摘要：在煉油(yóu)化工生産中(zhōng)經常出現一(yī)條蒸汽管道(dao)雙⚽向輸送蒸(zhēng)汽的情況，本(běn)文就實現重(zhong)油催化裂化(hua)裝置🌈在進、出(chu)裝⭐置兩個方(fāng)🍉向蒸汽質量(liang)流量的實時(shi)、準确測量問(wèn)題，提出了一(yī)種應用多參(can)🔞量雙向流 一(yī)體化節流式(shi)流量計 的計(jì)量解決方案(an)，并具體就一(yī)體化雙向孔(kǒng)闆流量計 的(de)工作原理、計(jì)量系統組成(chéng)、功能特點、雙(shuang)向流測量的(de)🐅實現過程以(yǐ)及實際應用(yòng)效果進行了(le)介紹。
0引言
　　許(xǔ)多煉化生産(chan)裝置，如催化(huà)裂化裝置、焦(jiao)化裝置、連續(xù)重整💚裝置等(děng)，常利用裝置(zhi)餘熱産出蒸(zhēng)汽，這些裝置(zhì)在正常‼️生産(chan)期間的自産(chan)蒸汽大多被(bèi)裝置内部使(shǐ)用，多餘部分(fèn)再外排🌈輸出(chu)至系統管網(wǎng)，在裝置開停(ting)工或加工負(fu)荷小，自産蒸(zhēng)汽不足的情(qíng)㊙️況下，又需要(yào)引入系統管(guǎn)網蒸汽作♉爲(wei)動力或熱源(yuan)。因此，裝置蒸(zhēng)汽母管與系(xì)🏃🏻統管網之間(jiān)呈互供狀态(tai)，這就帶來了(le)如何在♈同一(yī)管道中實現(xiàn)雙向流蒸汽(qì)流量實時測(ce)♈量的問題。蒸(zheng)汽單管雙向(xiang)互供，客觀上(shang)造成了計量(liàng)的困難，也對(dui)生産裝置的(de)能耗統計核(hé)算影👣響很大(da)。常規解決辦(ban)法是在同一(yī)條管線上安(ān)✏️裝正反兩🔞套(tào)标準孔闆進(jin)行測量，但⛷️是(shi)往往出現直(zhí)管段難于保(bǎo)證，壓力損失(shī)也成倍增🔴加(jiā)，造成裝置能(néng)耗額外增加(jiā)，同時因工藝(yì)流程和裝置(zhì)負荷變化，管(guan)道中蒸汽流(liú)向發生改變(bian)時，難以實現(xian)對任何❌一個(gè)方向蒸汽流(liú)量的實時、準(zhun)确測量和監(jiān)測，不利于生(shēng)産運行控制(zhi)和節能降耗(hao)。随着流量🍓計(jì)量新技術的(de)發展，流量二(er)次表功能逐(zhú)漸完善，使🌈得(dé)雙㊙️向孔闆流(liú)量計在測量(liang)蒸汽雙向流(liu)量方面得到(dào)了推廣和應(yīng)用。
1雙向孔闆(pǎn)流量計工作(zuò)原理
　　傳統的(de)标準孔闆入(rù)口爲直角，出(chū)口爲45°倒角，不(bú)能測量反向(xiàng)流量，如圖1所(suo)示。雙向孔闆(pan)的入口和出(chū)口結構相同(tong)，均爲直角，可(kě)分别測量雙(shuang)方向流量，其(qi)結構如圖2所(suo)示。雙向💋孔闆(pan)流量計就是(shi)依據👉在GB/T2624.2設計(jì)與加工的不(bú)切斜角、兩個(ge)端面、厚度和(he)節流孔🔱的兩(liǎng)個邊緣符合(hé)規定要求的(de)孔闆。在GB/T2624.2—2006/ISO5167—2:2003《用安(an)裝在圓形截(jié)面管道中的(de)差壓🌈裝置測(ce)量滿管流體(ti)流量第二部(bu)✉️分:孔闆》中，對(dui)雙向孔闆做(zuò)了詳細的規(gui)定，隻要按照(zhào)标準🈲設計制(zhì)造和安裝，就(jiu)能獲得标準(zhǔn)所規定的準(zhun)确度。


