摘要(yào)：在煉油化(huà)工生産中(zhōng)經常出現(xian)一條蒸汽(qì)管道雙向(xiàng)輸送蒸汽(qi)的情況，本(běn)文就實現(xian)重油催化(huà)裂化裝置(zhi)在進、出裝(zhuang)置兩個方(fang)向蒸汽質(zhì)量流量的(de)實時、準确(que)測量問題(ti)，提出了一(yī)種應用多(duo)參量雙向(xiàng)流 一體化(huà)節流式流(liu)量計 的計(jì)量解決方(fang)案，并具體(ti)就一體化(huà)雙向孔闆(pǎn)流量計 的(de)工作原理(li)、計量系統(tǒng)組成、功能(neng)特點、雙向(xiàng)流測量🌈的(de)☀️實現過👌程(chéng)🚶‍♀️以及實際(jì)應用效果(guo)進行了介(jie)紹。
0引言
　　許(xu)多煉化生(shēng)産裝置，如(rú)催化裂化(hua)裝置、焦化(hua)裝置、連續(xù)💔重整💜裝置(zhì)等，常利用(yong)裝置餘熱(rè)産出蒸汽(qì)，這些裝置(zhì)在正常生(sheng)産期間的(de)自産蒸汽(qì)大多被裝(zhuang)置内部使(shǐ)用，多餘部(bù)分再外排(pái)輸出至系(xi)統管網，在(zai)裝置開停(ting)工或加工(gōng)負荷小，自(zi)産蒸汽不(bu)足的情況(kuang)下，又需要(yào)引入系統(tǒng)管網蒸汽(qì)作爲動力(lì)或熱源。因(yin)此，裝置蒸(zheng)汽母管與(yu)系🤟統管網(wang)之間呈互(hu)供狀态，這(zhe)就帶來了(le)如何在👨‍❤️‍👨同(tong)一管⭐道中(zhōng)實現雙向(xiàng)流💔蒸汽流(liu)量實時📧測(ce)量的問題(ti)。蒸汽單🔴管(guǎn)雙向互供(gong)，客觀上造(zào)成了計量(liang)的困難，也(yě)對生産裝(zhuang)置的能耗(hao)統計核算(suàn)影響很大(dà)。常規解決(jué)辦法是在(zài)同一條管(guǎn)線上安裝(zhuang)正反兩套(tao)标準孔闆(pǎn)進行測量(liang)，但是往往(wang)出現直管(guǎn)段難于保(bǎo)證✉️，壓力損(sǔn)失也成倍(bei)增☂️加，造成(chéng)👌裝置能耗(hao)額外增加(jiā)，同時因🔆工(gōng)藝流程和(hé)裝置負荷(he)變化，管🔞道(dao)中蒸汽流(liu)向發生改(gai)變💰時，難以(yǐ)實現對任(rèn)何🏃🏻‍♂️一個方(fāng)向蒸汽流(liú)量的實時(shi)、準确測量(liang)和監測，不(bu)利于生産(chǎn)運行控制(zhi)和節能降(jiàng)耗。随着流(liú)量計量新(xīn)技術的♉發(fa)展，流量二(er)次表功能(neng)逐漸完善(shan)，使得雙😘向(xiang)孔闆流量(liang)計在測🌈量(liàng)蒸汽雙向(xiang)流量方面(miàn)得到了推(tuī)廣🐪和應用(yòng)。
1雙向孔闆(pan)流量計工(gōng)作原理
　　傳(chuán)統的标準(zhǔn)孔闆入口(kǒu)爲直角，出(chu)口爲45°倒角(jiao)，不能測量(liang)反向💋流‼️量(liàng)，如圖1所示(shi)。雙向孔闆(pan)的入口和(hé)出口結❄️構(gòu)相同，均爲(wei)直㊙️角，可分(fèn)别測量雙(shuang)方向流量(liang)，其結構如(rú)圖2所示。雙(shuang)向孔闆流(liu)量計就是(shi)依據在GB/T2624.2設(shè)計與加工(gōng)的不切斜(xié)角、兩個端(duān)面、厚度和(he)節流孔的(de)兩個邊緣(yuán)符合規定(dìng)要求的孔(kong)闆。在GB/T2624.2—2006/ISO5167—2:2003《用安(an)裝在圓形(xíng)截面管道(dao)中的差壓(yā)🔞裝置測量(liang)滿管流體(tǐ)流量第二(er)部分:孔闆(pan)》中，對雙向(xiang)孔闆做了(le)詳細的規(guī)定，隻要按(àn)照标準設(shè)計制造和(hé)安裝，就能(neng)獲得标準(zhun)所規定的(de)準确度。


