裝置、連續重整裝(zhuang)置等，常利用裝置(zhi)餘熱産出蒸汽，這(zhè)些裝置在💰正常生(shēng)産期間🎯的自産蒸(zhēng)汽大多被裝置内(nei)部使用，多餘部分(fen)再外排🌈輸出至🐪系(xi)統管💁網，在裝置開(kāi)停工或加工負荷(he)小，自産蒸汽不足(zu)的情況下，又需✨要(yao)引入系統管網蒸(zheng)汽作🐉爲動力或熱(rè)源。因此，裝置🙇‍♀️蒸汽(qi)母管與系統管網(wang)之間呈互供狀态(tài)，這就✔️帶來了如何(hé)在同一管道中實(shí)現雙向流蒸汽流(liú)量實時☎️測量的問(wèn)題。蒸汽單🚩管雙向(xiang)互供，客觀上造成(cheng)了計量的困難👨‍❤️‍👨，也(ye)對生産裝置的能(neng)耗統計核算影響(xiǎng)很大。常規解決辦(bàn)法是在同一條管(guǎn)線上安☀️裝正反兩(liǎng)套标準孔闆進行(hang)測量，但是往往出(chū)現直管段難于☔保(bao)證，壓力損失也成(cheng)倍增♈加，造成裝置(zhi)能耗額外增加，同(tóng)時因❄️工藝流程和(hé)裝置負荷變化，管(guǎn)✊道中蒸汽流向發(fa)生改變時，難以實(shi)現對任何一個方(fang)向蒸汽♻️流量的實(shí)時、準确測量和監(jian)測🔴，不利于生産運(yùn)行控制和節能降(jiang)耗。随着流量計量(liàng)新技術的發展，流(liú)量二次表功能逐(zhu)漸完善，使得雙向(xiàng)孔闆流量計在測(cè)❌量蒸汽雙向流量(liang)方面得到了推廣(guang)💁和🙇‍♀️應用。
1雙向孔闆(pǎn)流量計工作原理(li)
　　傳統的标準孔闆(pan)入口爲直角，出口(kǒu)爲45°倒角，不能測量(liàng)反向💛流量，如圖1所(suo)示。雙向孔闆的入(rù)口和出口結構相(xiàng)🌂同，均爲直✊角，可分(fèn)别測量雙方向流(liu)量，其結構如圖2所(suo)示。雙向孔闆流量(liàng)計就🈲是依據在GB/T2624.2設(she)計與加工的不切(qiē)斜角、兩個端面、厚(hòu)度🐅和節流孔的兩(liang)個邊🧑🏾‍🤝‍🧑🏼緣符合規定(dìng)要求的孔闆。在GB/T2624.2—2006/ISO5167—2:2003《用(yòng)安裝在圓形截面(miàn)管⚽道中的差壓裝(zhuāng)置測量滿管流體(tǐ)流量第二部分:孔(kǒng)闆》中，對雙向孔闆(pǎn)做了詳細的規定(ding)，隻要按照标準設(shè)💜計制造和安裝，就(jiu)🚶‍♀️能獲得标準所規(guī)定的準确度。


　　雙向孔(kong)闆測量蒸汽雙向(xiang)流，與标準孔闆流(liú)量計的工作原理(li)是♻️一緻的，主要區(qu)别是節流件形式(shi)和二次表功能不(bú)同，此外還需要增(zēng)加一台差壓變送(song)器🔅。測量流量的基(jī)本原理，就是以流(liú)動連續性方程(質(zhi)✌️量守恒定律)和伯(bo)努利方程(能量守(shǒu)恒定律)爲基礎的(de)。當充滿管道的流(liu)體流🌂經管道内的(de)🈲節流件時，流速将(jiāng)在節流件處形成(cheng)局部收🈲縮，因而流(liu)速增加，靜壓力降(jiàng)低，于是在節流件(jiàn)前後便産生了靜(jing)壓力差。流體流量(liàng)愈大，産生的壓差(cha)愈大，這樣可依據(ju)壓差🔞來衡量流量(liàng)的大小。孔♻️闆流量(liang)☂️計測量流量的🚶‍♀️基(ji)本公式如下:

