摘要:爲(wèi)了提高(gao)企業的(de)工業自(zi)動化水(shui)平和流(liú)量測量(liàng)節能新(xīn)技術的(de)應用，以(yǐ)寶塔石(shi)化80t/a重油(you)催化裂(liè)化的原(yuan)料汕霧(wù)化然汽(qì)測量爲(wei)例,通過(guò)和現有(yǒu)的 差壓(yā)式流量(liang)計 的性(xìng)能綜合(hé)對比,分(fen)析了多(duo)孔平衡(heng)流量計(jì) 的技術(shu)特點和(he)節能效(xiào)果，并對(duì)多孔平(ping)衡流量(liang)計節🔞能(neng)進行了(le)計算和(hé)經濟分(fen)析,充分(fèn)說明多(duo)孔平衡(heng)流量計(jì)在繼承(chéng)了标準(zhun)✨孔恒🌈優(yōu)點的基(jī)礎上,還(hái)具備測(ce)量精度(du)高、測量(liang)範圍寬(kuān)♌、永久壓(yā)損小對(duì)直管段(duan)矩、節✍️能(neng)效果好(hao)等特點(dian)，能夠推(tuī)動企業(yè)的工業(ye)🔱白動化(huà)水平，是(shi)一種流(liu)量測量(liàng)節能的(de)新技術(shu).
　　流量測(ce)量在石(shí)化企業(ye)生産控(kong)制過程(chéng)和計量(liang)核算中(zhōng)具🐅有重(zhòng)要的地(di)位,特别(bie)是在注(zhu)重能源(yuán)節約提(ti)高企業(ye)經濟效(xiao)益和産(chan)品質量(liàng)的今天(tian)，對流量(liàng)測量的(de)要求更(geng)爲嚴格(gé).在石化(hua)企業作(zuò)爲流量(liàng)測量對(duì)象的流(liu)體介質(zhi)種類包(bao)括氣體(tǐ)、液體、蒸(zheng)汽等，隻(zhī)🌍有把這(zhe)些介質(zhì)的流量(liang)測量正(zhèng)确，才能(néng)正确地(di)進💃🏻行經(jīng)濟核算(suàn)🛀,使生産(chan)活動建(jian)立在可(kě)靠的科(kē)學技術(shu)之上，使(shǐ)❗經濟管(guan)理工作(zuò)🍓切實有(yǒu)☔效地進(jin)行.
　　目前(qian),差壓式(shi)流量計(ji)可選用(yòng)的節流(liú)元件有(you)孔闆、噴(pen)嘴、文丘(qiu)裏管等(děng)4随着測(ce)量技術(shù)的不斷(duàn)發展，節(jiē)流元件(jiàn)不斷改(gai)進，多🔆孔(kong)平衡流(liú)量計已(yi)通過有(yǒu)關試驗(yàn)并🧑🏽‍🤝‍🧑🏻在石(shi)油化工(gōng)裝置上(shàng)得到了(le)較廣泛(fan)的❄️應用(yong).該儀表(biao)也是一(yī)種差壓(yā)式流🌈量(liang)儀表.它(tā)是在标(biao)準孔闆(pan)節流🐅裝(zhuang)置的基(ji)礎上研(yan)發出的(de)🐇-種新型(xing)流量測(cè)量儀表(biao).它集合(he)标準孔(kong)闆節流(liú)裝置結(jié)構簡單(dan)、應用技(ji)術成熟(shu)等優點(dian)，克服了(le)标準孔(kǒng)闆節流(liu)裝置精(jing)度較低(dī)、量程比(bǐ)窄、安裝(zhuāng)時上下(xià)遊需要(yao)較長的(de)直管段(duan)、永久壓(ya)力損失(shi)較大、運(yùn)行成本(ben)高等缺(que)點.該流(liú)量計被(bei)稱⛱️作第(dì)三代節(jie)流裝置(zhi),.是由美(měi)國國家(jiā)航空航(hang)天局設(she)計發明(míng)的一種(zhǒng)新型流(liu)量計,也(yě)稱爲多(duo)孔平衡(heng)流量計(ji).