　　雙(shuāng)向孔闆測(ce)量蒸汽雙(shuāng)向流，與标(biāo)準孔闆流(liú)量計的工(gōng)作原理是(shi)一緻的，主(zhǔ)要區别是(shi)節流件形(xing)式和二✍️次(cì)表功能㊙️不(bú)同🔆，此外還(hái)需要增加(jiā)一台差壓(yā)變送器。測(cè)量流量的(de)基👄本原理(lǐ)⛷️，就是以流(liu)動連續性(xing)方程(質🔴量(liang)守恒定律(lü))和伯努利(lì)方程(能量(liàng)守恒定律(lǜ))爲基礎的(de)。當充滿管(guǎn)道的流體(ti)流經管道(dào)内的節流(liú)件時，流✔️速(su)将在節流(liú)件處形成(chéng)局部收縮(suo)，因而流速(su)增加，靜壓(ya)力降低㊙️，于(yu)是在節流(liu)件前後便(biàn)産生了靜(jing)壓力差。流(liu)😍體流量愈(yù)大，産生的(de)壓差愈大(dà)，這樣可依(yi)據壓差來(lai)衡量流量(liang)的大小。孔(kong)闆流量計(ji)測量流量(liàng)的基本🔴公(gong)式如下:

　　式(shi)中:qm爲質量(liàng)流量kg/s;C爲流(liú)出系數，無(wú)量綱;ε爲可(kě)膨脹性系(xi)數;d爲節流(liú)件開孔直(zhí)徑，m;β爲直徑(jing)比，(β=d/D);ρ1爲被測(cè)流體密度(du)，kg/m3;Δp爲差壓🏒，Pa。
2一(yī)體化雙向(xiàng)孔闆流量(liàng)計的結構(gòu)和功能特(te)點
2.1一體化(hua)雙向孔闆(pǎn)結構
　　一體(tǐ)化雙向孔(kǒng)闆流量計(ji)，采用雙向(xiang)孔闆，裝有(you)雙 差壓變(bian)送器 ，并配(pèi)套溫度、 壓(yā)力變送器(qi) 進行溫度(dù)、壓力補償(cháng)。YJLB系列一體(tǐ)化雙向孔(kǒng)闆流量計(ji)，是🔞将傳統(tong)節流裝置(zhì)和兩台智(zhi)能差壓變(biàn)送器優化(hua)組裝成一(yī)體，采用專(zhuān)用轉換單(dān)元，使其具(jù)備溫度、壓(ya)力、流量數(shù)據高精度(du)寬量程補(bǔ)償的功能(neng)，從而構成(cheng)一種多參(can)量雙向流(liú)一體化節(jie)流式新型(xing)流量計量(liàng)系統。一體(tǐ)化雙向孔(kǒng)闆流量計(ji)結構如🔴圖(tú)3所示。
2.2一體(ti)化雙向孔(kong)闆主要功(gong)能和特點(diǎn)
1)可實現雙(shuāng)向流量測(cè)量
　　一體化(hua)雙向孔闆(pǎn)流量計可(ke)根據現場(chang)管道中蒸(zhēng)汽流㊙️量的(de)實際狀況(kuang)，如流入端(duan)與流出端(duan)壓力的變(bian)化📐，可正向(xiàng)、反向雙向(xiàng)測量蒸汽(qi)流量，使雙(shuang)流向蒸汽(qì)流量的計(ji)♉量更便捷(jie)、更準💔确，解(jie)決了之前(qian)傳統标準(zhǔn)孔闆流量(liang)計隻能單(dan)向測量蒸(zhēng)汽流量的(de)問🐅題。
2)測量(liàng)準确度有(you)依據
　　一體(tǐ)化雙向孔(kǒng)闆流量計(ji)由于采用(yòng)标準節流(liu)件，測量準(zhun)确度有依(yī)據;可采用(yòng)符合GB/T2624—2006國家(jia)标準的流(liu)量測量節(jie)流裝置專(zhuān)家系統軟(ruan)件，設計出(chū)雙向孔闆(pǎn)的最佳開(kāi)孔徑，以及(jí)雙向差壓(yā)變送器的(de)差壓量程(cheng)。
3)流量測量(liang)範圍得到(dào)擴展

