蒸汽流量計溫壓補償的作用及特點(diǎn)
更新時(shí)間:2024-05-25 瀏覽次數:183
蒸汽流量計計量的溫度壓力自動(dòng)補償(以下簡(jiǎn)稱(chēng)溫壓補償),國內20世紀六七十年代就已開(kāi)展這一工作了,當時(shí)得益于氣動(dòng)、
電動(dòng)單元組合儀表中計算單元的發(fā)展和完善。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展,這一工作更是有了長(cháng)足的進(jìn)步。但其基本的原則及
應用中的一些問(wèn)題并沒(méi)有變,如以下問(wèn)題。
(1)溫壓補償的實(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(zhù)變化,導致蒸汽流量計產(chǎn)生測量誤差。為減少誤差,可以采取溫壓補償
方式來(lái)減少測量誤差。溫壓補償的實(shí)質(zhì)就是被測蒸汽的溫度、壓力與設計時(shí)采用的數值不符時(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)溫壓補償的使用條件
現以用孔板流量計測蒸汽流量為例進(jìn)行說(shuō)明。當被測蒸汽流量的實(shí)際參數(溫度、壓力)與設計的參數不一致時(shí),其流出系數C、
流束線(xiàn)脹系數ε、孔徑d等值都會(huì )改變。但當蒸汽的溫度、壓力波動(dòng)不大,即工況參數偏離設計參數不太多,對測量影響較
小時(shí),采用溫壓補償措施才能達到理想的測量精度。其補償公式大多為經(jīng)驗公式,在流量?jì)x表書(shū)上都有介紹,可直接選用。但當工況參數偏離設計值太多或工況參數波動(dòng)頻繁且太大時(shí),即使有了溫壓補償措施,仍難達到測量精度要求,此時(shí)對于特定的孔板而言,只能重新計算差壓與流量之間的關(guān)系。但目前已可引人較完善的補償、修正措施了,即通過(guò)智能儀表或DCS對流出系數C,流束線(xiàn)脹系數ε、密度ρ進(jìn)行全面修正,但其測量精度取決于算法。要做到全補償還是有一定的難度。
(3)補償措施對兩相流無(wú)能為力
在蒸汽流量計量中,當蒸汽壓力增大時(shí)其密度增加,蒸汽的工況壓力大于設計壓力時(shí)將出現負誤差,否則將出現正誤差。
溫度升高時(shí)其密度減小,即壓力、溫度的變化對蒸汽密度的影響是相反的,其同相變化時(shí)還可以對誤差有所互補。
通常認為過(guò)熱蒸汽在管道中流動(dòng)時(shí)屬于單相流,過(guò)熱蒸汽的密度由蒸汽的溫度、壓力兩個(gè)參數決定,有時(shí)還需要考慮對
線(xiàn)脹系數ε的補償。特別要指出的是在溫度、壓力波動(dòng)范圍較大及保溫效果不好的場(chǎng)合,過(guò)熱蒸汽常會(huì )轉變?yōu)轱柡驼羝?/span>
這時(shí)就又成了氣液兩相流,即使有了補償措施也難于準確測出質(zhì)量流量來(lái)。
飽和蒸汽的溫度是壓力的單值函數,因此可將密度的溫壓補償簡(jiǎn)化為壓力補償。但應看到,設計時(shí)通常都把飽和蒸汽當作
干度X=1,把它作為單相流來(lái)處理,但實(shí)際情況是飽和蒸汽大多數都是濕蒸汽,它的干度X<1,此時(shí)飽和蒸汽在管道中流
動(dòng)時(shí)屬于兩相流體,就是有了壓力補償措施也難以準確測出質(zhì)量流量來(lái)。
(4)溫壓補償要從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)
采用溫壓補償要綜合考慮,如計量要求、流量計用途、溫度、壓力變送器的成本等因素。對于計量用的一定要采用溫壓補
償措施,并應選好、選對經(jīng)驗公式及配套的溫度、壓力變送器的精度,并進(jìn)行正確、合理、認真地設置和調校。對于作顯
示用的儀表,應從生產(chǎn)要求的實(shí)際出發(fā),該補償的就要補償,不用和不能補償的場(chǎng)合就不補償。該補償的場(chǎng)合不采取補償
措施是不對的,但夸大溫壓補償的作用也是不妥的。對于被測蒸汽流量的實(shí)際參數(溫度、壓力)與設計的參數相差不大時(shí),
可用下式進(jìn)行密度修正。
(5)正確對待teshu倩況
有的廠(chǎng)商夸大了溫壓補償的作用,用工藝參數的teshu情況來(lái)說(shuō)明誤差。對于用戶(hù)而言,一定要對實(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。否則單靠溫壓補償仍難達到測量精度要求。自控人員應建議工藝人員查找工況參數波動(dòng)大及波
動(dòng)頻繁的原因,從工藝或設備上進(jìn)行改進(jìn)才是上策。假設某流程生產(chǎn)、設計要求蒸汽壓力為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300℃,這樣的供汽質(zhì)量,后工序能正常生產(chǎn)嗎?這時(shí)應該從生產(chǎn)管理
或設備上找原因,并解決問(wèn)題才行,因為這也超出了計量的范疇,工藝參數大大偏離了設計值,僅依靠溫壓補償顯然是不
行的,再者,連后工序的生產(chǎn)都難以保證了,計量也沒(méi)有什么實(shí)際意義了。
(6)要避免出現新的誤差
采用溫壓補償時(shí)都要用到壓力變送器,這時(shí)應考慮:大氣壓及液柱靜壓力的影響,以免出現新的誤差。分述如下。
大氣壓力引起的誤差,由于溫壓補償的經(jīng)驗公式中,都包含有蒸汽絕對壓力這一參數,而一般做法是用壓力變送器,
把檢測出來(lái)的蒸汽表壓力加上當地大氣壓來(lái)表示絕對壓力,因此在建立數學(xué)模型時(shí),應根據當地大氣壓來(lái)計算,不能不加
區別采用近似等于0.1MPa來(lái)代替大氣壓,尤其是海拔較高的地區及所測蒸汽壓力較低時(shí),更應引起注意。如果選用絕對壓
力變送器則不會(huì )產(chǎn)生上述影響。
液柱靜壓力引起的誤差,由于各種壓力變送器的取壓口與變送器本體大多不可能處于同一高度,因此冷凝水的靜壓力對變
送器的輸出會(huì )造成影響,而產(chǎn)生附加誤差。取壓口與變送器的垂直距離越大則影響越大,這一影響對普通壓力變送器、
絕對壓力變送器都存在影響。這時(shí)可采取零點(diǎn)遷移和加修正值的方法來(lái)調整壓力變送器,以消除影響。
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