　　雙向孔(kong)闆測量蒸汽(qì)雙向流，與标(biāo)準孔闆流量(liang)計的工作‼️原(yuan)理是🍓一緻的(de)，主要區别是(shi)節流件形式(shì)和二次表功(gong)能⭕不同，此外(wài)👣還需✉️要增加(jia)一台差壓變(biàn)送器。測量流(liu)量的基本原(yuán)理，就是以流(liu)動連續性方(fāng)程(質量守恒(héng)定律)和伯努(nǔ)利方程(能🍓量(liang)守恒定律)爲(wei)基礎的。當充(chōng)滿管🙇‍♀️道的流(liú)體流♌經管道(dao)内的節流件(jiàn)時，流速将在(zài)節流🏃🏻‍♂️件‼️處形(xíng)成局部收縮(suō)，因而流速增(zēng)加，靜壓力降(jiàng)低，于是在💁節(jie)流件前後便(biàn)産生了靜壓(ya)力差。流體流(liu)量愈大，産生(shēng)的壓差愈大(dà)，這樣可依據(jù)壓差來衡量(liang)流量的大小(xiǎo)。孔闆流量計(jì)測量流量的(de)基本♍公式如(rú)下:

　　式中:qm爲質(zhì)量流量kg/s;C爲流(liú)出系數，無量(liang)綱;ε爲可膨脹(zhàng)性系數;d爲節(jiē)流件開孔直(zhi)徑，m;β爲直徑比(bi)，(β=d/D);ρ1爲被測流體(ti)密度，kg/m3;Δp爲差壓(yā)，Pa。
2一體化雙向(xiàng)孔闆流量計(jì)的結構和功(gong)能特點
2.1一體(ti)化雙向孔闆(pǎn)結構
　　一體化(huà)雙向孔闆流(liu)量計，采用雙(shuang)向孔闆，裝有(yǒu)雙 差壓變送(song)器 ，并配套溫(wēn)度、 壓力變送(sòng)器 進行溫度(du)、壓力補償。YJLB系(xì)列一體化雙(shuāng)向孔闆流量(liang)計，是将傳統(tǒng)節🈲流裝置和(hé)兩台智能差(cha)壓變送器優(you)化組裝成一(yī)體，采用專💁用(yòng)轉換單元，使(shi)其具備溫度(dù)、壓💃🏻力、流量數(shù)據高精度寬(kuān)量程補償的(de)功能，從而構(gòu)成一種多參(can)量雙向流一(yī)體化節流式(shi)新型流量計(jì)量系統。一體(tǐ)化雙向孔闆(pǎn)流量計結構(gou)如圖3所示。
2.2一(yī)體化雙向孔(kong)闆主要功能(neng)和特點
1)可實(shi)現雙向流量(liang)測量
　　一體化(huà)雙向孔闆流(liu)量計可根據(ju)現場管道中(zhong)蒸汽🐅流量的(de)實際狀況，如(ru)流入端與流(liú)出端壓力的(de)變化，可正🐇向(xiang)、反向雙向測(cè)量蒸汽流量(liàng)，使雙流向蒸(zhēng)汽流量的計(jì)量更便捷、更(geng)準确，解決了(le)之前傳統标(biāo)準孔闆流量(liàng)計隻能單向(xiang)測量蒸汽流(liú)量的問題。
2)測(ce)量準确度有(yǒu)依據
　　一體化(huà)雙向孔闆流(liu)量計由于采(cǎi)用标準節流(liú)件，測量📐準确(que)度有依據;可(ke)采用符合GB/T2624—2006國(guó)家标準的流(liu)量測🚶‍♀️量節流(liú)裝置專家系(xì)統軟件，設計(jì)出雙向孔闆(pǎn)的最🐉佳開孔(kong)徑，以及雙向(xiang)差壓變送器(qì)的差壓量程(chéng)。
3)流量測量範(fàn)圍得到擴展(zhǎn)