1.基于多(duo)孔平衡(héng)流量計(jì)的性能(neng)優勢
　　多(duo)孔平衡(heng)流量計(ji)是一種(zhǒng)差壓式(shì)流量儀(yi)表，其工(gong)作原理(li)與其😘他(tā)差壓式(shi)流量計(ji)一樣，都(dou)是基于(yu)密封管(guǎn)☎️道中的(de)能量轉(zhuǎn)換原🈲理(lǐ),即在理(lǐ)想流體(tǐ)的情況(kuang)下，管⛷️道(dào)中的流(liú)量與差(cha)壓的👨‍❤️‍👨平(píng)方根成(cheng)正比，再(zài)根據伯(bó)努利方(fāng)程用測(cè)出的差(chà)壓值即(ji)可計算(suan)出管道(dao)中的流(liú)量.平衡(héng)流量傳(chuan)感器是(shì)一個多(duō)孔的圓(yuan)盤節流(liu)整流器(qì)，安裝在(zai)管🔞道✏️的(de)截面.上(shang)，每個孔(kǒng)的尺寸(cun)和分布(bu)是基于(yú)特殊的(de)公式和(he)測試數(shù)據而定(ding)制的,稱(cheng)爲函數(shu)🏃孔當流(liú)體穿過(guò)圓盤的(de)函數孔(kong)時，流體(tǐ)将被平(píng)衡整流(liu)，渦流被(bei)最小化(hua)，形成近(jin)似理想(xiǎng)流體,通(tong)過取壓(yā)裝置,可(kě)獲得穩(wěn)定的差(chà)壓信号(hào)，根據伯(bó)努利方(fāng)程計算(suan)😍出體積(ji)流量、質(zhi)量流量(liàng).平衡流(liú)量計巧(qiǎo)妙的設(shè)計在于(yú)将多孔(kǒng)整流器(qi)和測量(liàng)⭐孔闆合(hé)二爲一(yī)，能最大(dà)限度地(dì)将流🔆場(chang)平衡調(diào)整成理(lǐ)想狀态(tài)，從而将(jiang)差壓式(shì)流量計(jì)的優勢(shi)發揮🙇🏻到(dao)極緻.
(1)流(liu)量測量(liang)線性度(du)高，重複(fú)性好平(ping)衡流量(liang)傳感器(qì)具有對(dui)稱多孔(kong)結構特(te)點，能對(duì)流場進(jìn)行平衡(heng),降低了(le)♍渦流、振(zhèn)動🐕和信(xin)号噪聲(shēng),流場穩(wěn)定性大(dà)大提高(gao)，使線性(xìng)度比孔(kǒng)闆提升(shēng)了5~10倍，重(zhong)複性🌍提(tí)高了⛷️54%，爲(wei)0.15%.從其綜(zōng)合性能(néng)來看,多(duo)孔平衡(heng)流量計(ji)屬于流(liú)量計㊙️行(háng)列.當量(liàng)🌐程比爲(wei)5:1時，線🛀性(xìng)度可達(dá)±0.3%;量程比(bi)爲7:1時，線(xian)性度可(kě)達±0.5%;量程(cheng)比爲10:1時(shí)，線性度(du)可達±1.0%。
(2)直(zhí)管段要(yao)求低，雙(shuang)向流測(cè)量好.平(píng)衡流量(liàng)傳感器(qì)由于流(liu)🌈場穩定(dìng)，A.壓力恢(hui)複比孔(kong)闆快兩(liǎng)倍，人大(da)縮短了(le)對直管(guan)段的要(yào)求，其🤞前(qián)後直管(guǎn)段一股(gu)爲前1D後(hou)1D,最小可(ke)以小于(yú)0.5D，其中D爲(wèi)工藝管(guǎn)道的工(gōng)程直徑(jing)..采用多(duō)孔平衡(heng)流量計(ji)可以省(sheng)去大量(liàng)直管段(duan)，尤其☂️是(shi)特殊昂(ang)📞貴的材(cái)料的管(guan)道.另外(wài),多孔平(píng)衡流雖(sui)計處于(yu)完全👉對(dui)稱，因此(cǐ)對于雙(shuāng)向流的(de)流體測(ce)量非常(chang)的理想(xiang)将多孔(kong)平衡流(liu)量計和(he) 孔闆流(liu)量計 進(jìn)行比較(jiao)，如圖1所(suo)示.
