摘要:爲(wèi)了提高(gao)企業的(de)工業自(zì)動化水(shuǐ)平和流(liu)量測量(liang)節能新(xin)技💜術的(de)應用，以(yi)寶塔石(shi)化80t/a重油(you)催化裂(liè)化的原(yuán)料汕霧(wu)化然汽(qì)測量爲(wèi)例,通過(guò)和現有(yǒu)的 差壓(yā)式流量(liàng)計 的性(xìng)能綜合(he)對比,分(fèn)析了多(duo)孔平衡(heng)流量計(jì) 的技術(shu)特點和(hé)節能效(xiao)果，并對(duì)多孔平(ping)衡流量(liang)計節能(néng)進行了(le)計算和(hé)經濟分(fen)析,充分(fèn)說明多(duō)孔平衡(heng)流量計(jì)在繼承(chéng)了标準(zhun)孔恒🌈優(you)點的基(jī)礎上,還(hai)具備測(cè)量精度(du)高、測量(liang)範圍寬(kuān)、永久壓(yā)損小對(dui)直管段(duan)矩、節能(neng)效果好(hǎo)等特點(dian)，能夠推(tuī)動企業(ye)的工業(ye)白動化(huà)水🆚平，是(shi)一種流(liú)量測量(liàng)節能的(de)新技術(shu).
　　流量測(cè)量在石(shi)化企業(ye)生産控(kòng)制過程(chéng)和計量(liang)核算💘中(zhōng)具💋有💔重(zhong)要的地(dì)位,特别(bie)是在注(zhu)重能源(yuán)節約提(tí)高企業(yè)經濟效(xiào)益和産(chǎn)品質量(liang)的今天(tian)，對流量(liàng)測量的(de)要求更(gèng)爲嚴格(ge)👨‍❤️‍👨.在石化(hua)企業作(zuò)爲流量(liàng)測量對(dui)象的流(liú)體介質(zhì)種類包(bao)括氣體(ti)、液體🧡、蒸(zhēng)汽等，隻(zhi)有把這(zhè)些介質(zhi)的流量(liang)🌍測量正(zhèng)确，才能(neng)正确地(dì)進行經(jīng)濟核算(suan)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,使生産(chǎn)活動建(jiàn)立在可(ke)靠的科(ke)學技術(shù)之上，使(shi)經濟管(guan)理工作(zuo)切實有(you)效地進(jìn)行.
　　目前(qián),差壓式(shì)流量計(ji)可選用(yong)的節流(liú)元件有(yǒu)孔闆、噴(pēn)嘴、文丘(qiū)裏管💋等(děng)4随着測(ce)量技術(shu)的不斷(duàn)發展，節(jiē)流元件(jian)不🔴斷改(gai)進，多💋孔(kǒng)平🔆衡流(liu)🛀🏻量計已(yi)通過有(you)關試驗(yàn)并在石(shí)油化工(gong)裝置上(shàng)得❗到了(le)較廣泛(fan)的應用(yòng).該儀表(biǎo)也是一(yi)種差壓(ya)式流量(liang)儀表.它(ta)是在标(biao)準孔闆(pǎn)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(biǎo).它集合(hé)标準孔(kong)闆節流(liu)裝置結(jié)構♉簡單(dān)、應用技(ji)術成熟(shu)等優點(diǎn)，克服了(le)标🌈準孔(kǒng)闆節流(liu)裝置精(jing)度較低(di)、量程比(bǐ)窄、安裝(zhuāng)時上下(xià)遊✍️需要(yào)較長的(de)直管段(duan)、永久壓(ya)力損失(shi)較大、運(yun)行成本(ben)高等缺(quē)點.該流(liú)量計被(bei)稱作第(dì)三代節(jiē)流裝置(zhì),.是由美(měi)國國家(jia)航空航(hang)天局設(shè)計發明(míng)的一種(zhong)新型流(liu)量計,也(ye)稱爲多(duo)孔平衡(heng)流量計(ji).
