摘(zhai)要:爲了提高(gāo)企業的工業(yè)自動化水平(ping)和流量測量(liàng)節能🌈新🤩技術(shu)的應用，以寶(bao)塔石化80t/a重油(yóu)催化裂化的(de)原料汕霧化(hua)然汽測量爲(wei)例,通過和現(xiàn)有的 差壓式(shì)流量計 的性(xing)能綜合對比(bi),分析了多孔(kong)平衡流量計(jì) 的技術特點(dian)和節能效果(guo)，并對多孔平(píng)衡流量計節(jie)能進行了計(ji)算和經濟分(fèn)析,充分說明(ming)多孔平衡流(liu)量計在繼🧑🏾‍🤝‍🧑🏼承(cheng)了标準🛀孔恒(heng)✂️優點的基礎(chu)上,還具備測(cè)量精度高、測(ce)量範圍寬、永(yong)久壓損小對(duì)直管段矩、節(jiē)能效果好🔞等(děng)特點，能夠推(tuī)動企🧑🏽‍🤝‍🧑🏻業的工(gong)業白動化水(shuǐ)平，是一種流(liu)量測量節能(neng)的新技術.
　　流(liu)量測量在石(shí)化企業生産(chǎn)控制過程和(hé)計量核算中(zhong)具有🍓重要的(de)地位,特别是(shi)在注重能源(yuán)節約提高⁉️企(qǐ)業經濟效益(yì)和産品質量(liang)的今天，對流(liú)量測量的要(yao)求更爲嚴格(gé).在石化企業(ye)作爲流量測(ce)量對象的流(liu)體介質🥵種類(lèi)包括氣體、液(yè)體、蒸汽等，隻(zhi)有把這些介(jie)質的流量測(cè)量正确，才💁能(néng)正确地進行(hang)經濟核算,使(shi)生産活動建(jian)立在可靠的(de)科學技術之(zhī)上，使經濟管(guǎn)理工作切實(shi)有效地進🐕行(háng).
　　目前,差壓式(shi)流量計可選(xuan)用的節流元(yuan)件有孔闆、噴(pēn)嘴💞、文丘裏㊙️管(guǎn)等4随着測量(liàng)技術的不斷(duàn)發展，節流元(yuán)件不斷改🐉進(jin)，多孔平衡流(liu)😄量計已通過(guo)有關試驗并(bìng)在石油化工(gōng)裝🤞置上得到(dào)了較廣泛的(de)應用.該儀表(biao)也是一種差(chà)壓式流量儀(yi)表.它是在标(biāo)準孔闆節流(liú)裝置的基礎(chu)上研發出的(de)-種新型流量(liang)測量儀表.它(ta)🔅集合标準孔(kong)闆節流裝置(zhi)結構簡單、應(yīng)用技術成熟(shu)等優點，克服(fu)了标♊準孔闆(pǎn)🔞節流裝置精(jing)度較低、量程(cheng)比窄、安裝時(shí)上下遊需要(yào)較長的直管(guan)段、永久壓力(lì)損失較大、運(yun)行成本高等(deng)缺點.該流量(liang)計被稱作第(dì)三代節流裝(zhuang)置,.是由美國(guó)國家航空航(hang)天❌局設計發(fā)明的一種新(xin)型流量計,也(ye)稱爲多孔平(ping)衡流量計.