 
(3)永(yǒng)久壓力(li)損失小(xiǎo)，測量介(jie)質潔淨(jìng)度要求(qiú)低.多孔(kong)對稱的(de)平衡設(shè)計，減少(shao)了紊流(liu)剪切力(li)和渦流(liú)的形成(chéng)，降低了(le)動能的(de)損失,在(zai)同樣的(de)測量工(gōng)況下，與(yǔ)孔闆相(xiang)比減㊙️少(shao)了2.5倍的(de)永久壓(ya)力損失(shi)，從而節(jie)省了相(xiàng)當大的(de)運行♈能(neng)量成本(běn)❄️,是一種(zhong)節㊙️能型(xing)儀表,值(zhí)得大量(liang)㊙️推廣.因(yīn)爲減少(shǎo)了紊流(liú)剪☎️切力(lì)和渦流(liú)的形成(chéng)，從而大(da)大降低(dī)了滞留(liu)死區的(de)形成，保(bǎo)證髒污(wū)介質🔴順(shun)利通過(guo)多個孔(kǒng),減小了(le)流體孔(kǒng)被堵塞(sāi)的機會(huì)将多孔(kǒng)平衡流(liú)量計和(he)孔闆流(liu)量計進(jìn)行比較(jiao)⛷️,如圖2所(suǒ)示.
 
(4)其(qí)他性能(néng)優勢.
①流(liu)量測量(liàng)範圍寬(kuān),測量精(jing)度高.由(you)于平衡(heng)流量傳(chuán)感器💚具(jù)有多孔(kong)結構的(de)特點,能(neng)對流場(chǎng)進行平(píng)衡，降低(di)渦流、振(zhen)動和信(xin)号噪聲(shēng),流場穩(wen)定性大(dà)大的提(tí)高.表體(ti)采用🔴特(tè)制管🌍道(dào)和專用(yong)取壓🧑🏽‍🤝‍🧑🏻裝(zhuāng)置，使❓精(jīng)度比傳(chuan)統節流(liú)裝置提(tí)升了5~10倍(bèi).經過實(shí)流标定(dìng)，傳感器(qì)精度可(ke)達0.3%,适用(yong)于貿易(yì)計量場(chǎng)合.其流(liú)速可以(yi)🔅從最小(xiao)到音♋速(sù),其最小(xiao)雷🌍諾數(shù)可低于(yu)200，最大雷(lei)諾數可(kě)大于🥰107;β值(zhi)可選0.25~0.90,孔(kong)徑比β=d/D.
②長(zhang)期穩定(dìng)性好,可(ke)測高溫(wēn)高壓介(jie)質.由于(yu)其紊流(liu)剪切力(li)的明🈲顯(xiǎn)減小，大(da)幅度降(jiàng)低了介(jiè)質與節(jiē)流件直(zhi)接的摩(mo)擦,其β值(zhi)🌈長期保(bao)持不變(biàn),整個儀(yí)表無可(ke)動部件(jian),因此可(ke)以長期(qi)保持穩(wen)定性.與(yǔ)孔闆等(deng)節流裝(zhuang)置一樣(yang)，工作溫(wen)度壓力(lì)取決于(yu)管⭐道和(hé)法蘭的(de)材質和(he)等級,工(gōng)作溫🙇‍♀️度(dù)可達850℃,工(gong)作🧑🏽‍🤝‍🧑🏻壓力(lì)可達42MPaB.
③可(kě)測複雜(za)工況介(jiè)質.由于(yú)其特殊(shū)的結構(gòu)設計，使(shi)其具有(you)特殊的(de)性能,它(tā)可以用(yong)于氣液(ye)兩相、各(gè)種混合(hé)氣體🏃‍♂️(如(rú)瓦㊙️斯、沼(zhǎo)氣、煤氣(qì)等🌈等)、各(ge)種低溫(wēn)氣體(如(ru)LNG、液氮、液(ye)氧、液😄氩(ya)、液氫、液(yè)氯、液化(huà)乙烯、液(yè)化石油(yóu)氣,等等(deng))、氣液兩(liang)相介💔質(zhi)(如濕氣(qì)👌)、漿料、多(duo)相水流(liu)、震動水(shui)流、電磁(cí)幹擾介(jiè)質和雙(shuāng)向流(因(yin)爲多孔(kong)平衡流(liu)量計左(zuo)右完🈲全(quán)對稱).
