摘要(yao):爲了提高(gao)企業的工(gōng)業自動化(hua)水平和流(liú)量測量😘節(jie)能新💞技術(shù)的應用，以(yǐ)寶塔石化(hua)80t/a重油催化(huà)裂化的原(yuan)料汕霧化(huà)然汽測量(liàng)爲例,通過(guò)和現有的(de) 差壓式流(liú)量計 的性(xìng)能綜合對(dui)比,分析了(le)多孔平衡(heng)流量計 的(de)技術特點(diǎn)和節能效(xiao)果，并對多(duō)孔平衡流(liú)量計節能(neng)進行了🐇計(jì)算和經濟(jì)分析,充分(fèn)說明多孔(kong)平衡流量(liang)計在繼✨承(chéng)了标準孔(kong)恒⁉️優點的(de)基礎上,還(hai)具備測量(liang)精度🔅高、測(ce)量範圍寬(kuan)、永久壓損(sǔn)小對直管(guǎn)段矩、節能(néng)效果好等(děng)特點，能夠(gòu)推動企業(ye)的工業💔白(bai)動化水💯平(píng)，是一種流(liu)量測量節(jiē)能的新技(ji)術.
　　流量測(cè)量在石化(huà)企業生産(chǎn)控制過程(chéng)和計量核(hé)算中具🔆有(yǒu)重要的地(dì)位,特别是(shì)在注重能(neng)源節約提(ti)高企業經(jing)濟效益和(he)産⭕品質量(liàng)的今天，對(dui)流量測量(liàng)的要求更(geng)爲嚴格㊙️.在(zài)石化企業(ye)作爲流量(liàng)測量對象(xiàng)的流體介(jie)質種類包(bāo)括🤟氣體、液(ye)體、蒸汽等(deng)，隻有把這(zhè)些介質的(de)流量🥵測量(liàng)正确，才能(neng)正确地進(jin)行經濟核(hé)算,使生産(chǎn)活動建☎️立(lì)在可靠的(de)科學技術(shù)之上，使經(jīng)濟管理工(gong)作切實有(yǒu)效地進🚶行(háng).
　　目前,差壓(ya)式流量計(jì)可選用的(de)節流元件(jian)有孔闆、噴(pēn)嘴、文丘裏(li)管等4随着(zhe)測量技術(shù)的不斷發(fā)展，節流元(yuan)🐅件不斷改(gai)進，多孔平(píng)衡流🙇🏻量計(jì)已通過有(yǒu)關試驗并(bìng)在石油化(hua)工裝置上(shàng)得到了較(jiào)廣泛的應(ying)用.該儀表(biǎo)也是一種(zhǒng)差壓式流(liú)量儀表.它(ta)🏒是在标準(zhun)孔闆節流(liu)裝置的基(ji)礎上研發(fā)出的🌈-種新(xin)型流量測(ce)量儀表.它(ta)集合标準(zhun)孔💜闆節流(liu)裝置結構(gòu)🚶‍♀️簡單、應用(yòng)技術成熟(shu)等優點，克(kè)服了标準(zhǔn)孔闆節流(liu)裝置💋精度(dù)較低、量程(cheng)比🧑🏽‍🤝‍🧑🏻窄、安裝(zhuang)時上下遊(yóu)♈需要較長(zhǎng)的直管段(duan)、永久壓力(lì)損失較大(dà)、運行成本(ben)高等缺點(dian).該流量計(jì)被稱📱作第(dì)三代節流(liu)裝置,.是由(you)美國🎯國家(jiā)航空航天(tian)✨局設計發(fā)♉明的一種(zhong)新型流量(liàng)計,也稱✨爲(wèi)多孔平衡(heng)流量計.