1.基(jī)于多孔平衡(heng)流量計的性(xing)能優勢
　　多孔(kong)平衡流量計(jì)是一種差壓(yā)式流量儀表(biao)，其工作原理(lǐ)與🚩其他差壓(ya)式流量計一(yi)樣，都是基于(yu)密封管道中(zhōng)的能量轉換(huan)原理,即在理(li)想流體的情(qing)況下，管道中(zhōng)的流量與☀️差(chà)壓的平方根(gen)成正比，再根(gen)據伯努利方(fang)程用測出的(de)差壓值即可(ke)計算出管道(dào)中的流量.平(píng)衡流量☀️傳感(gan)器是一個多(duo)孔的圓盤節(jie)流整流器，安(an)裝在管道的(de)截面.上，每個(ge)孔的尺寸和(hé)分布是基于(yú)特殊的公式(shì)和測試🔱數據(ju)而定🆚制的,稱(chēng)爲函數孔當(dang)流體穿過圓(yuan)盤的函數孔(kong)時，流體将被(bèi)平衡整流，渦(wo)流被最小化(hua)，形成近似理(lǐ)想流體,通過(guo)取壓裝置,可(kě)獲得穩定的(de)差壓信号，根(gen)據伯努利方(fang)程計算🧡出體(tǐ)積流量、質量(liàng)流量.平衡流(liú)量計巧妙的(de)設計在于将(jiāng)🌍多孔整流器(qi)和測量孔闆(pan)合👣二爲一，能(neng)最大限度地(dì)将流❓場平衡(heng)調整成理想(xiǎng)狀态，從而将(jiāng)差壓式流量(liàng)計的優勢發(fa)揮到極緻.
(1)流(liu)量測量線性(xìng)度高，重複性(xìng)好平衡流量(liàng)傳感器具有(you)對稱多孔⭕結(jie)構特點，能對(dui)流場進行平(ping)衡,降低了渦(wo)流、振動和信(xìn)🐕号噪聲,流🔴場(chǎng)穩定性大大(dà)提高，使線性(xing)度比⛱️孔闆提(tí)升了5~10倍，重複(fú)性提高了54%，爲(wèi)0.15%.從其綜合性(xìng)能來看,多孔(kǒng)平衡流量計(ji)屬于流量計(jì)行列.當量💃🏻程(chéng)比爲5:1時，線性(xing)度可達±0.3%;量🚶程(cheng)比爲7:1時，線性(xìng)度可達±0.5%;量程(cheng)比爲10:1時，線㊙️性(xing)度可達±1.0%。
(2)直管(guǎn)段要求低，雙(shuang)向流測量好(hao).平衡流量傳(chuan)感器由于流(liu)場✊穩定，A.壓力(li)恢複比孔闆(pan)快兩倍，人大(dà)縮短了對直(zhi)管段的要求(qiú)，其前後直管(guǎn)段一股爲前(qian)1D後1D,最小✏️可以(yǐ)小于0.5D，其中🎯D爲(wèi)工藝管道的(de)工程直徑..采(cǎi)用多孔平衡(héng)流量👅計可以(yi)省去大量直(zhi)管段，尤其是(shi)特殊昂貴的(de)材料的🏃‍♀️管道(dào).另外,多🙇🏻孔平(ping)衡流雖計處(chù)于完全✊對稱(cheng)，因此對于雙(shuang)向流的流體(ti)測量非常的(de)理想将多孔(kǒng)平衡流量計(jì)和 孔闆流量(liàng)計 進行比較(jiào)，如圖1所示.
 
(3)永久壓(ya)力損失小，測(ce)量介質潔淨(jing)度要求低.多(duō)孔對稱的🌈平(píng)衡設計，減少(shao)了紊流剪切(qiē)力和渦流的(de)形成🏃‍♂️，降低了(le)動能的損失(shī),在同樣的測(cè)量工況下，與(yǔ)孔闆相比減(jiǎn)少了2.5倍的永(yǒng)久📞壓力損失(shī)，從而節省了(le)相當🤩大的運(yun)行能量成本(ben),是一種節能(néng)型儀表,值得(dé)大量☂️推廣.因(yin)爲減🚶少了紊(wen)流剪切力和(he)渦流的形成(chéng)，從而大大降(jiang)低了滞留死(si)區的形成，保(bao)證髒污介質(zhì)順利通過多(duo)個孔,減小了(le)流體孔被堵(du)塞的機會将(jiang)多孔平衡流(liu)量計和孔闆(pǎn)🛀🏻流量計進行(hang)比較,如♈圖2所(suo)示.
 
(4)其他性能優(you)勢.
