流量計量(liang)對石油化(hua)工企業起(qi)着至關重(zhong)要的作用(yong)，一個生産(chan)⛱️裝置的運(yun)行效率和(he)經濟收益(yi)與計量儀(yi)表的正确(que)率有直🚩接(jie)關系，根💛據(ju)不同應用(yong)場合選擇(ze)合适的流(liu)量儀表才(cai)能達到效(xiao)果。流量儀(yi)表種類很(hen)多，在使用(yong)方面各有(you)優劣，并♌不(bu)是流量計(ji)精度越⚽高(gao)越好，而☔是(shi)需要依據(ju)不同工藝(yi)要求和計(ji)量要求進(jin)行合理選(xuan)型［1］。
  在化工(gong)裝置區，有(you)許多裝置(zhi)自産蒸汽(qi)，這些蒸汽(qi)除滿足自(zi)用外🆚，還要(yao)送往系統(tong)管網，但是(shi)在裝置開(kai)車或檢修(xiu)時🙇🏻，又需要(yao)外部管網(wang)送入蒸汽(qi)作爲能源(yuan)，這就帶來(lai)了同一條(tiao)管道👄需要(yao)傳輸不同(tong)方向介質(zhi)的🥰問題。如(ru)果❄️假定介(jie)質流出方(fang)向爲正向(xiang)流，那麽介(jie)質流入方(fang)向就是反(fan)向流。對于(yu)這種雙向(xiang)流的工況(kuang)，開車或檢(jian)修帶來的(de)反向流發(fa)生頻率很(hen)低，如果設(she)置兩套流(liu)量📞檢測系(xi)統，不僅造(zao)成設備極(ji)大閑置，還(hai)給👣安裝和(he)維護帶來(lai)不🙇‍♀️便。如果(guo)選擇能夠(gou)⛱️分别測得(de)正向流量(liang)和反向流(liu)量的計量(liang)儀表，就可(ke)以節約成(cheng)本💞。常用于(yu)測量雙向(xiang)流的流量(liang)計包括多(duo)孔孔闆流(liu)量計、電磁(ci)流量計、質(zhi)量流量計(ji)和超聲波(bo)流量計，它(ta)們有自身(shen)最佳的使(shi)用場合［2］。多(duo)孔孔闆流(liu)量計的工(gong)作原理和(he)儀表特點(dian)的基礎上(shang)，結合具體(ti)項目介紹(shao)它在雙向(xiang)流工況下(xia)的選型和(he)安裝。
1多孔(kong)孔闆流量(liang)計的工作(zuo)原理與特(te)點
  以孔闆(pan)爲代表的(de)标準節流(liu)裝置，是目(mu)前工業應(ying)用廣泛的(de)流量儀表(biao)，其特點是(shi)結構簡單(dan)、應用技術(shu)成🌍熟、産品(pin)标準化。GB/T2624．2-2006《用(yong)安裝在圓(yuan)形截面管(guan)道中的差(cha)壓裝置測(ce)量滿管流(liu)體流量》第(di)2部分(孔闆(pan))的5．1．9條“雙向(xiang)孔闆”指出(chu):不切斜角(jiao)，孔闆端面(mian)、厚度和邊(bian)緣符合相(xiang)應☁️規定，可(ke)用于👨‍❤️‍👨測量(liang)反向流。多(duo)孔孔闆就(jiu)🔱是一種雙(shuang)向孔闆，可(ke)以用來測(ce)量雙向流(liu)。當對精度(du)和量程⛱️沒(mei)有過高要(yao)求時，多孔(kong)孔闆配差(cha)壓變送器(qi)是測量雙(shuang)向流蒸汽(qi)的最佳選(xuan)擇。
  多孔孔(kong)闆也是一(yi)種差壓式(shi)流量儀表(biao)，其工作原(yuan)理同标準(zhun)孔🚶闆一樣(yang)，不同之處(chu)在于它将(jiang)多孔整流(liu)器和标👅準(zhun)孔闆集合(he)在一起，實(shi)現了整流(liu)和節流的(de)一體化，基(ji)🍉本結構如(ru)圖1所示。圖(tu)1

