摘要：在煉油(yóu)化工生産中經常(chang)出現一條蒸汽管(guan)道雙向輸🛀送☂️蒸汽(qi)的情況，本文就實(shi)現重油催化裂化(hua)裝置在進、出裝💃🏻置(zhì)兩⭐個方向蒸汽質(zhì)量流量的實時、準(zhǔn)确測量問題♋，提出(chu)了🌐一種應用多參(cān)量雙向流 一體化(huà)節流式流量計 的(de)計量解決方案，并(bìng)具體就一體化雙(shuang)向孔闆流量計 的(de)工作原理、計量系(xì)統組成、功能特點(dian)、雙向流測量的實(shi)現☁️過❓程以及實際(jì)應用效果進行了(le)介紹。
0引言
　　許多煉(liàn)化生産裝置，如催(cuī)化裂化裝置、焦化(hua)裝置、連續重整裝(zhuāng)置等，常利用裝置(zhì)餘熱産出蒸汽，這(zhe)些裝置在🌂正常生(sheng)産期間的自産蒸(zheng)汽大多被裝置内(nèi)部使用，多🈲餘部分(fen)再外排輸出至🚶系(xì)統管網，在裝置開(kai)停工或加工負荷(hé)小，自産蒸汽不足(zú)的情況下，又需要(yào)引入系統管網蒸(zhēng)汽作🈲爲動力或熱(re)源。因此，裝置♈蒸汽(qì)母管與系統管網(wǎng)之間呈互供狀态(tài)，這就帶來了如何(hé)在同一管😘道中實(shí)現雙向流蒸汽流(liú)量實時測量的問(wèn)題。蒸汽單管雙向(xiang)互供，客觀上造成(chéng)了計量的困難，也(ye)對生産裝置的能(neng)耗統計核算影響(xiǎng)很大。常規解決辦(bàn)法是在同一條管(guǎn)線上安💁裝正反兩(liang)套标準孔闆進行(háng)測量，但是往往出(chu)現直管段難于💃🏻保(bao)證，壓力損失也成(chéng)倍增加，造成❤️裝置(zhi)能耗額外增加，同(tong)時因🌍工藝流程和(he)裝置負荷♻️變化，管(guǎn)道中蒸汽流向發(fā)生改變時，難以實(shi)現對任何一個方(fāng)向蒸汽流量的實(shí)時、準确測量和監(jiān)測☎️，不利于⚽生産運(yùn)行控制和節能降(jiàng)耗。随着流量計量(liang)新技術的發展，流(liú)量二次表功能🏃🏻逐(zhú)漸完善，使得雙向(xiang)孔闆流量計在測(cè)量蒸汽雙向流量(liang)方面得到了推廣(guǎng)和應用。
1雙向孔闆(pǎn)流量計工作原理(li)
　　傳統的标準孔闆(pǎn)入口爲直角，出口(kǒu)爲45°倒角，不能測量(liàng)反向♋流量，如圖1所(suǒ)示。雙向孔闆的入(ru)口和出口結構相(xiàng)同，均爲直角，可分(fèn)别測量雙方向流(liu)量，其結構如圖2所(suǒ)示。雙向🌏孔闆流🍉量(liang)計就是依據🌈在GB/T2624.2設(shè)計與加工的不切(qie)㊙️斜角、兩個端面、厚(hòu)度和節流孔的兩(liǎng)個邊緣符合規定(ding)要求的孔闆。在GB/T2624.2—2006/ISO5167—2:2003《用(yong)安裝在圓形截面(mian)管🐉道中的差壓🔅裝(zhuang)置測量滿管流🔞體(tǐ)流量第二部☀️分:孔(kong)💁闆》中，對雙向孔闆(pǎn)做了詳細的規定(ding)，隻要按照标準🔴設(shè)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼計制造和安裝，就(jiu)🚩能獲得标準所規(gui)定的準确度🌈。


　　雙向孔(kong)闆測量蒸汽雙向(xiang)流，與标準孔闆流(liu)量計的工🥰作🔞原理(lǐ)是一緻的，主要區(qu)别是節流件形式(shi)和二次表功能‼️不(bú)同🥰，此外💋還需要增(zeng)加一台差壓變送(sòng)器。測量流♋量的基(ji)本原理，就是以流(liú)動連續性方程(質(zhi)量守恒定律)和伯(bo)努利方程(能量守(shou)恒定律)爲基礎的(de)。當充滿管道的流(liú)體流經管道内的(de)節流件時，流速将(jiang)在節流件處形成(chéng)局部收縮，因而流(liu)速增加，靜壓力降(jiàng)低，于是在節流件(jiàn)前後便産生了靜(jìng)壓力差。流體流量(liang)愈大，産生💋的壓差(cha)愈大，這樣可依據(jù)壓差來衡量流量(liang)的大小。孔闆流量(liàng)計測量流量的基(jī)本公式如下:

　　式中(zhōng):qm爲質量流量kg/s;C爲流(liú)出系數，無量綱;ε爲(wei)可膨脹性系數💛;d爲(wei)節流件開孔直徑(jìng)，m;β爲直徑比，(β=d/D);ρ1爲被測(ce)流體密度，kg/m3;Δp爲差壓(ya)，Pa。
2一體化雙向孔闆(pǎn)流量計的結構和(he)功能特點
2.1一體化(hua)雙向孔闆結構
　　一(yī)體化雙向孔闆流(liú)量計，采用雙向孔(kong)闆，裝有雙 差壓變(bian)送器 ，并配套溫度(du)、 壓力變送器 進行(hang)溫度、壓力補償。YJLB系(xi)列一體化雙向孔(kong)闆流量計，是⭐将傳(chuan)統節🥵流裝置和兩(liǎng)台智能差壓變送(sòng)器優化組裝成一(yi)🐅體，采用專👌用轉換(huan)單元，使其具備溫(wēn)度、壓力、流量數據(ju)高精度寬量程補(bu)償的功⭐能，從而構(gòu)成一種多參量雙(shuang)向流💃🏻一體化節流(liu)式新型流量計量(liang)系統。一體化雙向(xiàng)孔闆流量計結構(gòu)如圖3所示。
2.2一體化(huà)雙向孔闆主要功(gong)能和特點
1)可實現(xian)雙向流量測量
　　一(yī)體化雙向孔闆流(liu)量計可根據現場(chǎng)管道中蒸汽流量(liàng)的實際狀況，如流(liú)入端與流出端壓(ya)力的變化，可正向(xiang)、反向雙向測量蒸(zhēng)汽流量，使雙流向(xiang)蒸汽流量的計量(liang)更便捷、更準确，解(jiě)決了之前傳統标(biao)準孔闆流量計隻(zhī)能單向測量蒸汽(qì)流量的問題。
2)測量(liang)準确度有依據
　　一(yi)體化雙向孔闆流(liu)量計由于采用标(biāo)準節流件，測量準(zhun)确度有🐅依據;可采(cǎi)用符合GB/T2624—2006國家标準(zhun)的流量測量節流(liu)裝置專家系統軟(ruǎn)件，設計出雙向孔(kong)闆的最佳開孔🍉徑(jìng)，以及雙向差壓變(biàn)送器的差壓量程(chéng)。
3)流量測量範圍得(de)到擴展

　　一體化雙向孔(kong)闆流量計采用兩(liang)台智能型差壓變(biàn)送器，通過配置流(liú)量計算轉換單元(yuán)或流量計算機可(kě)根據兩個差壓信(xìn)号自動判别其流(liú)向，并且實時完成(cheng)節流件的流出系(xì)數C、流束可膨脹🔴系(xi)數ε計算，在滿足測(ce)量準确度的同時(shí)，使兩個方向流🐆量(liàng)測量範🐕圍度可達(dá)6∶1或更寬。
4)安裝簡便(biàn)且有防凍功能
　　該(gāi)一體化雙向孔闆(pǎn)流量計采用防凍(dong)隔離技術，冬🏃🏻季運(yùn)行無需保溫和伴(bàn)熱，并且由于沒有(yǒu)了冷凝罐，不存👉在(zài)冷凝水，徹底消除(chú)了傳統蒸汽節流(liú)裝置由于正負側(ce)冷凝📱水的液位差(chà)所導緻的不可預(yù)知的💃🏻測量誤差⛷️。采(cai)取一體化設計安(an)裝，縮短了一次表(biǎo)與二次表的引壓(yā)管線長度，差壓變(biàn)送器導壓管短，使(shi)儀表的動态性能(néng)得到提高。儀表整(zhěng)體組裝，安裝簡便(biàn)，消除了🤞儀表現場(chang)安裝帶來的測量(liang)誤差，去掉了儀表(biǎo)箱及伴熱管線。同(tong)時用同一台流量(liàng)💞計計量兩個方向(xiang)的流量，不僅可以(yi)簡化系統、節省空(kong)間，還節省儀表購(gou)置、安裝、維護費用(yòng)。
3一體化雙向孔闆(pan)流量計在重催裝(zhuāng)置的應用
3.1裝置蒸(zheng)汽工藝流程
　　120萬噸(dūn)/年重催裝置界區(qū)，各有一條中壓蒸(zhēng)汽母管和低壓蒸(zhēng)汽母⛷️管，裝置生産(chǎn)所需的中、低壓蒸(zheng)汽經由這兩㊙️條母(mu)管從系統管網引(yǐn)入。裝置内部有一(yi)台鍋爐産中壓蒸(zhēng)汽，氣壓機使用中(zhong)壓蒸汽作功後，排(pai)出低壓蒸汽，同時(shí)減溫減壓器将😍中(zhong)壓蒸汽減溫減壓(yā)爲1.0MPa低壓蒸汽供裝(zhuang)置内部使用。裝置(zhi)正常生産期間👌富(fu)餘部分中壓蒸汽(qi)、低壓蒸汽⭐也通過(guò)這兩條母管外排(pai)并入蒸汽系統管(guan)網。在裝置開停工(gōng)期間及加工負荷(he)較小鍋爐産汽量(liàng)較小情況下，需從(cong)系統管網引入蒸(zhēng)🥵汽作爲動力能源(yuán)。裝置蒸汽流程圖(tú)如圖🍉4所示。