①流量測量(liang)範圍寬,測量(liang)精度高.由于(yú)平衡流量傳(chuan)感器🌈具有多(duō)孔結構的特(tè)點,能對流場(chang)進行平衡，降(jiang)低渦流🤞、振動(dòng)和信号噪聲(shēng),流場穩定性(xing)大大的提高(gāo).表體采用特(tè)制管道和專(zhuān)⁉️用取壓裝置(zhì)，使精度比傳(chuán)統節流裝置(zhi)提升了5~10倍♌.經(jīng)過實流标定(dìng)，傳感器精度(dù)可達0.3%,适用于(yú)貿易計量場(chang)合.其流速可(kě)以從最小到(dào)音🔞速,其最小(xiao)雷諾♍數可低(dī)于200，最大🧑🏽‍🤝‍🧑🏻雷諾(nuo)數可大于107;β值(zhi)可選0.25~0.90,孔徑比(bǐ)β=d/D.
②長期穩定性(xing)好,可測高溫(wēn)高壓介質.由(yóu)于其紊流剪(jian)切力的明顯(xian)減小，大幅度(dù)降低了介質(zhi)與節流件直(zhí)接的摩擦🈲,其(qí)β值💃🏻長期保持(chí)不變,整個儀(yi)表無可動部(bu)件,因此可以(yǐ)長期保持穩(wěn)定性.與孔闆(pǎn)等節流裝置(zhi)一樣，工作溫(wen)度壓力取決(jué)于管道和法(fǎ)蘭的材質和(hé)等級,工作溫(wēn)度可達850℃,工作(zuo)壓力可達42MPaB.
③可(kě)測複雜工況(kuang)介質.由于其(qí)特殊的結構(gòu)設計，使其具(ju)有特⛷️殊🌂的性(xìng)能,它可以用(yòng)于氣液兩相(xiang)、各種混合氣(qì)體(如瓦斯、沼(zhǎo)氣、煤氣等等(děng))、各種低溫氣(qi)體(如LNG、液氮、液(ye)氧、液氩、液氫(qing)、液氯、液化乙(yi)烯、液化石油(you)氣,等等)、氣液(ye)兩相介質(如(ru)濕氣)、漿料、多(duo)相水流、震動(dòng)水流、電磁🥰幹(gàn)擾介質和雙(shuāng)向流(因爲多(duo)孔平衡流量(liàng)計左右完♍全(quán)對稱).
2性能綜(zōng)合對比
　　當然(rán)多孔平衡流(liu)量計在實際(jì)應用中依然(ran)存在着一些(xie)✏️有待解決的(de)問題，結合以(yǐ)上平衡流量(liang)計的技術性(xìng)❌能特點，本文(wén)就平衡流量(liàng)計與其他差(cha)壓式流量計(jì)進行對比🈚，詳(xiáng)細性能比較(jiào)見表1所示.
 
3在(zai)重油催化裂(liè)化中的應用(yong)
　　催化裂化是(shi)我國石油化(huà)工二次加工(gōng)的核心裝置(zhi),在煉廠中,其(qí)加工能力占(zhan)--次加工能力(lì)的比例一般(ban)💃🏻在30%以上催化(huà)裂化實現工(gōng)業化已經有(yǒu)60多年的曆史(shi),作爲重油加(jia)工的主要手(shou)段,是目前重(zhong)📞油輕質化工(gōng)藝.雖然曾多(duō)次受到其他(ta)二次加工工(gong)藝的競争和(hé)清潔燃料标(biao)準的挑戰，但(dan)🚶由于催化裂(lie)🈲化技術的不(bu)斷進步，各種(zhǒng)以催化裂化(huà)技術爲核心(xin)的催化裂化(hua)家族工藝的(de)不斷出現，已(yi)經将催化🏃‍♂️裂(liè)化轉變爲煉(liàn)油化工一體(ti)化的橋梁裝(zhuang)置,催化裂化(huà)依然保持了(le)其在石油🤞化(huà)工行業中的(de)重要地位.