2性(xing)能綜合(he)對比
　　當(dāng)然多孔(kǒng)平衡流(liú)量計在(zai)實際應(yīng)用中依(yi)然存在(zai)着一些(xie)有待解(jiě)決的問(wèn)題，結合(hé)以上平(ping)衡流量(liang)計的技(ji)術性😍能(néng)特點，本(běn)文就平(píng)衡流量(liang)計與其(qi)他差壓(ya)式流量(liàng)計進行(háng)對比☁️，詳(xiang)細性能(neng)比較見(jiàn)表1所示(shì).
 
3在重油(yóu)催化裂(lie)化中的(de)應用
　　催(cui)化裂化(hua)是我國(guo)石油化(huà)工二次(ci)加工的(de)核心裝(zhuang)置,在煉(liàn)👉廠中,其(qí)加工能(néng)力占--次(cì)加工能(neng)力的比(bi)例一般(ban)在30%以🈲上(shàng)催化裂(liè)化實現(xian)工🐇業化(huà)已經有(yǒu)60多年的(de)曆史,作(zuò)爲重油(yóu)加工的(de)主要手(shou)段,是🔆目(mu)前重油(you)輕質化(hua)工藝.雖(sui)然曾多(duō)次受到(dào)♉其他二(er)次加工(gong)工藝的(de)競争和(hé)⛱️清潔燃(rán)料标準(zhǔn)的挑戰(zhan)，但由于(yu)催化裂(lie)化技術(shù)的不斷(duan)進步，各(ge)種以催(cui)化裂化(huà)技術爲(wèi)核心的(de)催化裂(liè)化家族(zu)工藝的(de)不斷出(chu)現，已🆚經(jīng)将催化(huà)裂化轉(zhuan)變爲煉(lian)油化工(gōng)一體化(huà)的橋梁(liáng)裝置,催(cuī)化裂化(hua)依然保(bao)持了其(qí)在石油(you)☁️化工行(hang)業中‼️的(de)重要地(di)位.
3.1測量(liàng)對象分(fen)析
　　随着(zhe)催化裂(liè)化工藝(yi)技術的(de)不斷進(jìn)步，它對(dui)自控技(ji)術也提(ti)出了較(jiao)高的要(yào)求,選用(yòng)合适的(de)測量儀(yí)表,是保(bao)證催化(huà)裂化❗工(gōng)藝技術(shu)不斷進(jin)步的首(shǒu)要條件(jiàn).寶塔石(shí)化🔞80ta催化(huà)裂化裝(zhuang)置🔅工藝(yi)的原始(shǐ)數據見(jian)表2.表2中(zhōng)的測量(liang)介質爲(wèi)氣體或(huò)蒸汽.分(fèn)析表2中(zhong)的數據(ju)可知🌍，所(suo)列的原(yuan)始✊數據(ju)的量程(cheng)比都超(chāo)出了标(biāo)準孔闆(pǎn)3:"的💚範圍(wéi)，有的甚(shen)至到達(da)了10:1.因此(cǐ)在設計(jì)中選擇(ze)多孔平(ping)衡流量(liàng)計.根據(ju)多孔平(píng)衡🔞流量(liang)計的特(tè)點,選取(qǔ)蒸汽介(jiè)✊質作爲(wei)測量對(dui)象合适(shì).