　　式中(zhōng):qm爲質量流量kg/s;C爲流(liu)出系數，無量綱;ε爲(wèi)可膨脹性系數☔;d爲(wei)節流件開孔直徑(jìng)，m;β爲直徑比，(β=d/D);ρ1爲被測(ce)流體密度，kg/m3;Δp爲差壓(ya)，Pa。
2一體化雙向孔闆(pǎn)流量計的結構和(hé)功能特點
2.1一體化(hua)雙向孔闆結構
　　一(yi)體化雙向孔闆流(liu)量計，采用雙向孔(kong)闆，裝有雙 差壓變(biàn)送器 ，并配套溫度(dù)、 壓力變送器 進行(háng)溫度、壓力補償。YJLB系(xì)列一體化雙向孔(kong)闆流量計，是将傳(chuán)統節流裝置和兩(liang)台智能差壓變送(sòng)器優化組裝成一(yī)體，采用專用轉換(huan)單元，使其具備溫(wēn)度、壓力、流量✊數據(jù)高精度寬量程補(bǔ)償的功🚶能，從而構(gou)成一種多參量雙(shuang)向流📞一體化節流(liu)式新型流量計量(liàng)🧡系統。一體化雙向(xiàng)孔闆流量計結構(gòu)如圖3所示。
2.2一體化(huà)雙向孔闆主要功(gōng)能和特點
1)可實現(xian)雙向流量測量
　　一(yī)體化雙向孔闆流(liú)量計可根據現場(chǎng)管道中蒸汽流量(liang)的實際狀況，如流(liu)入端與流出端壓(ya)力的變化，可正向(xiang)、反向雙向測量蒸(zheng)汽流量，使雙流向(xiang)蒸汽流📱量的計🚶‍♀️量(liàng)更便捷、更準确，解(jiě)決了之前傳統标(biāo)準孔闆流量計隻(zhi)能單向🧑🏽‍🤝‍🧑🏻測量蒸汽(qi)✊流量的問❗題。
2)測量(liang)準确度有依據
　　一(yī)體化雙向孔闆流(liú)量計由于采用标(biao)準節流件，測量準(zhun)♌确☔度💜有依據;可采(cǎi)用符合GB/T2624—2006國家标準(zhun)的流量測☔量節流(liu)裝置專家系統軟(ruan)件，設計出雙向孔(kǒng)闆的最佳開孔徑(jìng)，以及雙向差壓變(biàn)送💔器的差❌壓量程(chéng)。
3)流量測量範圍得(de)到擴展

　　一體化雙向孔(kong)闆流量計采用兩(liang)台智能型差壓變(biàn)送器‼️，通過🚶‍♀️配置流(liú)量計算轉換單元(yuan)或流量計算機㊙️可(kě)根據兩個差壓信(xìn)号自動判别其流(liu)向，并且實時完成(cheng)節流件的流出系(xi)數C、流束📐可膨脹🌈系(xì)數ε計算，在滿足測(ce)量準确度的同時(shí)，使兩個方向流量(liang)測量範圍度可達(dá)6∶1或更寬。
4)安裝簡便(bian)且有防凍功能
　　該(gai)一體化雙向孔闆(pan)流量計采用防凍(dong)隔離技術，冬季♍運(yun)行無需保溫和伴(ban)熱，并且由于沒有(yǒu)了冷凝罐，不存在(zai)冷凝水，徹底消除(chu)了傳統蒸汽節流(liu)裝置由于正負側(ce)冷凝水的液位差(cha)所導緻的❗不可預(yu)知的測量誤差。采(cǎi)取一體💛化設計安(ān)裝，縮短了一次表(biǎo)與二次表的引壓(ya)管線長度，差壓變(biàn)送器導壓管短，使(shǐ)🏃🏻儀表的動态性㊙️能(neng)得到提高。儀表整(zhěng)體組裝，安裝簡便(biàn)，消除了儀表現場(chǎng)安裝帶來的測量(liàng)誤差，去掉了🚶‍♀️儀♌表(biao)箱及伴熱管線。同(tong)時用同一台流量(liang)🈲計計量兩個方向(xiang)的流量，不僅可🔴以(yi)簡化系統、節省空(kōng)間，還節🐕省儀表購(gòu)置、安裝、維護費用(yong)。
3一體化雙向孔闆(pǎn)流量計在重催裝(zhuāng)置的應用
3.1裝置蒸(zheng)汽工藝流程
　　120萬噸(dun)/年重催裝置界區(qū)，各有一條中壓蒸(zheng)汽母管和低壓蒸(zhēng)汽母🐕管，裝置生産(chan)所需的中、低壓蒸(zhēng)汽經由這兩條母(mǔ)管從系統管網引(yin)入。裝置内部有一(yī)台鍋爐産中✉️壓蒸(zhēng)汽，氣壓機✌️使用中(zhong)壓蒸汽作功後，排(pái)出🛀🏻低壓蒸汽，同時(shí)減溫減壓器将中(zhong)壓蒸汽減溫減壓(ya)爲1.0MPa低壓蒸汽供裝(zhuāng)置内部使用。裝置(zhì)正常生産期間🐪富(fù)餘部分中壓蒸汽(qi)、低壓蒸汽也通過(guo)這兩條母管外排(pái)并入蒸汽系🔞統管(guǎn)網💚。在裝置開☁️停工(gong)期間及加工負荷(he)較小鍋爐産汽量(liàng)較小情況下，需從(cong)系統管網引入蒸(zheng)汽作爲動力能源(yuán)。裝置蒸汽流程圖(tú)如圖4所示。