1.基于多(duo)孔平衡(héng)流量計(ji)的性能(neng)優勢
　　多(duo)孔平衡(heng)流量計(jì)是一種(zhong)差壓式(shì)流量儀(yi)表，其工(gōng)作原✊理(lǐ)與其他(ta)🥵差壓式(shi)流量計(ji)一樣，都(dou)是基于(yú)密封管(guǎn)⛷️道中⛹🏻‍♀️的(de)能量轉(zhuan)換原理(li),即在理(lǐ)想流體(ti)的情況(kuang)下，管道(dao)中的🔞流(liu)量與差(cha)壓的平(ping)方根成(chéng)正比，再(zai)根據伯(bó)努㊙️利方(fāng)程用測(cè)出的差(chà)壓值即(jí)可計算(suàn)出管道(dào)中的流(liú)量.平衡(heng)流量⚽傳(chuan)感器是(shi)一個多(duo)孔的圓(yuan)㊙️盤節流(liú)整流器(qì)，安裝在(zài)管道的(de)截面.上(shàng)，每個孔(kong)的尺寸(cùn)和分布(bu)是基于(yú)特殊的(de)公式和(he)測試數(shu)據而定(ding)制的,稱(cheng)爲函數(shu)孔當流(liu)體穿過(guo)圓盤的(de)函數孔(kong)時，流體(ti)将被平(píng)衡整流(liú)，渦流被(bei)最小化(hua)，形成近(jìn)似理想(xiǎng)流體,通(tōng)過取壓(ya)裝置,可(ke)獲得穩(wěn)定的🌂差(chà)壓信号(hào)，根據伯(bó)努利方(fāng)程計算(suàn)📞出體積(ji)流量、質(zhi)量流量(liàng).平衡❤️流(liu)量計巧(qiao)妙的設(she)計在🌈于(yu)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(diao)整成理(li)想狀态(tài)，從✔️而将(jiāng)差壓式(shi)流量計(ji)的優勢(shì)發揮🙇‍♀️到(dào)極緻.
(1)流(liu)量測量(liang)線性度(dù)高，重複(fú)性好平(píng)衡流量(liàng)傳感器(qì)具有🏃‍♂️對(dui)稱多孔(kǒng)結構特(te)點，能對(duì)流場進(jìn)行平衡(héng),降低了(le)渦流、振(zhen)動和信(xìn)号噪🌂聲(shēng),流場穩(wěn)定性大(da)大提高(gāo)，使線性(xìng)度比孔(kong)闆提升(shēng)了5~10倍，重(zhòng)複性提(tí)高了54%，爲(wei)0.15%.從其綜(zong)合🥰性能(néng)來看,多(duō)孔平衡(heng)流量計(ji)屬于流(liu)量計🥰行(hang)列.當量(liàng)程比爲(wei)5:1時，線性(xing)度可達(da)±0.3%;量程比(bǐ)爲7:1時，線(xian)性度可(ke)達±0.5%;量程(cheng)比爲10:1時(shí)，線性度(du)可達±1.0%。
(2)直(zhi)管段要(yào)求低，雙(shuāng)向流測(ce)量好.平(píng)衡流量(liàng)傳感器(qì)由✂️于流(liu)☀️場穩定(dìng)，A.壓力恢(huī)複比孔(kong)闆快兩(liang)倍，人大(dà)縮短了(le)對直🌈管(guan)段的要(yao)求，其前(qián)後直管(guǎn)段一股(gǔ)爲前1D後(hou)1D,最小可(kě)以小✨于(yu)0.5D，其中D爲(wei)工藝管(guan)道的工(gōng)程直徑(jìng)..采用多(duō)孔平衡(heng)流量計(jì)可以省(shěng)🏃🏻去大量(liàng)直管段(duàn)，尤其是(shì)特殊昂(áng)貴的材(cái)料的管(guǎn)道.另外(wài),多♊孔平(píng)衡流雖(suī)計處于(yú)完全⚽對(dui)稱，因此(ci)對于💘雙(shuāng)向流的(de)流體💁測(cè)量非常(chang)的理想(xiǎng)将多孔(kong)平衡✨流(liú)量計和(he) 孔闆流(liu)量計 進(jin)行比較(jiào)，如圖1所(suǒ)示.