3.2多孔平(ping)衡流量(liang)計測量(liàng)蒸汽
　　在(zài)石化企(qǐ)業中，蒸(zhēng)汽作爲(wei)--種重要(yao)的能源(yuán)被廣泛(fan)的應用(yòng)❓.在催化(huà)裂化裝(zhuāng)置中，包(bao)括反應(ying)-再生、分(fèn)餾、吸收(shou)穩定(含(han)氣壓機(jī))、主風機(ji)-煙機系(xi)統、餘熱(rè)钜爐、餘(yu)熱回收(shou)站中⛹🏻‍♀️都(dōu)大量的(de)使用蒸(zheng)汽.随着(zhe)企業成(chéng)本核算(suàn)的深入(ru),淘汰落(luo)後産能(neng)企業政(zheng)策🆚的落(luo)實,企業(yè)内部對(dui)能源的(de)節約日(ri)益重視(shi)，而在催(cuī)化裂化(hua)裝置中(zhong)蒸汽在(zai)能源費(fèi)用中♋占(zhan)據較大(da)的比例(li)，故要求(qiú)對蒸汽(qi)進行準(zhǔn)确計量(liang)是很有(you)必要🙇🏻的(de)問.
　　蒸汽(qi)的流體(ti)特征、生(sheng)産工藝(yì)情況、現(xian)場安裝(zhuāng)條件、後(hou)續維護(hù)✊要求及(ji)流量儀(yí)表的性(xing)能,是蒸(zheng)汽計量(liang)的5個重(zhòng)要因素(sù).結合本(ben)文對多(duo)孔平衡(héng)流量計(jì)的介紹(shao)，它非常(chang)适🐆合用(yong)于蒸汽(qi)流量測(cè)量.
3.3同等(děng)條件下(xia)與标準(zhun)孔闆測(cè)量蒸汽(qì)流量的(de)比較
　　重(zhòng)油催化(hua)裂化裝(zhuang)置中,儀(yí)表位号(hào)爲FE21105的流(liú)量計用(yong)于測量(liang)✔️進入催(cui)化反應(yīng)器的原(yuán)料油霧(wu)化蒸汽(qi)工藝參(cān)數見表(biǎo)3.
　　依據表(biao)3中的原(yuán)料油霧(wu)化蒸汽(qi)工藝參(cān)數，通過(guo)孔闆計(ji)算軟件(jiàn)計🌍算出(chu)标準銳(ruì)孔闆儀(yi)表數據(jù);通過多(duo)孔平衡(heng)流量🔴計(jì)軟🤩件計(ji)算出多(duo)孔平衡(heng)流量計(jì)的儀表(biǎo)數據,兩(liǎng)者數據(ju)對比見(jian)表4.
 
　　由表(biǎo)4可知，選(xuǎn)用多孔(kǒng)平衡流(liú)量計前(qian)後直管(guǎn)段可節(jie)省3.8m管徑(jìng)爲200mm的管(guan)道,壓力(lì)損失可(ke)減少4195Pa.而(er)在催化(hua)裂化項(xiang)目中,長(zhang)直管✏️段(duàn)除--次性(xing)投資外(wài)，還包括(kuo):管道施(shi)工☀️、保溫(wen)材😍料費(fei)、安裝支(zhi)架、土地(dì)占用、維(wei)護、運行(hang)費用等(děng).由此可(kě)以說明(ming),蒸汽💃介(jie)質在設(she)計選用(yòng)多孔平(píng)衡流量(liang)計可以(yi)一次性(xing)節約大(dà)量的投(tou)資.
3.4測量(liang)蒸汽的(de)節能分(fen)析
　　節流(liú)裝置作(zuò)爲一種(zhǒng)測量儀(yí)表,其節(jiē)流型壓(yā)損大，長(zhang)期運行(hang)耗能大(dà),費用高(gao);長期運(yun)行中孔(kong)闆幾何(hé)尺寸變(biàn)化😄，銳角(jiǎo)變鈍🔴，甚(shen)至有的(de)⭐孔闆在(zai)開停車(che)過程中(zhong),由㊙️于蒸(zheng)汽管道(dào)中易存(cun)冷✊凝水(shui)，開停蒸(zhēng)汽⛹🏻‍♀️管道(dao)過程中(zhong)産生水(shui)垂,緻使(shi)孔闆變(bian)形，甚至(zhi)變成喇(lǎ)叭口.所(suo)有這些(xie)都說明(ming):孔闆差(cha)壓式蒸(zhēng)汽流量(liang)計很難(nán)保證其(qi)原🚶設計(ji)測量精(jīng)度;介質(zhi)輸送成(cheng)本是介(jiè)質輸送(sòng)過程中(zhong)💛消耗的(de)能量,主(zhu)要測量(liàng)元⚽件造(zào)成的永(yǒng)久壓力(lì)損失爲(wei)标志,就(jiu)液體等(děng)重♻️介質(zhì)而言,輸(shū)送成不(bú)是很人(ren)的開支(zhi),主要體(ti)現在泵(bèng)消耗的(de)電能.因(yīn)此選擇(zé)一款精(jīng)度高、穩(wěn)定性.好(hao)、壓損小(xiǎo)、價格實(shi)惠的儀(yí)表是提(ti)高儀表(biao)選型的(de)一個很(hěn)重要的(de)原則.