  當流體通(tong)過多孔孔(kong)闆時，将被(bei)平衡整流(liu)，渦街被最(zui)小化，形🏃🏻成(cheng)近似理想(xiang)流體，通過(guo)取壓裝置(zhi)，可以得到(dao)節流元件(jian)前後的壓(ya)👈差值📧，根據(ju)伯努利方(fang)程計算出(chu)質量流⛹🏻‍♀️量(liang)和體積流(liu)量:

式中
C———流(liu)出系數;
d———節(jie)流元件開(kai)孔直徑，m;
D———管(guan)道内徑，m;
qm———質(zhi)量流量，kg/s;
qV———體(ti)積流量，m3/s;
β———直(zhi)徑比;
Δp———壓差(cha)，Pa;
ε———可膨脹性(xing)系數;
1———上遊(you)流體密度(du)，kg/m3。
  多孔孔闆(pan)除了測量(liang)原理同标(biao)準孔闆一(yi)緻外，還具(ju)有自身特(te)點，這也是(shi)它與标準(zhun)孔闆相比(bi)的優勢［3］，具(ju)體特點如(ru)下:
a．測量精(jing)度高。由于(yu)多孔孔闆(pan)在結構上(shang)是對稱的(de)，能夠對流(liu)體進行整(zheng)流，降低了(le)渦流、振動(dong)和信号噪(zao)聲，使得節(jie)流元件前(qian)後流場穩(wen)定性提高(gao);與标準孔(kong)闆🈲相比，多(duo)孔孔闆的(de)線性度提(ti)高了5～10倍。
b．安(an)裝直管段(duan)短。前後直(zhi)管段要求(qiu)長是标準(zhun)孔闆使用(yong)受限的重(zhong)要原因，但(dan)多孔孔闆(pan)前後流
場(chang)穩定，壓力(li)恢複快，大(da)幅降低了(le)對直管段(duan)的要求，一(yi)般情況🚶‍♀️下(xia)♈直管段要(yao)求爲前2D後(hou)2D，在大管徑(jing)或昂貴管(guan)材場合使(shi)用時可大(da)幅💰節約成(cheng)本。
c．量程比(bi)寬。标準孔(kong)闆的量程(cheng)比一般爲(wei)3∶1，直徑比β一(yi)般爲0．20～0．75，當超(chao)過此範圍(wei)時，标準孔(kong)闆的精度(du)明顯下降(jiang)。但是多孔(kong)孔闆的量(liang)程比可以(yi)達到15∶1，選擇(ze)合适參數(shu)時甚至能(neng)達到30∶1，β的㊙️範(fan)圍0．25～0．90。
d．永久壓(ya)損低。多孔(kong)孔闆流量(liang)計多孔對(dui)稱的平衡(heng)設計減🏃少(shao)了渦流的(de)形成和紊(wen)流摩擦，降(jiang)低了動能(neng)損🐇失;在🙇🏻産(chan)生同樣壓(ya)差🏃‍♂️的情況(kuang)下，永久壓(ya)力損失約(yue)爲傳統節(jie)流裝置的(de)1/3，節省🔞了相(xiang)當🏃大的運(yun)行成本［4］。
2多(duo)孔孔闆流(liu)量計測雙(shuang)向流的選(xuan)型實例
  在(zai)一個年産(chan)120萬噸精細(xi)化學品項(xiang)目中，配套(tao)建設了由(you)4台480t/h循環流(liu)化床鍋爐(lu)和一台20MW蒸(zheng)汽發電機(ji)組成的熱(re)電裝置。在(zai)全廠開✊車(che)和檢修時(shi)，需要用到(dao)大量的🔴中(zhong)壓飽和蒸(zheng)汽和低低(di)壓蒸汽，這(zhe)些蒸汽是(shi)由熱電裝(zhuang)置送出的(de)。在全廠生(sheng)産裝置正(zheng)常運行時(shi)，包括煤💘氣(qi)化裝置、淨(jing)化裝置和(he)油品加工(gong)合成裝置(zhi)會副産大(da)量中壓飽(bao)和蒸汽和(he)低低壓💋蒸(zheng)汽，這些蒸(zheng)汽又送回(hui)到熱電🌈裝(zhuang)置利用。上(shang)述兩種規(gui)格的蒸汽(qi)在兩條管(guan)道中進行(hang)送出和返(fan)回。爲節約(yue)成本，在每(mei)條管道上(shang)設置一個(ge)流量儀表(biao)來測量正(zheng)向流量和(he)反向流量(liang)。選取其中(zhong)一個🍓流量(liang)計FE-02202爲例，先(xian)将工藝條(tiao)件列出⭕，再(zai)進行具體(ti)的流量儀(yi)表選型，參(can)數詳見表(biao)1。