　　一體(tǐ)化雙向孔(kong)闆流量計(ji)采用兩台(tai)智能型差(cha)壓變送器(qì)，通過配置(zhi)流量計算(suàn)轉換單元(yuan)或流量計(jì)算機可根(gen)據兩個差(chà)壓信号自(zì)動判别其(qí)流向，并且(qiě)實時完成(chéng)節流件的(de)流出系😄數(shù)C、流束可膨(peng)脹系數ε計(jì)算，在🚶‍♀️滿足(zú)測量準确(què)度的同時(shí)，使兩💚個方(fang)向流量測(cè)量範圍度(dù)可達6∶1或更(geng)寬。
4)安裝簡(jian)便且有防(fang)凍功能
　　該(gāi)一體化雙(shuang)向孔闆流(liú)量計采用(yong)防凍隔離(li)技術，冬季(jì)👈運行無需(xu)保溫和伴(bàn)熱，并且由(you)于沒有了(le)冷凝罐，不(bú)存在冷凝(ning)水，徹底🛀🏻消(xiao)除了傳統(tong)蒸汽節流(liú)裝置由于(yu)正負側冷(leng)凝水的液(yè)位差所🧑🏽‍🤝‍🧑🏻導(dǎo)緻的💞不可(ke)預知的測(cè)量誤差⛷️。采(cǎi)取一體化(hua)設計安裝(zhuang)，縮短了😄一(yi)次表與二(er)次表的引(yin)壓管線長(zhang)度，差壓變(bian)送器導壓(ya)管短，使儀(yí)表的動态(tài)性能得到(dao)提高。儀表(biao)整體組裝(zhuang)，安裝簡便(biàn)，消除了儀(yí)表現💔場安(ān)裝帶來的(de)測量誤差(chà)，去掉了儀(yi)表箱及伴(bàn)熱管線。同(tong)時用同一(yī)台流量計(jì)計量兩個(ge)方向的流(liu)量，不僅可(kě)❄️以簡化系(xi)統、節省空(kōng)間，還節省(shěng)儀表購置(zhi)、安裝⭕、維護(hù)費用。
3一體(ti)化雙向孔(kong)闆流量計(ji)在重催裝(zhuāng)置的應用(yòng)
3.1裝置蒸汽(qi)工藝流程(cheng)
　　120萬噸/年重(zhòng)催裝置界(jiè)區，各有一(yī)條中壓蒸(zheng)汽母管和(hé)低壓蒸汽(qi)母管，裝置(zhi)生産所需(xū)的中、低壓(ya)蒸汽經由(yóu)這兩條母(mǔ)⛱️管從系統(tong)管網🧑🏾‍🤝‍🧑🏼引入(ru)。裝置内部(bu)有一台鍋(guō)爐産中壓(ya)蒸汽，氣壓(yā)機使用中(zhong)壓蒸汽作(zuò)功後，排出(chu)低壓蒸汽(qì)，同時減溫(wen)減壓器将(jiang)中壓蒸汽(qì)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼減溫減壓(yā)爲1.0MPa低壓蒸(zheng)汽🌈供裝置(zhì)内部使用(yong)。裝置正常(cháng)生産期間(jian)💋富餘部分(fèn)中壓蒸汽(qi)、低壓蒸汽(qi)🈚也通過這(zhè)兩條母管(guǎn)外排并入(ru)蒸汽系統(tong)管網。在裝(zhuang)置開停工(gōng)期間及加(jiā)工👣負荷較(jiào)小鍋爐産(chǎn)汽量較小(xiǎo)情況下，需(xu)從系統管(guǎn)網引入蒸(zhēng)汽作爲動(dong)力♋能源。裝(zhuang)置蒸汽流(liú)程圖如圖(tu)🚶‍♀️4所示。