　　由(yóu)表3可知(zhī)，一-台公(gōng)稱直徑(jìng)200mm的标準(zhǔn)銳孔闆(pǎn)節流裝(zhuang)置測量(liàng)進入催(cuī)化反應(yīng)器總管(guan)1.0MPa原料油(yóu)霧化蒸(zhēng)汽,質量(liang)流量爲(wèi)5175kgh,差🌈壓值(zhí)🌈爲10kPa,永久(jiu)壓損爲(wèi)6137Pa;而一台(tái)公稱直(zhi)徑爲200mm的(de)多孔平(ping)衡流量(liang)計測:量(liang)進入催(cuī)化反應(ying)器總管(guǎn)1.0MPa原料油(you)霧化蒸(zhēng)汽，差壓(ya)值爲4.26kPa,永(yong)久🤟壓損(sun)爲1978Pa,計算(suan)節省耗(hào)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(zhong):Q爲能耗(hào)值,W;qv爲介(jie)質體積(ji)流量,m³/s;△P爲(wèi)永久壓(yā)損值,Pa;η爲(wei)電機和(hé)🐪泵的🔞效(xiào)率，工業(yè)上一般(ban)取0.8.
　　每年(nián)多耗能(neng)所需的(de)費用1]=(Q/1000)x(運(yun)行時速(sù)/年)x(元/(千(qian)瓦-小時(shí)))=(1790.22/1000)x8400x0.639=9.61(萬🚶元/年(nian)😘).
　　根據上(shang)述計算(suan)結果和(hé)2012年多孔(kǒng)平衡流(liu)量計的(de)市場價(jià)💋格(公稱(chēng)🌐直徑爲(wèi)200mm多孔平(ping)衡流量(liàng)計爲2.0萬(wan)元)可知(zhī),重油催(cuī)化裂化(hua)裝🍉置中(zhōng)😘用于測(cè)量進入(ru)催化反(fǎn)應器的(de)原料油(yóu)霧化蒸(zheng)汽,若安(an)裝多孔(kǒng)平衡流(liu)量計運(yùn)行兩個(ge)半月就(jiu)可以回(huí)收公稱(cheng)直徑爲(wei)200mm多孔平(ping)衡流量(liang)計❄️的投(tou)資成本(ben).
4結語
　　綜(zong)上所述(shu)，本文介(jie)紹了多(duo)孔平衡(héng)流量計(ji)的技術(shu)特點👣，通(tong)過多孔(kong)平衡流(liú)量計和(he)标準銳(rui)孔闆在(zai)重油催(cui)化裂化(hua)裝置上(shang)🛀的應用(yong)比較，以(yǐ)該裝置(zhi)上原料(liao)油霧化(huà)燕汽測(ce)量爲例(li),進行🌂了(le)節能🌍分(fèn)析，充🐅分(fen)說明了(le)在設計(jì)中選用(yòng)一.款性(xing)🥵能可靠(kào)的節能(néng)儀表是(shi)實現該(gāi)裝置節(jiē)能減排(pai)的重要(yao)手段.基(jī)于上述(shu)優點和(he)T程實際(ji)應用的(de)良好的(de)效果，可(kě)以得出(chū)的結論(lùn)是多♻️孔(kǒng)平衡流(liú)量計是(shi)一種計(jì)量正🎯确(què)、耐用、具(jù)有廣泛(fan)應用前(qian)景的節(jiē)能儀表(biǎo).

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