3.2裝置雙(shuang)向流蒸汽計量方(fang)案
　　該裝置中低壓(yā)蒸汽母管中的蒸(zheng)汽流向屬于典型(xíng)的雙向🛀流，因此，安(ān)裝于裝置兩條蒸(zhēng)汽母管線上的流(liu)量計應能實現雙(shuang)📧向流🈲量測量。應用(yòng)一體化雙向孔闆(pǎn)流量計實現重催(cui)裝置進出裝置兩(liǎng)個方向的計量方(fāng)案及系統組成如(ru)圖5所示。
　　在該蒸汽(qì)計量方案中，計量(liàng)系統主要由YJLB系列(liè)多參👉量雙向流🌐一(yi)體化節流式流量(liang)計(配備有兩台EJA110A-E型(xíng)差壓變㊙️送器)、FC2000-IAE(G)流量(liang)計算轉換單元(一(yī)台測量出裝置蒸(zheng)汽流量，另一台💁測(cè)量進裝置蒸汽流(liu)量)，以及雙支鉑電(diàn)阻測溫元件組成(cheng)🚶‍♀️。
　　在裝置現場，将多(duō)參量雙向流一體(ti)化節流式流量計(jì)焊接🤞在❄️蒸汽管道(dào)上，同時安裝雙支(zhi)鉑電阻。在控☀️制室(shì)，FC2000-IAE(G)流量計算♍轉換單(dan)元采用DIN35标準導軌(gui)安裝方式，可方便(biàn)地實現在DCS、PLC系統中(zhong)植入高精度流量(liang)計算環節。流量計(ji)算轉換單元安裝(zhuāng)在控制室内機櫃(guì)上，可循環顯示當(dang)前瞬時流量、累積(ji)流量、介質溫度、介(jiè)質壓力等參數量(liang)📱，并傳輸補償計算(suàn)後的流量信🔞号至(zhi)🐆DCS系統進行🌐瞬時流(liú)量、累積流量及曆(li)史趨勢顯示，以便(bian)更好地查證雙向(xiang)🌏計量系統狀态，并(bing)可🌈通過網絡終端(duān)計算🈲機上傳實時(shi)⭕蒸汽計量數據。
3.3雙(shuāng)向蒸汽流量測量(liang)的實現過程