3.2裝置(zhì)雙向流蒸(zhēng)汽計量方(fāng)案
　　該裝置(zhì)中低壓蒸(zhēng)汽母管中(zhōng)的蒸汽流(liu)向屬于典(diǎn)型的雙📞向(xiang)🐆流，因此，安(ān)裝于裝置(zhì)兩條蒸汽(qi)母管線上(shàng)的流量計(jì)應🌈能實現(xiàn)雙向流量(liang)測量。應用(yong)一體化雙(shuang)向孔闆流(liu)量計實現(xian)重催裝置(zhi)進出裝置(zhì)兩個方向(xiàng)的✨計量方(fāng)案🐅及系統(tǒng)組成如圖(tú)5所示。
　　在該(gai)蒸汽計量(liàng)方案中，計(jì)量系統主(zhǔ)要由YJLB系列(lie)多參量雙(shuāng)📞向流一體(tǐ)化節流式(shi)流量計(配(pèi)備有兩台(tai)EJA110A-E型差壓變(biàn)送器)、FC2000-IAE(G)流量(liang)計算轉換(huan)單元(一台(tai)測量出裝(zhuāng)置蒸💋汽流(liu)量，另一台(tai)測量進裝(zhuāng)置蒸汽流(liú)量)，以及雙(shuāng)支鉑電阻(zǔ)測溫元件(jiàn)組成。
　　在裝(zhuang)置現場，将(jiang)多參量雙(shuāng)向流一體(tǐ)化節流式(shì)流量計焊(hàn)接在蒸❌汽(qi)管道上，同(tong)時安裝雙(shuang)支鉑電阻(zǔ)。在控制室(shì)，FC2000-IAE(G)流量計算(suan)轉換單元(yuan)😄采用DIN35标準(zhǔn)導軌安裝(zhuāng)方式，可方(fang)便地實現(xian)在DCS、PLC系統中(zhōng)植入高精(jing)度流量計(ji)算環節。流(liu)量計❌算轉(zhuan)換單元安(ān)裝在控制(zhì)室内機櫃(guì)上，可🌈循環(huan)顯示當前(qian)瞬時流量(liang)、累積流量(liang)、介🐇質溫度(du)、介質壓力(lì)等參數量(liang)，并傳輸補(bǔ)償計算後(hou)的流量信(xin)号至DCS系統(tǒng)進行瞬時(shí)流🌈量、累積(ji)📧流量及曆(li)史趨勢顯(xian)示，以便更(geng)好地查證(zhèng)雙向🚶計量(liàng)系統狀态(tai)，并🏃🏻可通過(guò)網絡終端(duān)計算⛹🏻‍♀️機上(shàng)傳實時蒸(zheng)汽計⭐量數(shù)據。
3.3雙向蒸(zhēng)汽流量測(ce)量的實現(xian)過程

　　應用(yong)該計量方(fang)案實現進(jin)、出裝置雙(shuang)向蒸汽流(liú)量計量的(de)基本過程(chéng)爲:一體化(huà)雙向孔闆(pǎn)流量計爲(wei)雙差變結(jié)構，兩台HAＲT差(cha)壓變送器(qì)，分别測量(liàng)正、反向蒸(zhēng)汽差壓信(xin)号，壓力補(bǔ)償信号通(tong)過HAＲT協🚶‍♀️議從(cong)差壓變送(sòng)器正壓室(shi)讀取，正反(fan)兩個⛷️方向(xiàng)兩個差變(biàn)的信号和(hé)雙支鉑電(dian)阻信号分(fèn)别接入到(dào)兩台流量(liang)計算轉換(huan)單元。安裝(zhuang)在控制室(shi)機櫃内的(de)流量計算(suàn)轉換單元(yuan)完成對現(xiàn)場差壓、溫(wēn)度、壓力數(shù)據的采集(ji)，實時進行(hang)蒸汽流量(liang)的溫壓補(bu)償運🌏算，循(xun)環顯示當(dang)前蒸汽的(de)瞬時流量(liàng)、累積流量(liang)、溫度、壓👨‍❤️‍👨力(li)、熱量等參(can)數，并将補(bǔ)✌️償運算後(hòu)的質量流(liu)量🤟信号和(he)采集到的(de)溫度、壓力(lì)信号⚽，通過(guò)4～20mA信号或者(zhe)通訊接口(kǒu)傳給DCS，進行(hang)瞬時流量(liàng)、累積流量(liàng)及曆史趨(qū)勢顯示，用(yòng)于查✍️證雙(shuāng)向計量系(xì)統狀态并(bing)上傳🏃‍♂️實時(shí)蒸汽計量(liàng)數據。
4應用(yong)效果
　　本文(wen)對該裝置(zhì)在2025年12月16日(rì)至12月16日從(cóng)開車狀态(tai)過渡到正(zheng)常生🚶‍♀️産期(qī)間的蒸汽(qi)流量數據(jù)進行了跟(gēn)蹤觀察和(he)統計分析(xi)。首先，以24小(xiao)時日累計(ji)流量數據(ju)爲基礎，統(tong)計并繪制(zhi)💰了進、出裝(zhuāng)置兩個方(fāng)向1.0MPa蒸汽和(hé)3.5MPa蒸汽的日(rì)累計流量(liàng)折線圖如(rú)圖6和圖7所(suǒ)示。