3.2裝置雙(shuāng)向流蒸汽計量方(fāng)案
　　該裝置中低壓(yā)蒸汽母管中的蒸(zhēng)汽流向屬于典型(xíng)的雙🆚向流，因此，安(ān)裝于裝置兩條蒸(zhēng)汽母管線上的流(liú)量🔴計應能實㊙️現雙(shuang)向流量測量。應用(yong)一體化雙向😄孔闆(pǎn)流量計實現重催(cuī)裝置進🈲出裝置兩(liǎng)個方向的計量方(fāng)案及系統組📧成如(ru)圖5所示。
　　在該蒸汽(qi)計量方案中，計量(liang)系統主要由YJLB系列(liè)多參量雙向流一(yi)體化節流式流量(liang)計(配備有兩台EJA110A-E型(xing)差壓變送器)、FC2000-IAE(G)流量(liang)計算轉換單元(一(yī)台測量出裝置蒸(zhēng)汽流量💰，另一台測(ce)量進裝置蒸汽流(liu)量🚩)，以及雙支鉑電(dian)阻測溫🍓元件組成(chéng)🌈。
　　在裝置現場，将多(duo)參量雙向流一體(ti)化節流式流量計(jì)🐕焊🔞接在蒸🥵汽管道(dao)上，同時安裝雙支(zhī)鉑電阻。在控制室(shi)，FC2000-IAE(G)流量計算轉換單(dan)元采用DIN35标準導軌(guǐ)安裝方式，可方便(bian)地實現在DCS、PLC系統中(zhong)植入高精度🆚流量(liang)計算環節。流量計(jì)☂️算轉換單元安裝(zhuāng)在控制室内🤟機櫃(gui)上，可循環顯示當(dāng)前瞬時流量、累積(jī)流量、介質溫度、介(jiè)質🎯壓力等參數💯量(liàng)，并傳輸補償計算(suàn)後的流量信号至(zhì)DCS系統進行☎️瞬時流(liú)量、累積流量及曆(li)史趨勢顯示，以便(bian)更好地查證雙向(xiàng)計量系統狀态，并(bing)可通過網絡終端(duān)計算💯機上傳實時(shí)蒸汽計🌈量數據。
3.3雙(shuāng)向蒸汽流量測量(liàng)的實現過程

　　應用(yong)該計量方案實現(xian)進、出裝置雙向蒸(zhēng)汽流量計🚶量的基(ji)本過💛程爲:一體化(huà)雙向孔闆流量計(jì)爲雙差變結構，兩(liang)台HAＲT差壓變送器，分(fen)别測量正、反向蒸(zheng)汽差壓信号，壓力(lì)補償信号通過HAＲT協(xié)議從差⛹🏻‍♀️壓變送器(qì)正壓室讀取，正反(fǎn)兩個方向兩個差(chà)變的信号和雙支(zhi)鉑電阻信号分别(bie)接入到兩台流量(liàng)計算轉換單元。安(ān)裝在控制室機櫃(gui)内的流量👄計算轉(zhuan)換單元完成✊對現(xian)場差壓、溫度、壓力(li)數據的采集，實時(shi)進行蒸汽流量的(de)溫壓補償運🐉算，循(xun)環顯示當前蒸汽(qì)的瞬時㊙️流量、累積(jī)👉流量、溫度、壓力、熱(rè)量等參數，并将補(bu)🍓償運✨算後的質量(liàng)流量💛信号和🔞采集(ji)到的溫度🏒、壓力信(xìn)号，通過4～20mA信号或🈲者(zhě)通訊接口傳給DCS，進(jin)行瞬時流量、累積(jī)🛀流量及曆史趨勢(shì)顯示，用🍓于查證雙(shuang)向計量系統狀态(tai)并上傳實時蒸汽(qì)計量數據。
4應用效(xiào)果
　　本文對該裝置(zhi)在2025年12月15日至12月15日(rì)從開車狀态過渡(dù)到正常生産📱期間(jian)的蒸汽流量數據(jù)進行了跟蹤觀🔱察(chá)和🌈統計✉️分析☂️。首先(xiān)，以24小時日累計流(liu)量數據爲基礎，統(tong)計并繪制了進、出(chu)裝置兩個方向1.0MPa蒸(zheng)汽和3.5MPa蒸汽☔的日累(lèi)計流量折線圖如(rú)圖6和圖7所示。