　　應用(yòng)該計量方案實現(xiàn)進、出裝置雙向蒸(zheng)汽流量計量的基(jī)本過程爲:一體化(huà)雙向孔闆流量計(ji)爲雙差變結構，兩(liang)台HAＲT差🔴壓變送器，分(fèn)别測量正、反向蒸(zheng)汽差壓信号，壓力(li)補償信号🤞通過HAＲT協(xié)議從差壓變送器(qi)正壓室讀取🛀，正反(fan)兩個方向兩個差(cha)變的信号和雙支(zhi)鉑電阻信号分别(bie)接入到兩台流量(liang)計算轉換單元🔴。安(ān)裝在控制🚶‍♀️室♉機櫃(guì)内的流量計算轉(zhuan)換單元完成對現(xian)場差壓、溫度、壓力(li)數㊙️據的采集，實時(shi)進行蒸汽流量的(de)溫壓補償運算，循(xun)環顯示當前蒸汽(qì)的瞬時流量、累積(ji)流量、溫度、壓力、熱(re)量等參數，并将補(bǔ)償運🔴算後的質量(liàng)流量🌂信号和采集(ji)到的溫度、壓力信(xin)号，通過4～20mA信号或者(zhe)通訊接口傳給DCS，進(jìn)行瞬時流量、累積(jī)♊流量👌及曆史趨勢(shi)顯示，用于查證雙(shuāng)向計量系統狀态(tai)并上傳實時蒸汽(qi)計量數據。
4應用效(xiao)果
　　本文對該裝置(zhi)在2025年12月16日至12月16日(rì)從開車狀态過渡(du)到正常生産期間(jiān)的蒸汽流量數據(jù)進行了跟蹤觀察(cha)和❄️統計分析。首先(xian)，以24小時日累計流(liu)量數據爲基🍓礎，統(tong)計并繪制了進、出(chu)裝置兩個方向1.0MPa蒸(zhēng)汽和3.5MPa蒸汽的日累(lei)計流量折線圖如(ru)圖6和圖7所示。

　　圖6曲(qu)線清晰顯示了在(zai)12月16日，實現了裝置(zhi)低壓蒸汽流量☁️由(you)進🔞裝置輸入方式(shi)徹底轉變爲出裝(zhuang)置輸出方式的“零(líng)”間隔切換📧;圖7曲線(xiàn)清晰顯示了裝置(zhì)由開工初期，完全(quán)引入系統🤞中壓蒸(zhēng)汽，轉變爲裝置開(kai)工鍋爐産汽💋後出(chū)現富餘部分中💘壓(ya)蒸汽外排系統管(guan)網的情況。

　　同時，我(wǒ)們以七天爲一個(ge)計量周期，統計并(bing)繪制了💋裝置在不(bu)同時間段的消耗(hao)(進裝置)、外排(出裝(zhuāng)置)蒸汽量的柱狀(zhuàng)圖。如圖🔴8和圖9所示(shi)。

　　從圖8和圖9柱狀圖(tu)我們可以清楚的(de)看出，在裝置開工(gōng)初期，從12月16日至12月(yuè)16日期間，裝置大量(liàng)引入系統低壓蒸(zheng)汽和中壓蒸汽，此(ci)時裝置蒸汽流向(xiàng)全部爲進☁️裝置方(fang)向。從12月16日開始🐅，裝(zhuang)置開車趨于正常(cháng)，鍋爐開始産汽，從(cóng)系統管網引入的(de)中壓蒸汽量明顯(xian)減少，并且有富餘(yú)中壓蒸汽外排，裝(zhuāng)置已停止從系統(tǒng)管網引入低壓蒸(zhēng)汽，轉爲外排低壓(ya)蒸汽。
5結束語
　　采用(yòng)多參量雙向流一(yi)體化節流式流量(liang)計與流量計算🌂轉(zhuan)換單⛷️元構成的蒸(zheng)汽計量系統，比較(jiao)好地解決了長期(qi)困擾我公司催化(huà)裂化裝置蒸汽雙(shuāng)向計量難題，在我(wo)公司生産裝置雙(shuāng)向流蒸汽計量檢(jiǎn)測中達到了較好(hǎo)的實際應用效果(guǒ)。實現了🈲對進出裝(zhuāng)置兩個方向蒸汽(qi)流量的實時、準确(que)計🈲量，避免了以前(qian)曆次裝置在😄開停(ting)工期間需要人工(gōng)切換蒸汽計量流(liu)程的困難，也避免(miǎn)了開停工期間進(jin)出裝置蒸汽無計(ji)量、測量數據🚶‍♀️混亂(luan)或數據不真實所(suǒ)造成的蒸汽平衡(héng)、能耗核算無依據(ju)的突出問題，徹底(di)解決💯了以前裝置(zhi)引入系統管💛網蒸(zhēng)汽消耗量、自産蒸(zheng)汽☂️并網量無法同(tóng)步實時準确計量(liàng)的難題。從我公司(sī)近兩年多來的流(liu)量計運行、計量檢(jian)測數據情況來看(kan)，目前這種雙向流(liú)蒸汽流量的計量(liang)解決方案可行，計(ji)量系統運行可靠(kao)，計量數據準确，達(da)到了對裝💜置自産(chǎn)、自用蒸汽分類分(fen)項實⭐時準确測量(liàng)的目的❓，使得🌈公司(si)煉化生産蒸汽系(xi)統計量數據檢測(cè)率得到了進一步(bu)提高。

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