孔板蒸汽流量計(jì)溫壓補(bǔ)償-如何測(cè)量蒸汽
發(fā)布時(shí)間：2021-02-23 09:21:41
孔板蒸汽流量計(jì)是將標(biāo)準(zhǔn)孔板與多參數(shù)差壓變送器(或差壓變送器、溫度變送器及壓力變送器)配套組成的高量程比差壓流量裝置，可測(cè)量氣體、蒸汽、液體及引的流量，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、供熱、供水等領(lǐng)域的過程控制和測(cè)量。蒸汽流量測(cè)量溫壓補(bǔ)償?shù)囊恍﹩栴}，這是一個(gè)老話新題，蒸汽流量測(cè)量的溫壓自動(dòng)補(bǔ)償，國內(nèi)六七十年代就已開展這方面的工作了，當(dāng)時(shí)得益于氣動(dòng)、電動(dòng)單元組合儀表中計(jì)算單元的發(fā)展和完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這一工作更是有了長足的進(jìn)步。
1．溫壓補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)
蒸汽的溫度和壓力改變時(shí)，蒸汽的密度就會(huì)跟著變化，導(dǎo)致蒸汽流量計(jì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。為減少誤差，可采取溫壓補(bǔ)償方式來減少測(cè)量誤差。所謂溫壓補(bǔ)償實(shí)質(zhì)就是被測(cè)蒸汽的溫度、壓力與設(shè)計(jì)時(shí)采用的數(shù)值不符時(shí),而采取的蒸汽密度修正措施。密度修正措施既可人工進(jìn)行，也可用儀表或DCS自動(dòng)進(jìn)行。
2．溫壓補(bǔ)償?shù)那疤?br />
本文僅以用孔板測(cè)蒸汽流量為例進(jìn)行說明。當(dāng)被測(cè)蒸汽流量的實(shí)際參數(shù)(溫度、壓力)與設(shè)計(jì)的參數(shù)不一致時(shí)，其流量系數(shù)α、流束膨脹系數(shù)ε、孔徑d等值都會(huì)改變。但當(dāng)蒸汽的溫度、壓力波動(dòng)不大，即工況參數(shù)偏離設(shè)計(jì)參數(shù)不太多，對(duì)測(cè)量影響較小時(shí),采用溫壓補(bǔ)償措施才能達(dá)到理想的測(cè)量精度。其補(bǔ)償公式大多為經(jīng)驗(yàn)公式，在流量?jī)x表書上都有介紹，可直接選用。但當(dāng)工況參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值太多.或工況參數(shù)波動(dòng)頻繁且太大時(shí)，既使有了溫壓補(bǔ)償措施，仍難達(dá)到測(cè)量精度要求，此時(shí)對(duì)于特定的孔板而言，只能重新計(jì)算差壓與流量之間的關(guān)系。但目前已可引入較完善的補(bǔ)償、修正措施了，即通過智能儀表或DCS對(duì)流量系數(shù)α、流束膨脹系數(shù)ε、密度ρ進(jìn)行全面修正，但其測(cè)量精度取決于算法。要做到全補(bǔ)償還是有一定的難度。
3．認(rèn)識(shí)蒸汽的特性
在蒸汽流量測(cè)量中，當(dāng)蒸汽壓力增大時(shí)其密度增加，蒸汽壓力P實(shí)＞P設(shè)將出現(xiàn)負(fù)誤差，否則將出現(xiàn)正誤差。溫度升高時(shí)其密度減小，即壓力、溫度的變化對(duì)蒸汽密度的影響是相反的，其同相變化時(shí)還可以對(duì)誤差有所互補(bǔ)。
通常認(rèn)為過熱蒸汽在管道中流動(dòng)時(shí)屬于單相流,過熱蒸汽的密度由蒸汽的溫度、壓力兩個(gè)參數(shù)決定，有時(shí)還需要考慮對(duì)膨脹系數(shù)ε的補(bǔ)償。特別要指出的是過熱蒸汽在溫度、壓力波動(dòng)范圍較大及保溫效果不好的場(chǎng)合，過熱蒸汽常會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝?，這時(shí)就又成了氣液二相流，即使有了補(bǔ)償措施也難于準(zhǔn)確的測(cè)出質(zhì)量流量來。
飽和蒸汽的溫度是壓力的單值函數(shù)，因此可將密度的溫壓補(bǔ)償減化為壓力補(bǔ)償。但應(yīng)看到，設(shè)計(jì)時(shí)通常都把飽和蒸汽當(dāng)作干度X=1，把它作為單相流來處理，但實(shí)際情況是飽和蒸汽大多數(shù)都是濕蒸汽，它的干度X＜1，此時(shí)飽和蒸汽在管道中流動(dòng)時(shí)屬于雙相流體，就是有了壓力補(bǔ)償措施也難于準(zhǔn)確的測(cè)出質(zhì)量流量來。
4．溫壓補(bǔ)償要從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)
采用溫壓補(bǔ)償要綜合考慮，如:計(jì)量要求、流量計(jì)用途、溫度、壓力變送器的成本等因素。
對(duì)于計(jì)量用的則一定要采用溫壓補(bǔ)償措施，并應(yīng)選好、選對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式及配套的溫度、壓力變送器的精度，并進(jìn)行正確、合理、認(rèn)真的設(shè)置和調(diào)校。對(duì)于作顯示用的儀表，應(yīng)從生產(chǎn)要求的實(shí)際出發(fā)，該補(bǔ)償?shù)木鸵a(bǔ)償，不用和不能補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合就不補(bǔ)償。該補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合不采取補(bǔ)償措施是不對(duì)的，但夸大溫壓補(bǔ)償?shù)淖饔靡彩遣煌椎摹?br />
5．正確對(duì)待極端情況
有的廠商夸大溫壓補(bǔ)償?shù)淖饔茫e工藝參數(shù)的極端情況來說明誤差。對(duì)于用戶而言，一定要對(duì)實(shí)際工況波動(dòng)頻繁及波動(dòng)很大的場(chǎng)合持慎重態(tài)度。否則單靠溫壓補(bǔ)償仍難達(dá)到測(cè)量精度要求。自控人員應(yīng)建議工藝人員查找工況參數(shù)波動(dòng)大及波動(dòng)頻繁的原因，從工藝或設(shè)備上進(jìn)行改進(jìn)才是上策。假設(shè)某流程生產(chǎn)，設(shè)計(jì)要求蒸汽壓力為1.2MPa。溫度為220℃向后工段供汽。但供汽壓力經(jīng)常只有0.5MPa，而溫度卻到500℃，這樣的供汽質(zhì)量，后工序能正常生產(chǎn)嗎?這時(shí)應(yīng)該從生產(chǎn)管理或設(shè)備上找找原因，并解決問題才行，因?yàn)檫@也超出了計(jì)量的范疇，工藝參數(shù)大大偏離了設(shè)計(jì)值，僅靠溫壓補(bǔ)償顯然是不行的，再者，連后工序的生產(chǎn)都難得保證了，計(jì)量也沒有什么實(shí)際意義了!
6．測(cè)量誤差的計(jì)算差別
當(dāng)實(shí)際工況的溫度、壓力發(fā)生變化，蒸汽的密度將偏離設(shè)計(jì)值，即流量?jī)x表示值將產(chǎn)生誤差，對(duì)于誤差可進(jìn)行計(jì)算。
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