多孔平衡流量计在重油催化裂化装置上的应用

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1、多孔平衡流量计在重油催化裂化装置上的应用孙彦军1沈武军2（1宁夏宝塔石化集团设计院（有限公司）宁夏银川7500012中国石油天然气管道局长庆输油气公司宁夏银川750006）摘要：本文介绍了多孔平衡流量计的技术特点，以重油催化裂化的原料油雾化蒸汽测量为例，进行了计算和节能分析，充分说明了多孔平衡流量计在继承了标准孔板优点的基础上，还具备测量进度高、测量范围宽、永久压损小、对直管段要求更短的特点，是一种值得推广的新型仪表。关键词：多孔平衡流量计；重油催化裂化；量程比；蒸汽；压损；直管段；节能0引言流量测量在石化企业生产过程控制和计量核算中具有重要的地位，特别是在注重能源节约、提高企业经济效益和产品

2、质量的今天，对流量测量的要求更为严格。在石化企业作为流量测量对象的各种流体介质包括原油、成品油、蒸汽、工业风、循环水等都是重要的能源，只有把这些介质的流量测量准确，才能正确地进行经济核算，使生产活动建立在可靠的科学的技术之上，使经济管理工作切实有效的进行。多孔平衡流量计是一种差压式流量仪表，它是在标准孔板节流装置的基础上研发出的一种新型流量测量仪表。标准孔板节流装置结构简单、应用技术成熟、产品已形成了标准化，是目前工业应用最广泛的流量仪表，但随着工业的发展和节能减排的实施，孔板的不足已制约其发展，如：精度较低；量程比窄，仅为3:1；安装时上下游需要较长的直管段；永久压力损失较大，运行成本高等等

3、。1测量原理多孔平衡流量计是一种差压式流量仪表，其工作原理与其他差压式流量计一样，都是基于密封管道中的能量转换原理：在理想流体的情况下管道中的流量与差压的平方根成正比；用测出差压值根据伯努利方程即可计算出管道中的流量。平衡流量传感器是一个多孔的圆盘节流整流器，安装在管道的截面上，每个孔的尺寸和分布是基于特殊的公式和测试数据而定制的，称为函数孔。当流体穿过圆盘的函数孔时，流体将被平衡整流，涡流被最小化，形成近似理想流体，通过取压装置，可获得稳定的差压信号，根据伯努利方程计算出体积流量、质量流量。2多孔平衡流量计的特点【1】2.1线性度高、重复性好平衡流量传感器具有对称多孔结构特点，能对流场进行平

4、衡，降低了涡流、振动和信号噪声，流场稳定性大大提高，使线性度比孔板提升了5～10倍，重复性提高了54％，为0.15％，从其综合性能来看，多孔平衡流量计属于高档流量计行列。5:1量程比时，线性度可达±0.3％；7:1量程比时，线性度可达±0.5％；10:1量程比时，线性度可达±1.0％2.2直管段要求低平衡流量传感器由于流场稳定，且压力恢复比孔板快两倍，大大所短了对直管段的要求其前后直管段一般为前1D后1D，最小可以小于0.5D，从而省去大量直管段，尤其是特殊昂贵的材料的管道。2.3永久压力损失小多孔对称的平衡设计，减少了紊流剪切力和涡流的形成，降低了动能的损失，在同样的测量工况下，与孔板相比减

5、少了2.5倍的永久压力损失，从而节省了相当大的运行能量成本，是一种节能型仪表，值得大量推广。2.4耐脏污不易堵多孔对称的平衡设计，减少了紊流剪切力和涡流的形成，从而大大降低了滞留死区的形成，保证脏污介质顺利通过多个孔，减小了流体孔被堵塞的机会。2.5可直接替换孔板其与孔板具有相同的使用方法和外形，因此可以直接进行替换，不需要任何配管的变化和相关仪表的更改，很适合全厂能源计量改造中将孔板改为多孔平衡流量计。2.7流量测量范围宽根据试验结果，我们了解到：多孔平衡流量计的性能，使其流速可以从最小到音速；其最小雷诺数可低于200，最大雷诺数大于107；β（孔径比β=d/D）值可选0.25～0.90。2

6、.8长期稳定性好由于其紊流剪切力的明显减小，大幅度降低了介质与节流件直接的摩擦，其β值长期保持不变，整个仪表无可动部件，因此可以长期保持稳定性。2.9可测高温高压介质与孔板等节流装置一样，工作温度压力取决于管道和法兰的材质和等级，工作温度可达850℃，工作压力可达42MPa。2.10可测复杂工况介质由于其特殊的结构设计，使其具有特殊的性能，它可以进行气液两相，各种混合气体（如瓦斯、沼气、煤气等等）、各种低温气体（如LNG、液氮、液氧、液氩、液氢、液氯、液化乙烯、液化石油气等等）、气液两相介质（如湿气）、浆料、多相水流、震动水流、电磁干扰介质和双向流（因为多孔平衡流量计左右完全对称）。当然多孔平

7、衡流量计在实际应用中依然存在着一些有待解决的问题，与标准孔板相比，多孔平衡流量计是一种非标准化的节流元件；价格相对较高，一次投入较大，多孔平衡流量计与标准孔板性能比较见表1表1多孔平衡流量计与标准孔板流量计性能综合对比多孔平衡流量计标准孔板流量计节流原理多孔孔板节流中心节流测量介质气体、液体、蒸汽气体、液体、蒸汽管径/mm15～300015～1000直管段要求前2D后1D前14D后7D【3】精度等