催化裂化是我国石油化工二次加工的核心装置，在炼厂中，其加工能力占一次加工能力的比例一般在30%以上。催化裂化实现工业化已经有60多年的历史，作为重油加工的主要手段，其加工量在我国二次加工中居首位，是目前最重要的重油轻质化工艺。虽然曾多次受到其他二次加工工艺的竞争和清洁燃料标准的挑战，但由于催化裂化技术的不断进步，各种以催化裂化技术为核心的催化裂化“家族工艺”的不断出现，已经将催化裂化转变为“炼油－化工一体化”的桥梁装置，催化裂化依然保持了其在石油化工行业中的重要地位。

1测量对象分析

随着催化裂化工艺技术的不断进步，它对自控技术也提出了较高的要求，选用合适的测量仪表，是保证催化裂化工艺技术不断进步的首要条件，本作者通过对宝塔石化两套催化裂化装置工艺专业提供的原始数据见表2。

表2中的测量介质为气体或蒸汽，分析表2中的数据可以得知，所罗列的原始数据的量程比都超出了标准孔板3:1的范围，有的甚至到达了10:1，因此在设计中选择平衡流量计。根据平衡流量计的特点，选取蒸汽介质作为测量对象最为合适

2平衡流量计测量蒸汽

在石化企业中，蒸汽作为一种重要的能源被广泛的应用，在催化裂化装置中，包括反应-再生、分馏、吸收稳定(含气压机)、主风机-烟机系统、余热锅炉、余热回收站中都大量的使用蒸汽。随着企业成本核算的深入，淘汰落后产能企业政策的落实，企业内部对能源的节约日益重视，而在催化裂化装置中蒸汽在能源费用中占据较大的比例，故要求对蒸汽进行准确计量是很有必要的。

蒸汽的流体特征、生产工艺情况、现场安装条件、后续维护要求及流量仪表的性能，是蒸汽计量的五个重要因素。结合本文对平衡流量计的介绍，平衡流量计是非常适合用于蒸汽流量测量。

3同等工艺条件下与标准孔板测量蒸汽流量的比较

重油催化裂化装置中仪表位号为FE21105的流量计用于测量进入催化反应器的原料油雾化蒸汽工艺参数见表3

 

依据表3中的原料油雾化蒸汽工艺参数，通过洛阳工程公司的孔板计算软件计算出标准锐孔板仪表数据；通过融神威自动化公司平衡流量计软件计算出平衡流量计的仪表数据，两者数据对比见表4。

 

由表4可知，选用平衡流量计前后直管段可节省3.8m管径为DN200的管道，压力损失可减少

3.4 测量蒸汽的节能分析

节流装置作为一种测量仪表，其节流型压损大，长期运行耗能大，费用高;长期运行中孔板几何尺寸变化，锐角变钝，甚至有的孔板在开停车过程中，由于蒸汽管道中易存冷凝水，开停蒸汽管道过程中产生水垂，致使孔板变形，甚至变成喇叭口。所有这些都说明，孔板差压式蒸汽流量计很难保证其原设计测量精度；介质输送成本是介质输送过程中消耗的能量，主要测量元件造成的永久压力损失为标志，就液体等重介质而言，输送成本是很大的开支，主要体现在泵消耗的电能。因此选择一款精度高、稳定性好、压损小、价格实惠的仪表是提高仪表选型的一个很重要的原则。

由表3可知，一台DN200的标准锐孔板节流装置测量进入催化反应器总管1.0MPa原料油雾化蒸汽，质量流量为5175kg/h，差压值为10kPa，永久压损为7137Pa；而一台DN200的平衡流量计测量进入催化反应器总管1.0MPa原料油雾化蒸汽，差压值为4.26kPa，永久压损为5780Pa，计算节省耗能费用如下

q_v=5175÷(4.21×3600)=0.3414(m³/s) ；

ΔP =7173-578=6559(Pa)；

W=(ΔP× q_v)÷ η=(6559×0.3414)÷0.8=2799.05(W)

式中W——能耗值，W；q_v——介质体积流量，m³/s；ΔP——永久压损值，Pa;

η­——电机和泵的效率，工业上一般取0.8。

每年多耗能费用=(W/1000)×(运行时速/年)×(元/千瓦·小时)

= (2799.05/1000)×8400×0.639=15.024(万元/年)

         根据上述计算结果和2010年平衡流量计的市场价格(DN200平衡流量计为1.25万元)可知，重油催化裂化装置中用于测量进入催化反应器的原料油雾化蒸汽，若安装平衡流量计运行一个月就可以回收DN200平衡流量计的投资成本。