　　一體化(hua)雙向孔闆流(liu)量計采用兩(liang)台智能型差(cha)壓變送㊙️器，通(tōng)過配置流量(liang)計算轉換單(dān)元或流量計(jì)算機👅可根⚽據(ju)兩個差壓信(xin)号自動判别(bie)其流向，并且(qiě)實時完成節(jiē)流件的流出(chū)系數C、流束可(kě)膨脹系數ε計(ji)算，在滿足測(cè)量準确度的(de)☂️同時，使兩個(ge)方向流量測(cè)量範圍度可(kě)達6∶1或更寬。
4)安(ān)裝簡便且有(you)防凍功能
　　該(gāi)一體化雙向(xiàng)孔闆流量計(ji)采用防凍隔(gé)離技術，冬季(jì)運行無需📧保(bao)溫和伴熱，并(bing)且由于沒有(yǒu)了冷凝罐，不(bú)存在冷凝水(shuǐ)，徹底消除㊙️了(le)傳統蒸汽節(jiē)流裝置由于(yú)正負側冷凝(níng)水的液位差(cha)所導緻的💚不(bú)可預知的測(ce)量誤差。采取(qǔ)一體化設計(jì)安裝，縮短了(le)一次表與二(er)次表的引壓(yā)管線長度，差(chà)壓變送器導(dao)壓管短，使儀(yí)表的動态性(xing)能得到提高(gāo)。儀表整體組(zǔ)裝，安☀️裝簡便(bian)，消除了儀表(biao)現場安裝🧑🏾‍🤝‍🧑🏼帶(dài)來的測量誤(wù)差，去掉了儀(yí)表箱及伴熱(re)管線。同時用(yong)同一台流量(liàng)計計量兩個(gè)方向的流量(liang)，不僅可以簡(jiǎn)化系統、節省(shěng)空間，還節㊙️省(sheng)儀表購置、安(ān)裝🎯、維護費用(yong)。
3一體化雙向(xiang)孔闆流量計(ji)在重催裝置(zhi)的應用
3.1裝置(zhì)蒸汽工藝流(liu)程
　　120萬噸/年重(zhòng)催裝置界區(qu)，各有一條中(zhong)壓蒸汽母管(guǎn)和低壓蒸💯汽(qì)母管，裝置生(sheng)産所需的中(zhong)、低壓蒸汽經(jing)由⁉️這兩條母(mǔ)管從系統管(guǎn)網引入。裝置(zhì)内部有一台(tái)鍋爐産中壓(ya)蒸汽✌️，氣壓機(jī)使用中壓蒸(zhēng)汽🐕作功後，排(pai)出低壓蒸汽(qi)，同時減溫👈減(jian)壓器将中壓(ya)蒸汽💜減溫減(jiǎn)壓爲1.0MPa低壓蒸(zheng)汽供裝置内(nei)部👣使用。裝置(zhi)正🚶‍♀️常生産期(qi)間✏️富餘部分(fèn)中壓📐蒸汽、低(dī)壓蒸汽也通(tōng)過這兩條母(mu)管外排并入(ru)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻蒸汽系統管(guan)網。在裝置開(kāi)停工期間及(ji)加工負荷較(jiao)小鍋爐産汽(qì)量較小情況(kuàng)下，需從系統(tǒng)管網引入蒸(zhēng)汽作爲動力(li)能源。裝置蒸(zheng)汽流程圖如(rú)圖4所示。