 
(3)永(yong)久壓力(lì)損失小(xiǎo)，測量介(jie)質潔淨(jìng)度要求(qiu)低.多孔(kǒng)對稱的(de)平衡🚩設(she)計，減少(shao)了紊流(liu)剪切力(lì)和渦流(liu)的形成(cheng)🔞，降低了(le)動能的(de)損失,在(zai)同樣的(de)測量工(gong)況下，與(yǔ)孔闆相(xiang)比減少(shǎo)了2.5倍💋的(de)永久壓(ya)力損失(shī)，從而節(jiē)省了相(xiàng)當🈚大的(de)運行能(néng)量成本(běn),是一種(zhǒng)節能型(xing)儀表,值(zhi)得大量(liàng)♈推廣.因(yin)爲減少(shǎo)了紊流(liu)剪㊙️切力(li)和渦流(liú)的形成(chéng)，從而大(dà)大降低(dī)了滞留(liú)死區的(de)形成，保(bǎo)證髒污(wu)介質順(shun)利通過(guò)多個🔆孔(kǒng),減小了(le)流體孔(kǒng)被堵塞(sāi)的機會(hui)将多孔(kong)平衡流(liú)量計和(he)孔闆流(liú)量計進(jin)行比較(jiào)🈚,如圖2所(suo)示.
 
(4)其(qí)他性能(néng)優勢.
①流(liú)量測量(liang)範圍寬(kuan),測量精(jīng)度高.由(yóu)于平衡(heng)流量傳(chuán)感器具(ju)❓有多孔(kǒng)結構的(de)特點,能(néng)對流場(chǎng)進行平(ping)衡，降低(dī)渦流、振(zhen)動和信(xìn)号噪聲(sheng),流場穩(wen)定性大(da)大的提(tí)高.表體(ti)采用特(te)制管道(dao)和專用(yòng)取壓裝(zhuāng)置，使精(jing)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(qi)精度可(kě)㊙️達0.3%,适用(yong)于貿易(yì)計量場(chang)合.其流(liú)速可以(yi)⛷️從最小(xiao)到音✉️速(sù),其最小(xiao)雷諾數(shu)可低于(yú)200，最大㊙️雷(lei)諾數可(kě)大于107;β值(zhi)可選0.25~0.90,孔(kǒng)徑比β=d/D.
②長(zhang)期穩定(dìng)性好,可(kě)測高溫(wēn)高壓介(jie)質.由于(yú)其紊流(liu)剪切力(lì)的明顯(xian)減小，大(dà)幅度降(jiang)低了介(jiè)質與節(jiē)流件直(zhí)接的摩(mo)擦,其β值(zhí)長期保(bao)持不變(bian),整個儀(yi)表無可(ke)動部件(jian),因此可(kě)以長期(qi)保持穩(wěn)定性✍️.與(yu)孔闆等(děng)節流裝(zhuāng)置一樣(yàng)，工作溫(wēn)度壓力(li)取決于(yú)管道和(hé)法蘭的(de)材質和(hé)等級,工(gong)作溫度(dù)可達850℃,工(gōng)作壓力(li)可達42MPaB.
③可(ke)測複雜(zá)工況介(jiè)質.由于(yu)其特殊(shū)的結構(gòu)設計，使(shǐ)其具有(yǒu)特✔️殊的(de)性能,它(ta)可以用(yòng)于氣液(yè)兩相、各(ge)種混合(he)氣體(如(rú)瓦斯、沼(zhao)氣、煤氣(qi)等等)、各(gè)種低溫(wen)氣體(如(ru)LNG、液氮、液(ye)氧、液氩(yà)、液氫、液(yè)氯、液化(hua)乙烯、液(ye)化石油(you)氣,等等(deng))、氣液兩(liǎng)相介質(zhi)(如濕氣(qi))、漿料、多(duō)相水流(liu)、震動水(shui)流、電磁(ci)⁉️幹擾介(jiè)質和雙(shuang)向流(因(yīn)爲🔆多孔(kong)平衡流(liu)量計左(zuo)右完😄全(quán)對稱).