3.1測(ce)量對象分析(xī)
　　随着催化裂(liè)化工藝技術(shu)的不斷進步(bu)，它對自控技(jì)術也提出✏️了(le)較高的要求(qiu),選用合适的(de)測量儀表,是(shì)保證🤞催化裂(liè)化工藝技術(shù)不斷進步的(de)首要條件.寶(bǎo)塔石化♌80ta催化(huà)裂化裝置工(gōng)藝的原始數(shù)據見表2.表2中(zhōng)的測量介質(zhi)爲氣體或蒸(zheng)汽.分析表2中(zhōng)的數據可知(zhī)，所列的原始(shi)🚩數據的量程(cheng)☔比都超出了(le)标準孔闆3:"的(de)範圍，有的甚(shèn)至到達了10:1.因(yīn)此在設計中(zhōng)選擇多📞孔平(ping)衡流量計.根(gēn)據多孔平衡(héng)流量計的特(tè)點,選取蒸汽(qì)介質作爲測(cè)量對象💔合适(shì).
3.2多孔平衡流(liú)量計測量蒸(zheng)汽
　　在石化企(qi)業中，蒸汽作(zuo)爲--種重要的(de)能源被廣泛(fàn)的🐅應✌️用.在🌈催(cui)化裂化裝置(zhì)中，包括反應(ying)-再生、分餾、吸(xi)收穩定(含氣(qì)壓機)、主風機(jī)-煙㊙️機系統、餘(yu)熱钜爐、餘熱(rè)回☔收站中都(dou)大量的使用(yòng)蒸汽.随着企(qǐ)業成本核算(suan)的深入,淘汰(tai)落後産能企(qǐ)業政策的落(luo)實,企業内部(bù)對能源的節(jie)約日益重視(shi)，而在催化裂(lie)化裝置中蒸(zheng)汽在能源費(fei)用⚽中占據較(jiao)大的比例，故(gu)要求對蒸👨‍❤️‍👨汽(qì)進行準确計(ji)量是很有必(bì)要的問.
　　蒸汽(qì)的流體特征(zhēng)、生産工藝情(qing)況、現場安裝(zhuāng)條件、後🌂續維(wéi)⁉️護要🌈求及流(liu)量儀表的性(xing)能,是蒸汽計(ji)量的5個重要(yào)因素.結合⁉️本(běn)文🔞對多😄孔平(ping)衡流量計的(de)介紹，它非常(cháng)适合用于蒸(zheng)汽流量測量(liàng).
3.3同等條件下(xià)與标準孔闆(pan)測量蒸汽流(liú)量的比較
　　重(zhong)油催化裂化(huà)裝置中,儀表(biǎo)位号爲FE21105的流(liú)量計用于🏃測(ce)量🐆進入🐕催💚化(hua)反應器的原(yuan)料油霧化蒸(zheng)汽工藝參數(shu)見💃表3.
　　依據表(biao)3中的原料油(you)霧化蒸汽工(gōng)藝參數，通過(guo)孔闆計算軟(ruan)件計算出标(biao)準銳孔闆儀(yí)表數據;通過(guo)多孔平衡流(liu)量計軟件計(ji)算出🌈多孔平(píng)衡流量計的(de)儀表數據,兩(liǎng)者數據對比(bi)見表4.
 
　　由表4可(kě)知，選用多孔(kong)平衡流量計(jì)前後直管段(duan)可節省3.8m管💘徑(jing)爲200mm的🏃‍♂️管道,壓(ya)力損失可減(jiǎn)少4195Pa.而在催化(hua)裂化項目中(zhong),長直管段除(chú)--次性投資外(wai)，還包括:管道(dao)施工、保溫材(cái)料費、安裝支(zhī)架、土地占用(yòng)、維護、運行費(fèi)用等.由此可(ke)以說明,蒸汽(qi)介質在設計(ji)選用多孔平(píng)衡流⭐量計可(kě)以一次性節(jie)約大量的投(tóu)資.