  能夠測量(liang)雙向流的(de)儀表有電(dian)磁流量計(ji)、質量流量(liang)計、超聲波(bo)流量計和(he)多孔孔闆(pan)流量計。由(you)于電磁流(liu)量計不能(neng)測量蒸汽(qi)介質，因而(er)首先被排(pai)除;質量流(liu)量計的口(kou)徑過大，且(qie)其測量介(jie)質溫度一(yi)般不能超(chao)過180℃，因而也(ye)被排除;超(chao)聲波蒸汽(qi)流量計雖(sui)🈲然能夠✉️滿(man)足測量要(yao)求，但價格(ge)較貴。最後(hou)，基于具‼️體(ti)的工藝🚶‍♀️參(can)數，選用多(duo)孔孔闆流(liu)量計測量(liang)雙向流蒸(zheng)汽，選型參(can)數詳😄見表(biao)2。

  在選好多(duo)孔孔闆後(hou)，再設計兩(liang)個差壓變(bian)送器，分别(bie)測🚶量🔴正向(xiang)流量和反(fan)向流量時(shi)的壓差值(zhi)，轉換成4～20mA信(xin)🈚号後送到(dao)㊙️DCS顯示。另外(wai)，爲了正确(que)測量蒸汽(qi)的質量流(liu)量，在多孔(kong)孔闆🧑🏽‍🤝‍🧑🏻附近(jin)設置了一(yi)個鉑熱電(dian)阻和壓力(li)變送器，将(jiang)溫度值和(he)壓力值送(song)到DCS進行溫(wen)壓補償，得(de)到正确的(de)♈質量🌂流量(liang)。
3多孔孔闆(pan)流量計的(de)安裝
  在進(jin)行多孔孔(kong)闆流量計(ji)安裝時，首(shou)先保證取(qu)壓孔位于(yu)管🥵道上♍半(ban)部與管道(dao)垂直中心(xin)線成0～45°夾角(jiao)(圖2)，以防止(zhi)不凝氣或(huo)髒污物進(jin)⁉️入導壓管(guan)。在安裝導(dao)壓管時，其(qi)水🌐平段應(ying)有一定的(de)坡度，一般(ban)情況下導(dao)壓管🈲的坡(po)度不💞小于(yu)1∶100，若項目位(wei)于北方地(di)區，導壓管(guan)使用時需(xu)要進行蒸(zheng)汽伴熱。兩(liang)個差壓變(bian)送器在安(an)裝時必須(xu)保證正壓(ya)側和負壓(ya)側的正确(que)。簡單來講(jiang)✂️，順着🤞流體(ti)方向，差壓(ya)變送器的(de)正壓側位(wei)于多孔孔(kong)闆的🥵上方(fang)，負壓側位(wei)于多孔孔(kong)闆的下方(fang)。

  與标準孔(kong)闆流量計(ji)相比，多孔(kong)孔闆流量(liang)計的安裝(zhuang)😄更簡便:首(shou)先，它在結(jie)構上是對(dui)稱的，安裝(zhuang)時不需要(yao)考慮🐅流量(liang)計方🐇向;其(qi)次，它需要(yao)的前後直(zhi)管段更少(shao)，隻需保證(zheng)前後直管(guan)段分别不(bu)小于2D即可(ke)。
4結束語
  在(zai)化工裝置(zhi)中，選擇合(he)适的流量(liang)儀表進行(hang)雙向流量(liang)的測量🐇，可(ke)以節約成(cheng)本，爲企業(ye)帶來巨大(da)的經濟效(xiao)益。而多孔(kong)孔闆流量(liang)計就是一(yi)個不錯的(de)選擇，是一(yi)個非常合(he)适并具有(you)推廣價🌈值(zhi)的節🈲能儀(yi)表，具有更(geng)廣泛的發(fa)展空間。

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