2性(xing)能綜合(hé)對比
　　當(dang)然多孔(kǒng)平衡流(liu)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(wen)題，結合(hé)以上平(ping)衡流量(liàng)計的技(jì)🏃🏻術性能(néng)特點，本(ben)文就平(ping)衡流量(liang)計與其(qi)他差壓(yā)式流量(liàng)計進行(háng)對比⁉️，詳(xiang)細性能(neng)比較📱見(jian)表1所👣示(shì).
 
3在重油(you)催化裂(liè)化中的(de)應用
　　催(cui)化裂化(huà)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(qi)加工能(neng)力占--次(cì)加工能(neng)力的比(bǐ)例一般(ban)在30%以上(shàng)催化裂(lie)化實現(xian)工業化(huà)已經有(you)60多年的(de)曆史,作(zuò)爲重油(you)加工的(de)主要⚽手(shou)段,是⭐目(mu)前重油(you)輕質化(hua)工藝.雖(suī)然曾多(duo)次受到(dao)其他二(er)次加工(gōng)工藝的(de)競争和(he)清潔燃(rán)料标準(zhun)的挑戰(zhan)，但由于(yu)催化裂(lie)化技術(shù)的不💜斷(duàn)進步，各(gè)種以📧催(cuī)化裂化(huà)技術爲(wèi)核心的(de)催化裂(lie)化家族(zu)工藝☀️的(de)不斷💯出(chu)現，已💛經(jing)将催化(hua)💁裂化轉(zhuǎn)變爲煉(liàn)油化工(gōng)一體化(hua)的橋👉梁(liang)裝置,催(cuī)化裂化(hua)依然保(bǎo)持了其(qí)在石油(yóu)化工行(háng)業中的(de)重要地(dì)位.
3.1測量(liang)對象分(fèn)析
　　随着(zhe)催化裂(liè)化工藝(yì)技術的(de)不斷進(jin)步，它對(dui)自控技(jì)術也提(tí)出了較(jiào)高的要(yào)求,選用(yòng)合适的(de)測量儀(yi)表,是保(bao)證催化(huà)裂化工(gōng)藝技術(shu)♊不斷進(jìn)步的首(shou)要條件(jian).寶塔石(shí)化80ta催化(huà)裂化裝(zhuāng)置工藝(yì)的原始(shi)數據見(jiàn)表2.表2中(zhōng)的測量(liang)介質爲(wèi)氣體或(huo)蒸汽.分(fen)析表2中(zhong)的數據(ju)可知，所(suǒ)列的原(yuan)始🥵數據(jù)的量程(cheng)比都超(chāo)出了标(biāo)準孔闆(pan)3:"的範圍(wei)，有的甚(shèn)至到達(dá)了10:1.因此(cǐ)在設計(jì)中選擇(zé)多孔平(ping)♋衡流量(liang)計🚶‍♀️.根據(ju)多孔平(píng)衡🏃流量(liang)計的特(te)點,選取(qu)蒸汽介(jiè)質作爲(wèi)測量對(dui)象💘合适(shì).