1.基(jī)于多孔平(píng)衡流量計(jì)的性能優(you)勢
　　多孔平(ping)衡流量計(ji)是一種差(chà)壓式流量(liang)儀表，其工(gōng)作原理🚶與(yǔ)其他🌈差壓(ya)式流量計(ji)一樣，都是(shi)基于密封(fēng)管💞道中的(de)能量轉換(huàn)原理,即在(zài)理想流體(ti)的情況下(xia)，管道中的(de)流量與差(cha)壓的平方(fāng)根成正比(bi)，再根據伯(bó)努利方程(chéng)用🌈測出的(de)差壓值即(ji)可計算出(chu)管道中的(de)流量.平衡(heng)流量傳感(gǎn)器是一👨‍❤️‍👨個(ge)多孔的圓(yuán)✔️盤節流整(zhěng)流器，安裝(zhuang)在管道的(de)截面.上，每(měi)個孔的尺(chi)寸和分布(bu)是基于特(te)殊的公式(shi)🍉和測試數(shu)據而定🔞制(zhì)的,稱爲函(han)數孔當流(liú)體穿過圓(yuán)盤的函數(shù)孔時，流體(ti)将被平衡(heng)整流，渦流(liú)被最小化(huà)，形成🛀🏻近似(sì)理👅想流體(ti),通過取壓(yā)裝置,可獲(huo)得穩定的(de)☔差壓信⭐号(hao)，根據伯努(nǔ)利方程計(jì)算✍️出體積(jī)流量、質量(liàng)流量.平衡(héng)流量計巧(qiǎo)妙的設計(ji)在于将多(duō)孔整流器(qi)和測量孔(kǒng)闆合二爲(wei)一，能最大(dà)限度地将(jiāng)流場平衡(heng)調整成理(li)想狀态，從(cong)而🐪将差壓(yā)式流量計(ji)的優勢發(fa)揮到極緻(zhì).
(1)流量測量(liang)線性度高(gao)，重複性好(hǎo)平衡流量(liang)傳感器具(ju)有對稱多(duō)孔結構特(te)點，能對流(liu)場進行平(píng)衡,降低了(le)渦流、振動(dòng)😄和信号噪(zao)聲,流場穩(wěn)定性大大(dà)提高，使線(xian)性度比孔(kong)闆提升了(le)5~10倍🍉，重複性(xing)㊙️提高了54%，爲(wèi)0.15%.從其綜合(hé)性能來看(kan)🏃‍♀️,多孔平衡(héng)流量計屬(shǔ)于流量計(jì)💛行列.當量(liang)程比爲5:1時(shí)，線🤟性度可(kě)達±0.3%;量程比(bi)爲7:1時，線性(xing)度可達±0.5%;量(liang)程比爲10:1時(shí)，線性度可(ke)達±1.0%。
(2)直管段(duàn)要求低，雙(shuāng)向流測量(liàng)好.平衡流(liú)量傳感器(qì)由于流場(chang)穩定，A.壓力(li)恢複比孔(kǒng)闆快兩倍(bèi)，人大縮短(duan)了對直管(guǎn)段的要求(qiú)，其前後直(zhi)管段一股(gǔ)爲前1D後1D,最(zui)小👣可以小(xiao)于0.5D，其中D爲(wèi)工藝管道(dao)的工程直(zhí)徑..采用多(duo)孔平衡流(liú)量計可以(yi)省去大量(liang)直管段，尤(you)其是特殊(shū)昂貴的材(cái)料的管道(dao).另外,多孔(kǒng)平衡流雖(sui)計處于完(wan)全🐉對稱，因(yin)此對于雙(shuāng)向流的流(liú)體測量非(fei)常的理🔞想(xiǎng)将多孔平(ping)衡流量計(jì)和 孔闆流(liú)量計 進行(hang)比較，如圖(tú)1所示.
 
(3)永(yǒng)久壓力損(sǔn)失小，測量(liàng)介質潔淨(jìng)度要求低(dī).多孔對稱(cheng)的平衡設(shè)計，減少了(le)紊流剪切(qie)力和渦流(liú)的形成，降(jiang)低了動能(néng)的損失,在(zài)同樣的測(ce)量工況下(xia)，與孔闆💞相(xiàng)比減少了(le)2.5倍♉的永久(jiǔ)壓力損失(shi)，從而🌈節省(sheng)了相當大(da)的運行‼️能(néng)量成本,是(shi)一種節能(neng)型儀表,值(zhí)得大量🈚推(tui)廣.因爲減(jiǎn)少了紊流(liu)剪切力和(he)渦流的形(xíng)成，從而大(da)大降低了(le)滞💞留死區(qū)的形成，保(bao)證髒污介(jie)質🌍順利㊙️通(tong)過多個孔(kong),減小了流(liu)體孔被堵(dǔ)塞的機會(huì)将多孔平(ping)‼️衡流量計(jì)和孔闆流(liu)量計進行(háng)比較,如圖(tu)2所示.
 
(4)其他性(xing)能優勢.