3.4測量蒸汽(qi)的節能分析(xi)
　　節流裝置作(zuò)爲一種測量(liang)儀表,其節流(liu)型壓損大，長(zhang)期✌️運‼️行耗能(néng)💰大,費用高;長(zhǎng)期運行中孔(kong)闆幾何尺寸(cùn)變化♻️，銳角變(biàn)鈍，甚至有的(de)孔闆在開停(ting)車過程中,由(you)🌐于蒸汽管道(dao)中易存冷凝(ning)水，開停蒸汽(qì)管道過程中(zhong)産生水垂,緻(zhì)使孔闆變形(xíng)，甚至變成喇(la)叭口.所有這(zhe)些都說明:孔(kǒng)闆差壓式蒸(zheng)汽流量計很(hen)👌難保證其原(yuan)設計測量精(jīng)度;介質輸送(song)成本是介質(zhì)輸送過程中(zhōng)消耗的能量(liang),主要測量元(yuan)件造成的永(yong)久壓力損失(shi)爲标志,就液(yè)體等重👣介質(zhi)而言,輸送成(chéng)不是很人的(de)開支,主要體(tǐ)現在泵消耗(hao)的電💁能.因此(ci)選擇一☁️款精(jīng)度高、穩定性(xìng).好、壓損小、價(jia)格實惠的儀(yí)表是提高儀(yí)🎯表選型的一(yī)個很重要的(de)原⚽則.
　　由表3可(ke)知，一-台公稱(chēng)直徑200mm的标準(zhun)銳孔闆節流(liu)裝置測量👣進(jin)入催化反應(ying)器總管1.0MPa原料(liào)油霧化蒸汽(qì),質量流量爲(wei)5175kgh,差壓值🆚爲10kPa,永(yǒng)久壓✉️損爲6137Pa;而(ér)一台公稱直(zhí)徑爲💛200mm的多孔(kong)平衡流量計(jì)測:量進入催(cuī)化反應器總(zong)管1.0MPa原料油霧(wu)化蒸汽，差壓(yā)值爲4.26kPa,永久🥵壓(ya)損爲1978Pa,計算節(jie)省耗能費用(yòng)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:Q爲能(néng)耗值,W;qv爲介質(zhì)體積流量,m³/s;△P爲(wei)永久壓損值(zhí),Pa;η爲電👅機和泵(beng)的效率，工業(ye)上一般取0.8.
　　每(mei)年多耗能所(suo)需的費用1]=(Q/1000)x(運(yùn)行時速/年)x(元(yuán)/(千瓦-小時))=(1790.22/1000)x8400x0.639=9.61(萬(wàn)元/年).
　　根據上(shàng)述計算結果(guǒ)和2012年多孔平(píng)衡流量計的(de)市場價格(公(gong)稱⁉️直徑爲200mm多(duō)孔平衡流量(liang)計爲2.0萬元)可(kě)知,重🈲油催化(hua)裂🔴化裝置中(zhong)用于測量進(jin)入催化反應(ying)器的原料油(yóu)🏃🏻霧化蒸汽,若(ruò)安裝多孔平(píng)衡流量計運(yùn)行兩個半月(yuè)就可以回收(shōu)⛷️公稱直徑爲(wèi)200mm多孔平衡流(liú)量計㊙️的投資(zī)成本.
4結語
　　綜(zōng)上所述，本文(wen)介紹了多孔(kong)平衡流量計(jì)的技術特📐點(diǎn)，通過多孔🔴平(ping)衡流量計和(he)标準銳孔闆(pǎn)在重油催化(huà)裂化裝💜置上(shang)的應用比較(jiào)，以該裝置上(shàng)原料油霧化(huà)燕汽測量爲(wèi)例,進行了節(jiē)能分析，充分(fen)說明了在設(shè)計中選用一(yi).款性能可靠(kao)的節能儀表(biǎo)是實現該🌈裝(zhuang)置節能減排(pai)的重要手段(duan).基于上述💃🏻優(you)點和T程實際(jì)應用的良好(hǎo)的效果，可以(yi)得出的結論(lùn)是多孔平衡(heng)流量計是一(yī)種計量正确(què)、耐用、具有廣(guǎng)泛應用前景(jǐng)的節能儀表(biǎo).

本文來源于(yú)網絡,如有侵(qin)權聯系即删(shān)除！