3.2裝置(zhì)雙向流蒸汽(qi)計量方案
　　該(gai)裝置中低壓(ya)蒸汽母管中(zhong)的蒸汽流向(xiàng)屬于典型的(de)雙向流，因此(cǐ)，安裝于裝置(zhi)兩條蒸汽母(mǔ)管線上的流(liu)量⛹🏻‍♀️計應能實(shí)現雙向流量(liàng)測量。應用一(yi)體化雙向孔(kǒng)闆流量計實(shí)現重催裝置(zhì)進出裝置兩(liang)個方向的計(ji)量方案💞及系(xi)統組成如圖(tú)5所示。
　　在該蒸(zheng)汽計量方案(àn)中，計量系統(tong)主要由YJLB系列(liè)多參量雙向(xiàng)㊙️流一體化節(jiē)流式流量計(jì)(配備有兩台(tai)EJA110A-E型差壓變送(song)器)、FC2000-IAE(G)流量計算(suàn)轉換單元(一(yī)台測量出裝(zhuang)置蒸汽流量(liàng)，另一台❗測量(liàng)進裝置蒸汽(qi)流量)，以及雙(shuāng)支鉑電阻測(cè)溫元件組成(chéng)💋。
　　在裝置現場(chǎng)，将多參量雙(shuang)向流一體化(huà)節流式流量(liang)計🤞焊接🌏在蒸(zheng)汽管道上，同(tóng)時安裝雙支(zhī)鉑電阻。在控(kòng)制室，FC2000-IAE(G)流量計(jì)算轉換👉單元(yuán)采用DIN35标準導(dǎo)軌安裝方式(shì)，可方便地實(shí)現在DCS、PLC系統中(zhong)植入高精度(du)流量計算環(huán)節。流量計算(suàn)轉換單元安(an)裝在控制室(shì)内機櫃上，可(ke)🔞循環顯示當(dang)☂️前瞬時流量(liang)、累積流量、介(jie)質溫度、介質(zhì)壓力等參數(shù)量，并傳輸補(bu)償計💞算後的(de)流量信⭐号至(zhi)DCS系統進行瞬(shun)時流🔞量、累積(ji)流量及曆史(shǐ)趨勢顯示，以(yi)便🚶更好地查(chá)證雙向🛀🏻計量(liang)系統狀态，并(bing)可通過網絡(luò)終端計算機(ji)上傳實時蒸(zhēng)汽計量數據(ju)。
3.3雙向蒸汽流(liú)量測量的實(shí)現過程

　　應用(yòng)該計量方案(an)實現進、出裝(zhuāng)置雙向蒸汽(qi)流量計量的(de)🍉基本過程爲(wèi):一體化雙向(xiàng)孔闆流量計(jì)爲雙差⛹🏻‍♀️變結(jié)🥰構，兩台HAＲT差壓(yā)變送器，分别(bié)測量正、反向(xiang)蒸汽差壓信(xin)号，壓力補償(cháng)信号通過HAＲT協(xie)議從差壓變(biàn)送器正壓室(shì)讀取，正反兩(liǎng)個方向兩個(ge)差變的信号(hào)和雙支鉑電(dian)阻信号分别(bié)接入到兩台(tái)流量計算轉(zhuǎn)換單元。安裝(zhuāng)在控制室機(jī)櫃内的流量(liàng)計算轉換單(dān)元完成對現(xiàn)場差壓、溫度(du)、壓力數💚據的(de)采集，實時進(jìn)行蒸汽流✉️量(liàng)的溫壓補償(chang)運算，循環顯(xian)示當前蒸汽(qì)的瞬時流量(liàng)、累積流量、溫(wen)度、壓力、熱量(liang)等參數，并将(jiang)補償運算後(hòu)的質量流量(liang)信号和采集(ji)到的溫度❄️、壓(yā)力信号，通過(guo)4～20mA信号或者通(tōng)訊接口傳給(gei)DCS，進行瞬時流(liu)量、累積🏒流量(liang)及曆史趨勢(shì)顯示，用于查(cha)❄️證💘雙向計量(liàng)系統狀态并(bìng)上傳實時蒸(zhēng)汽計量數據(ju)。
4應用效果
　　本(ben)文對該裝置(zhi)在2025年12月13日至(zhi)12月13日從開車(che)狀态過渡到(dao)正🙇🏻常生産期(qī)間的蒸汽流(liú)量數據進行(háng)了跟蹤觀察(chá)和統計🤞分析(xī)。首先，以24小時(shí)日累計流量(liang)數據爲基礎(chǔ)，統計❓并繪制(zhi)了進、出裝置(zhì)兩個方向1.0MPa蒸(zheng)汽和3.5MPa蒸汽的(de)日累計👌流量(liang)折線圖如圖(tú)6和圖7所示。