①流(liu)量測量範(fan)圍寬,測量(liàng)精度高.由(you)于平衡流(liu)量傳感器(qì)具有多孔(kǒng)結構的特(tè)點,能對流(liú)場進行平(píng)衡，降低渦(wo)流、振動和(he)信号噪聲(shēng),流場穩定(dìng)性大大的(de)提高.表體(ti)采用特制(zhi)管道和專(zhuān)用取壓裝(zhuang)置，使精度(dù)比傳統節(jie)流裝置🌈提(tí)升了5~10倍.經(jing)過實流标(biāo)定，傳感器(qi)精度可🔆達(dá)0.3%,适用于貿(mào)易計量場(chǎng)合🙇‍♀️.其流速(sù)可以從最(zuì)小到音速(sù),其最小雷(lei)諾數可低(dī)于200，最大雷(léi)諾數可大(dà)于107;β值可選(xuǎn)0.25~0.90,孔徑比β=d/D.
②長(zhǎng)期穩定性(xing)好,可測高(gāo)溫高壓介(jie)質.由于其(qi)紊流剪切(qie)🔞力的明顯(xiǎn)✂️減小，大幅(fu)度降低了(le)介質與節(jie)流件直接(jie)的摩擦,其(qi)β值長期保(bao)持不變,整(zhěng)個儀表無(wú)可動部件(jiàn),因此可以(yǐ)長期保持(chi)穩定性✉️.與(yǔ)孔闆等節(jie)流裝置一(yi)樣，工作溫(wen)度壓力取(qǔ)決于管道(dao)和法蘭的(de)材質和❓等(deng)級,工作溫(wēn)度可達850℃,工(gōng)作㊙️壓力可(kě)達42MPaB.
③可測複(fú)雜工況介(jiè)質.由于其(qi)特殊的結(jie)構設計，使(shi)其具有特(tè)殊的⛹🏻‍♀️性能(néng),它可以用(yong)于氣液兩(liang)相、各種混(hùn)合氣體✨(如(ru)瓦斯、沼氣(qì)、煤氣等等(deng))、各種低溫(wēn)氣體(如LNG、液(ye)氮、液氧、液(yè)氩、液氫、液(ye)氯、液⛹🏻‍♀️化乙(yǐ)烯、液化石(shí)油氣,等等(deng))、氣液兩相(xiang)介質(如濕(shi)氣♉)、漿料、多(duō)相水流、震(zhèn)動水流、電(diàn)磁🛀🏻幹擾介(jiè)質和雙向(xiang)流(因爲多(duo)孔平衡流(liú)量計左右(yòu)完全對稱(chēng)).
2性能綜合(hé)對比
　　當然(ran)多孔平衡(heng)流量計在(zài)實際應用(yòng)中依然存(cun)在着一些(xiē)有待🍉解🔱決(jue)的問題，結(jie)合以上平(ping)衡流量計(jì)的技術性(xing)💔能特點，本(ben)文就🏃‍♂️平衡(héng)💜流量計與(yu)其他差壓(yā)式流量計(jì)進行對比(bǐ)，詳細性能(neng)比較見表(biao)1所示.
 
3在重(zhòng)油催化裂(lie)化中的應(ying)用
　　催化裂(liè)化是我國(guo)石油化工(gōng)二次加工(gōng)的核心裝(zhuāng)置,在❗煉廠(chǎng)中,其🥰加工(gong)能力占--次(ci)加工能力(lì)的比例一(yi)般在30%以上(shang)催⭕化裂化(huà)實現工業(yè)化已經有(you)60多年的曆(li)史,作爲重(zhong)油加工的(de)主要手段(duan),是🔴目前重(zhòng)♉油輕質化(huà)工藝.雖然(ran)曾多次受(shòu)到其他二(èr)次加工工(gōng)藝的競争(zhēng)和💚清潔燃(ran)料标準的(de)挑戰，但由(yóu)于催化裂(liè)化技術的(de)不⛱️斷進步(bu)，各種以催(cui)化裂化技(jì)術❄️爲核心(xīn)的催化裂(liè)化家族工(gong)藝的不斷(duàn)出現，已經(jīng)将催化裂(liè)化轉變爲(wei)煉油⭕化工(gōng)一體化的(de)橋梁裝置(zhì),催化裂化(huà)依然保持(chí)了其在石(shi)油化工行(háng)業中的重(zhong)要地位.