3.2多孔平(píng)衡流量(liang)計測量(liàng)蒸汽
　　在(zai)石化企(qǐ)業中，蒸(zheng)汽作爲(wei)--種重要(yào)的能源(yuán)被廣泛(fan)的應用(yong)🐪.在催化(huà)裂化裝(zhuāng)置中，包(bāo)括反應(yīng)-再生、分(fèn)餾、吸收(shōu)穩定(含(han)氣☁️壓機(ji)🥵)、主風機(jī)-煙機系(xi)統、餘熱(rè)钜爐、餘(yú)熱回收(shou)站中🐆都(dōu)大量的(de)使用🈲蒸(zheng)汽.随着(zhe)企業成(cheng)本核算(suan)的深入(ru),淘汰落(luo)後産能(néng)企業政(zhèng)策🌈的落(luò)實,企業(yè)内部對(duì)能源的(de)節約日(rì)益重視(shì)，而在催(cuī)化裂化(hua)裝置中(zhōng)蒸汽在(zài)能源費(fèi)用中占(zhan)據較大(dà)的比例(lì)，故要求(qiu)對蒸汽(qì)進行準(zhǔn)确計量(liàng)是很❌有(you)必要的(de)問.
　　蒸汽(qì)的流體(tǐ)特征、生(sheng)産工藝(yi)情況、現(xiàn)場安裝(zhuāng)條件、後(hòu)續🤞維護(hù)🍓要求及(ji)流量儀(yí)表的性(xìng)能,是蒸(zhēng)汽計量(liàng)的5個重(zhong)要🌂因素(su).結合本(běn)文對多(duō)孔平衡(héng)流量計(ji)的介紹(shao)，它非常(cháng)适合用(yòng)于蒸汽(qi)流🏒量測(cè)量.
3.3同等(deng)條件下(xia)與标準(zhun)孔闆測(cè)量蒸汽(qi)流量的(de)比較
　　重(zhong)油催化(hua)裂化裝(zhuāng)置中,儀(yi)表位号(hào)爲FE21105的流(liu)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(qì)工藝參(can)數見表(biǎo)3.
　　依據表(biao)3中的原(yuán)料油霧(wu)化蒸汽(qì)工藝參(can)數，通過(guo)孔闆計(ji)算軟🈲件(jiàn)計✂️算出(chu)标準銳(rui)孔闆儀(yí)表數據(jù);通過多(duō)孔平衡(héng)🚩流量計(ji)軟件計(ji)算出✔️多(duo)孔平衡(heng)流量計(jì)的儀表(biǎo)數據,兩(liang)者數據(ju)對比見(jian)表4.
 
　　由表(biǎo)4可知，選(xuan)用多孔(kǒng)平衡流(liú)量計前(qián)後直管(guǎn)段可節(jie)省3.8m管徑(jing)爲🔞200mm的管(guǎn)道,壓力(li)損失可(kě)減少4195Pa.而(ér)在催化(hua)裂化項(xiang)目中,長(zhang)直管段(duan)除--次性(xìng)投資外(wai)，還包括(kuo):管道施(shī)工、保溫(wēn)材料費(fei)、安裝支(zhi)架🐉、土地(dì)占🌍用、維(wéi)護、運行(hang)費用等(děng).由此可(ke)以🔞說明(ming),蒸汽介(jie)質在設(shè)計選用(yong)多孔平(ping)衡流🈲量(liàng)計可以(yi)一⛷️次性(xìng)節約大(da)量的投(tou)資.
3.4測量(liàng)蒸汽的(de)節能分(fen)析
　　節流(liu)裝置作(zuò)爲一種(zhong)測量儀(yi)表,其節(jie)流型壓(yā)損大，長(zhǎng)✌️期👨‍❤️‍👨運行(hang)耗😍能大(dà),費用高(gāo);長期運(yùn)行中孔(kǒng)闆幾何(hé)尺寸變(biàn)化，銳角(jiao)變鈍，甚(shèn)至有的(de)孔闆在(zài)開停車(chē)過程中(zhōng),由于蒸(zheng)汽管道(dào)中✔️易存(cún)冷凝水(shuǐ)，開停蒸(zheng)汽管道(dao)過程中(zhong)㊙️産生水(shuǐ)垂,緻使(shǐ)孔闆變(bian)形，甚至(zhi)變成喇(lǎ)叭口.所(suǒ)有這✌️些(xiē)都說明(ming):孔闆差(chà)壓式蒸(zhēng)汽流量(liàng)計很難(nán)保證其(qi)原設計(jì)測量精(jing)度;介質(zhi)輸送成(cheng)本是介(jiè)質輸送(song)過程中(zhong)消耗的(de)能量,主(zhǔ)要⁉️測量(liang)元件造(zào)成的永(yong)久壓力(li)損失爲(wèi)标志,就(jiù)液體等(děng)重介質(zhì)而言,輸(shu)送成🍓不(bú)是很人(ren)的㊙️開支(zhi),主要體(ti)現在泵(beng)消🛀🏻耗的(de)電能.因(yīn)此選擇(zé)一款精(jīng)度高、穩(wen)定性.好(hao)、壓損小(xiǎo)、價格實(shi)惠的儀(yi)表🆚是提(ti)高儀🌈表(biao)選型的(de)一個很(hěn)重要的(de)原則.