　　圖6曲線(xian)清晰顯示(shi)了在12月16日(ri)，實現了裝(zhuāng)置低壓蒸(zhēng)汽流量由(yóu)進裝置輸(shū)入方式徹(chè)底轉變爲(wèi)出裝置輸(shu)出方式的(de)“零”間隔切(qiē)換;圖7曲線(xian)清晰顯示(shì)了裝置由(yóu)開♊工初期(qi)✏️，完全引入(ru)系統中壓(ya)蒸汽，轉變(bian)爲裝置開(kai)工⭕鍋爐産(chan)汽後出現(xian)富☎️餘部分(fèn)中壓蒸汽(qì)外排系統(tong)管🌍網的情(qing)況。

　　同時，我(wǒ)們以七天(tiān)爲一個計(jì)量周期，統(tǒng)計并繪制(zhì)了✏️裝置在(zài)👉不🏃🏻‍♂️同時間(jiān)段的消耗(hào)(進裝置)、外(wài)排(出裝置(zhì))蒸汽量的(de)柱狀圖💜。如(ru)圖8和圖9所(suo)示。

　　從圖8和(he)圖9柱狀圖(tu)我們可以(yǐ)清楚的看(kàn)出，在裝置(zhì)開工初期(qi)，從12月16日至(zhì)12月16日期間(jiān)，裝置大量(liàng)引入系統(tǒng)低🈲壓蒸汽(qì)和中壓蒸(zheng)汽⭐，此時裝(zhuāng)置蒸汽流(liú)向全部爲(wei)進裝置方(fāng)向。從12月16日(ri)開始，裝置(zhi)開車趨于(yú)正常，鍋爐(lú)開始産汽(qi)，從系統管(guan)網引入的(de)中壓蒸汽(qì)量明顯減(jiǎn)少✂️，并且有(you)富餘中壓(yā)蒸汽外排(pai)，裝置已停(ting)❗止從系統(tong)管網引入(rù)低壓蒸汽(qì)，轉爲外排(pai)低壓蒸汽(qi)。
5結束語
　　采(cǎi)用多參量(liàng)雙向流一(yī)體化節流(liu)式流量計(ji)與流量計(jì)😍算轉換單(dān)元構成的(de)蒸汽計量(liàng)系統，比較(jiào)好地解🈚決(jué)了長期困(kùn)擾我公司(si)催化裂化(hua)裝置蒸汽(qi)雙向計量(liang)難題，在我(wǒ)公司生産(chan)裝置雙🌈向(xiang)流蒸汽計(ji)量檢測中(zhōng)達到了較(jiào)好的實際(ji)應用效果(guǒ)。實現了對(dui)進出裝置(zhì)兩個方向(xiang)蒸汽流量(liàng)的實時、準(zhun)确計量，避(bi)免了以前(qián)曆次裝置(zhì)在開停工(gōng)期間需要(yào)人工切換(huàn)蒸汽計量(liang)流程的🍓困(kùn)難，也避免(mian)了開停工(gōng)期間進出(chu)裝置蒸汽(qì)無計量、測(cè)量數據混(hùn)亂或數據(ju)不真實✊所(suǒ)造成的✨蒸(zheng)汽平衡、能(neng)耗核算無(wú)依據的突(tu)出問題，徹(che)底解決了(le)以前裝置(zhì)引入系統(tong)管網蒸汽(qi)消耗量、自(zi)産蒸汽🧑🏽‍🤝‍🧑🏻并(bìng)網量無法(fǎ)同步實時(shi)準确計量(liang)的難題。從(cóng)我公司📞近(jìn)兩年多來(lái)的流量計(ji)運行、計量(liàng)檢測數據(ju)情況來♊看(kan)，目前這種(zhǒng)雙向流蒸(zhēng)汽流量的(de)計量解決(jué)方案可♍行(hang)，計量系統(tong)運行可靠(kao)，計量數據(ju)準确，達到(dào)了對裝🤟置(zhi)自産、自用(yòng)蒸汽分類(lèi)分項實時(shí)準确測量(liang)的目的，使(shi)得💃公司煉(liàn)✂️化生産蒸(zhēng)汽系統計(jì)量數據檢(jian)測率得👄到(dào)了進一步(bu)提高。

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