3.1測(cè)量對象分(fen)析
　　随着催(cuī)化裂化工(gōng)藝技術的(de)不斷進步(bu)，它對自控(kòng)技術也提(ti)🔆出🙇🏻了👄較高(gao)的要求,選(xuǎn)用合适的(de)測量儀表(biǎo),是🏃🏻保證🤟催(cui)化裂化工(gōng)藝技術不(bu)斷進步的(de)首要條件(jian).寶⁉️塔石化(hua)80ta催化裂🔞化(huà)裝置🐆工藝(yì)的原始數(shu)據見表2.表(biǎo)2中的測量(liàng)介質爲氣(qi)體或蒸汽(qì).分析表2中(zhōng)的數據可(kě)知，所列的(de)原始數據(ju)的量程比(bi)都超出了(le)标準孔闆(pǎn)3:"的範圍，有(yǒu)的甚至到(dào)達了10:1.因此(cǐ)在🔴設計中(zhong)選擇多孔(kǒng)平衡流量(liàng)計.根據多(duo)孔平衡流(liu)量計的㊙️特(te)點,選取蒸(zhēng)汽👉介質作(zuo)爲測量對(dui)象🌐合适.
3.2多(duō)孔平衡流(liú)量計測量(liang)蒸汽
　　在石(shí)化企業中(zhong)，蒸汽作爲(wei)--種重要的(de)能源被廣(guang)泛的應用(yong).在催化裂(lie)化裝置中(zhōng)，包括反應(ying)-再生、分餾(liú)、吸收穩定(dìng)(含氣❤️壓機(ji))、主風機-煙(yan)機系統、餘(yu)熱钜爐、餘(yú)熱回收站(zhan)中都大量(liang)的使用蒸(zheng)汽.随着企(qǐ)業💃🏻成本核(hé)算的深入(rù),淘汰落後(hòu)産能🈲企業(yè)政策🚩的落(luò)實,企業内(nei)部對能源(yuan)的節約日(ri)益重視，而(er)🌏在催化裂(liè)化裝置中(zhōng)蒸汽🏃🏻在能(neng)源費用中(zhōng)占據較大(dà)的比例，故(gù)要求對蒸(zheng)汽進行準(zhǔn)确計量是(shì)很有必要(yao)的問.
　　蒸汽(qi)的流體特(te)征、生産工(gong)藝情況、現(xian)場安裝條(tiao)件、後續維(wéi)護要求及(ji)流量儀表(biǎo)的性能,是(shì)蒸汽計量(liàng)的5個❓重要(yao)因素♻️.結合(hé)本文對多(duo)孔平衡流(liú)量計的介(jie)紹，它非常(chang)适合用于(yú)蒸汽流量(liang)測量.
3.3同等(děng)條件下與(yǔ)标準孔闆(pǎn)測量蒸汽(qi)流量的比(bi)較
　　重油催(cui)化裂化裝(zhuang)置中,儀表(biǎo)位号爲FE21105的(de)流量計用(yong)于測量進(jìn)入♈催化反(fǎn)應器的原(yuán)料油霧化(hua)蒸汽工藝(yi)參數見表(biao)3.
　　依據表3中(zhōng)的原料油(you)霧化蒸汽(qì)工藝參數(shù)，通過孔闆(pǎn)計算軟件(jian)計算出标(biāo)準銳孔闆(pǎn)儀表數據(jù);通過多孔(kǒng)💞平衡流量(liàng)計軟🏃‍♀️件計(jì)算出多孔(kong)平衡流量(liang)計的儀表(biao)數據,兩者(zhe)數據對比(bi)見表4.
 
　　由表(biǎo)4可知，選用(yòng)多孔平衡(héng)流量計前(qián)後直管段(duan)可節省3.8m管(guǎn)徑爲200mm的管(guan)道,壓力損(sun)失可減少(shao)4195Pa.而在催化(huà)裂化項目(mu)中,長直管(guan)段除--次性(xìng)♈投資外，還(hai)包括:管道(dào)施工、保溫(wēn)材料費、安(ān)裝支架、土(tu)地占用、維(wei)護🐇、運行費(fèi)用等.由此(cǐ)可以說明(ming),蒸汽介質(zhi)在設計選(xuǎn)用多孔平(píng)衡流量計(jì)可以一次(ci)性節約大(dà)量的投資(zi).