　　由(you)表3可知(zhī)，一-台公(gong)稱直徑(jing)200mm的标準(zhun)銳孔闆(pǎn)節流裝(zhuāng)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(zheng)汽,質量(liang)流量爲(wèi)5175kgh,差壓值(zhi)爲10kPa,永久(jiǔ)壓損爲(wèi)6137Pa;而一台(tái)公稱直(zhi)徑爲200mm的(de)多孔平(píng)衡流量(liang)計測⚽:量(liàng)進入催(cui)化反應(yīng)器總管(guǎn)1.0MPa原料油(you)霧化蒸(zheng)汽，差壓(yā)值爲4.26kPa,永(yong)久壓損(sǔn)爲1978Pa,計算(suàn)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(jī)流量,m³/s;△P爲(wèi)永久壓(yā)損值,Pa;η爲(wei)電機和(hé)泵的效(xiao)率，工業(yè)上一般(bān)取0.8.
　　每年(nian)多耗能(néng)所需的(de)費用1]=(Q/1000)x(運(yùn)行時速(sù)/年)x(元/(千(qiān)瓦-小時(shi)))=(1790.22/1000)x8400x0.639=9.61(萬元/年(nián)).
　　根據上(shàng)述計算(suàn)結果和(hé)2012年多孔(kong)平衡流(liu)量計的(de)市場價(jià)格(公稱(chēng)直徑爲(wèi)200mm多孔平(píng)衡流量(liàng)計爲2.0萬(wan)元)可知(zhi),重油催(cui)化裂化(huà)裝置中(zhōng)用于測(cè)量進入(rù)催化反(fǎn)應器的(de)原料油(you)霧化蒸(zheng)🛀🏻汽,若安(ān)裝多孔(kǒng)平衡流(liu)量計運(yun)行兩個(ge)半月就(jiù)可以回(hui)收公稱(cheng)直徑爲(wèi)200mm多孔平(píng)💰衡流量(liàng)計的投(tóu)資成本(ben).
4結語
　　綜(zōng)上所述(shu)，本文介(jiè)紹了多(duo)孔平衡(heng)流量計(jì)的技術(shu)特點，通(tōng)過多孔(kǒng)平衡流(liu)量計和(he)标準銳(ruì)孔闆在(zài)重油催(cuī)化裂化(huà)裝置上(shàng)的應用(yong)比較，以(yǐ)該裝置(zhì)上原料(liào)油霧🌐化(hua)燕汽🌈測(cè)量爲例(li),進行🙇‍♀️了(le)節能分(fèn)析，充分(fèn)說明了(le)在🏃‍♂️設計(ji)中選用(yòng)一.款性(xing)能可靠(kào)的節能(néng)儀表是(shi)實現該(gai)裝置節(jiē)能減排(pái)的重要(yao)手段.基(ji)于上述(shu)優點和(hé)T程實際(ji)應用的(de)良好的(de)效果，可(kě)以得出(chu)的結論(lun)是多孔(kǒng)平衡流(liu)量計是(shi)一種計(ji)量正确(que)、耐用、具(jù)☀️有廣泛(fan)應用前(qian)景的節(jie)能儀表(biao).

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