　　圖6曲(qu)線清晰顯示了在(zài)12月15日，實現了裝置(zhì)低壓蒸汽流♋量由(you)進裝置輸入方式(shi)徹底轉變爲出裝(zhuāng)置輸出方式的“零(líng)❤️”間隔切換;圖7曲㊙️線(xian)清晰顯示了裝置(zhì)由開🚩工初期💃，完全(quan)引入系統中壓蒸(zheng)汽，轉變爲裝置開(kai)工鍋爐産汽後出(chu)現富💛餘部分中😍壓(yā)蒸汽外排系統管(guǎn)網的情況。

　　同時，我(wo)們以七天爲一個(ge)計量周期，統計并(bìng)繪制了裝置在不(bu)同時間段的消耗(hao)(進裝置)、外排(出裝(zhuāng)置)蒸👣汽量💔的柱狀(zhuang)圖。如圖8和圖9所示(shì)。

　　從圖8和圖9柱狀圖(tú)我們可以清楚的(de)看出，在裝置開工(gōng)初期💛，從♉12月15日至12月(yuè)15日期間，裝置大量(liàng)引入系統低壓蒸(zheng)汽和中壓蒸汽，此(ci)時💯裝置蒸汽流向(xiàng)全部爲進裝置方(fāng)向。從12月15日開始，裝(zhuāng)置開車趨于正常(cháng)，鍋爐開始産汽，從(cóng)🎯系統管網引入的(de)中壓蒸汽量明顯(xian)減少，并且有富餘(yú)中壓蒸汽外排，裝(zhuāng)置已停止從系統(tong)管網引入低壓蒸(zheng)汽，轉爲外排低🌈壓(ya)蒸汽。
5結束語
　　采用(yong)多參量雙向流一(yi)體化節流式流量(liang)計與流量計算轉(zhuan)換🤞單元構成的蒸(zhēng)汽計量系統，比較(jiao)好地解決了長期(qī)困擾我公司催💘化(hua)裂化裝置蒸汽雙(shuang)向計量難題⭐，在我(wo)公司生産✍️裝置雙(shuāng)向流蒸🙇🏻汽計量檢(jiǎn)測中達到了🌏較好(hǎo)的實際應用效果(guo)。實現了對進出裝(zhuāng)置兩個方向蒸汽(qi)流量的🏃實時、準确(què)計量，避免了以🍓前(qian)曆次裝置在🐆開停(ting)工期間需要人工(gōng)切換蒸汽計♍量流(liu)程的困難，也避免(miǎn)了📞開停工期間進(jin)出裝置蒸汽無計(jì)量、測量數據混亂(luàn)或數據不真實所(suǒ)造成的👄蒸汽平衡(héng)🌈、能耗核算無依據(ju)的突出問題，徹底(di)解決了以前裝置(zhì)引入系統管網蒸(zhēng)汽消耗量、自産蒸(zheng)汽并網量無法💞同(tóng)步實時準确計量(liàng)的難題。從我公司(si)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻近兩年多來的流(liu)量計運✔️行、計量檢(jiǎn)測數據情況來🛀看(kan)，目前這種雙向流(liu)蒸汽流量的計量(liàng)解決方案可㊙️行，計(ji)量系統運行可靠(kao)，計量數據準确，達(dá)到了對裝置自産(chan)、自用蒸汽分類分(fen)項實時準确測量(liàng)的目的，使得公司(si)煉化生産蒸汽系(xì)統計量數據檢測(ce)率得到了進一步(bù)提高。

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