3.4測量蒸汽(qì)的節能分(fèn)析
　　節流裝(zhuang)置作爲一(yī)種測量儀(yi)表,其節流(liu)型壓損大(da)，長期運行(háng)耗能大,費(fèi)用高;長期(qi)運行中孔(kǒng)闆幾何尺(chi)寸變化，銳(rui)角變鈍，甚(shèn)至有的孔(kǒng)闆在開停(ting)車過程中(zhong),由于蒸汽(qi)管道中易(yi)存冷凝水(shuǐ)，開停蒸汽(qi)管道過程(chéng)中産生水(shui)垂,緻使孔(kong)闆變形，甚(shèn)至㊙️變成喇(la)叭口.所有(yǒu)這📞些都說(shuo)明:孔闆差(chà)壓式蒸汽(qì)流量計很(hěn)難保證其(qi)原🏃‍♂️設計測(cè)量精度;介(jie)質輸送成(chéng)本是介質(zhi)輸送過程(chéng)中消耗的(de)能量,主要(yao)測量元件(jian)造成的永(yong)久壓力損(sun)失爲标志(zhì),就液體等(deng)重介質而(er)言,輸送成(cheng)不是很人(ren)的🈲開支,主(zhu)要體現在(zài)泵消㊙️耗的(de)電能.因此(cǐ)選擇一款(kuan)精度高、穩(wen)定性.好、壓(yā)損小、價格(gé)實惠的儀(yí)表是提高(gao)儀表選型(xíng)的一個很(hen)重要的原(yuan)💃🏻則.
　　由表3可(kě)知，一-台公(gong)稱直徑200mm的(de)标準銳孔(kong)闆節流裝(zhuang)置測量進(jìn)入催‼️化反(fǎn)應器總管(guan)1.0MPa原料油霧(wù)化蒸汽,質(zhi)量流量爲(wei)5175kgh,差🧡壓值爲(wei)10kPa,永久壓👅損(sun)爲6137Pa;而一台(tai)公稱直徑(jìng)爲💛200mm的多孔(kǒng)平衡流👣量(liàng)計測🈲:量進(jìn)入催化反(fǎn)應器總管(guan)1.0MPa原👣料油霧(wu)化蒸汽，差(chà)壓值爲4.26kPa,永(yong)久💘壓損爲(wèi)1978Pa,計算節省(sheng)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(wei)能耗值,W;qv爲(wei)介質體積(jī)流量,m³/s;△P爲永(yǒng)久壓損值(zhí),Pa;η爲電機和(hé)泵的效率(lü)，工業上一(yi)般取0.8.
　　每年(nián)多耗能所(suo)需的費用(yòng)1]=(Q/1000)x(運行時速(su)/年)x(元/(千瓦(wa)-小時))=(1790.22/1000)x8400x0.639=9.61(萬元(yuán)/年).
　　根據上(shang)述計算結(jié)果和2012年多(duo)孔平衡流(liú)量計的市(shi)場價格(公(gōng)稱❄️直徑爲(wei)200mm多孔平衡(heng)流量計爲(wei)2.0萬元)可知(zhi),重油催化(hua)裂化裝置(zhi)中用于測(ce)量進入催(cui)化反應器(qi)的原料油(yóu)霧化蒸💛汽(qi),若安裝多(duō)孔🔞平衡流(liú)量計運行(hang)兩個半月(yuè)就☎️可以回(hui)收公稱直(zhí)徑爲200mm多孔(kǒng)平衡流量(liàng)計的投資(zī)成本🔴.
4結語(yu)
　　綜上所述(shù)，本文介紹(shào)了多孔平(ping)衡流量計(jì)的技術特(te)點，通過多(duō)孔⁉️平衡流(liú)量計和标(biao)準銳孔闆(pan)在重油催(cui)化裂💛化裝(zhuāng)置上的應(ying)🥵用比較，以(yǐ)該裝置上(shàng)原料油霧(wu)化燕汽測(ce)量爲例,進(jin)行了節能(néng)分析，充分(fen)說明了在(zai)設計中選(xuan)用一.款性(xìng)能可靠的(de)節能儀表(biao)是實現該(gai)裝置節能(néng)減排的重(zhong)要手🧡段.基(ji)于上述優(yōu)點和T程實(shí)際應用的(de)良🧡好的效(xiao)果，可以得(dé)出的結論(lùn)是多孔平(ping)衡流量計(ji)是一種計(jì)量正💰确、耐(nai)用、具有廣(guǎng)泛應用前(qián)景的節能(néng)儀表.

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