　　圖(tú)6曲線清晰顯(xiǎn)示了在12月13日(ri)，實現了裝置(zhì)低壓蒸汽流(liu)量🐅由進裝🌏置(zhi)輸入方式徹(che)底轉變爲出(chū)裝置輸出方(fāng)式的“零”間隔(gé)切換;圖7曲線(xian)清晰顯示了(le)裝置由開工(gōng)初期，完全引(yin)入系統中壓(yā)蒸汽，轉變爲(wei)裝置開工鍋(guo)爐産汽👈後出(chu)現富♊餘部分(fen)中壓蒸汽外(wai)排系統管網(wang)的情況。

　　同時(shí)，我們以七天(tian)爲一個計量(liàng)周期，統計并(bìng)繪制了裝♍置(zhi)在不🧑🏾‍🤝‍🧑🏼同時間(jiān)段的消耗(進(jìn)裝置)、外排(出(chu)裝置)蒸汽量(liang)的柱狀圖⛹🏻‍♀️。如(ru)圖♌8和圖9所示(shì)。

　　從圖8和圖9柱(zhu)狀圖我們可(kě)以清楚的看(kàn)出，在裝置開(kai)工初期，從12月(yuè)13日至12月13日期(qī)間，裝置大量(liàng)引入系統低(dī)壓蒸✏️汽和中(zhōng)壓蒸汽，此時(shi)裝置蒸汽流(liú)向全部爲進(jin)💁裝置方向。從(cóng)12月13日開始，裝(zhuāng)置開車趨于(yu)正常，鍋爐開(kāi)始産汽，從🔞系(xi)統管網引入(rù)的中壓蒸汽(qi)量明顯減少(shǎo)，并且有富餘(yu)中壓蒸汽外(wài)排，裝置已停(ting)止從系統管(guan)網引入低壓(ya)蒸汽，轉爲外(wài)排低壓蒸汽(qì)。
5結束語
　　采用(yòng)多參量雙向(xiang)流一體化節(jiē)流式流量計(jì)與流量計算(suàn)轉換單元構(gòu)成的蒸汽計(ji)量系統，比較(jiao)好地解決了(le)長期困擾我(wo)公司催化裂(liè)化裝置蒸汽(qi)雙向計量難(nán)題🔞，在我公司(sī)生産裝置雙(shuang)向流蒸汽計(jì)量檢測❄️中達(dá)到了較好的(de)實際應用效(xiao)果。實現了對(duì)進出裝置兩(liang)個方向✨蒸汽(qi)流量的實時(shi)、準确計量，避(bì)免了以☔前曆(lì)次裝置在開(kai)停工期間需(xū)要人工切換(huàn)蒸汽計量流(liu)程的困難，也(ye)💋避免了☎️開停(tíng)工期間進出(chu)裝置蒸汽無(wu)計量、測量數(shu)據💯混亂或數(shù)據不真實所(suo)造成的蒸汽(qi)平衡、能耗核(hé)算無依據的(de)突出問題，徹(che)底解決♍了以(yi)前裝置引入(rù)系統管網蒸(zhēng)汽消耗量、自(zì)産蒸汽并網(wǎng)量無法同步(bù)實時準确計(ji)量的難題。從(cong)我公司❄️近兩(liǎng)年多來的流(liú)量計運行、計(jì)量檢測數據(jù)情況來看，目(mù)前這🌏種雙向(xiang)流蒸汽流量(liàng)的計量🥵解決(jué)方案可行，計(jì)量系統運💋行(háng)可靠，計量數(shu)據準确，達到(dao)了對裝置自(zi)産、自用蒸汽(qi)分類分項實(shí)時準确測量(liang)的目的，使得(dé)公司煉化生(shēng)産蒸汽系統(tǒng)計量數據👣檢(jiǎn)測率得到了(le)進一步提高(gao)。

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