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涡街流量计测量蒸汽温压补偿的原则性及应用问题

2019-08-15    

 涡街流量计
蒸汽流量测量的温压自动补偿,国内六七十年代就已开展这方面的工作了,当时得益于气动、电动单元组合仪表中计算单元的发展和完善。随着计算机技术的发展,这一工作更是有了长足的进步。但其基本的原则及应用中的一些问题并没有变,如以下问题:
温压补偿的实质
  蒸汽的温度和压力改变时,蒸汽的密度就会跟着变化,导致蒸汽流量计产生测量误差。为减少误差,可采取温压补偿方式来减少测量误差。所谓温压补偿实质就是被测蒸汽的温度、压力与设计时采用的数值不符时,而采取的蒸汽密度修正措施。密度修正措施既可人工进行,也可用仪表或DCS自动进行。
温压补偿的前提
  本文仅以用孔板测蒸汽流量为例进行说明。当被测蒸汽流量的实际参数(温度、压力)与设计的参数不一致时,其流量系数α、流束膨胀系数ε、孔径d等值都会改变。但当蒸汽的温度、压力波动不大,即工况参数偏离设计参数不太多,对测量影响较小时,采用温压补偿措施才能达到理想的测量精度。其补偿公式大多为经验公式,在流量仪表书上都有介绍,可直接选用。但当工况参数偏离设计值太多.或工况参数波动频繁且太大时,既使有了温压补偿措施,仍难达到测量精度要求,此时对于特定的孔板而言,只能重新计算差压与流量之间的关系。但目前已可引入较完善的补偿、修正措施了,即通过智能仪表或DCS对流量系数α、流束膨胀系数ε、密度ρ进行全面修正,但其测量精度取决于算法。要做到全补偿还是有一定的难度。
认识蒸汽的特性
  在蒸汽流量测量中,当蒸汽压力增大时其密度增加,蒸汽压力P实>P设将出现负误差,否则将出现正误差。温度升高时其密度减小,即压力、温度的变化对蒸汽密度的影响是相反的,其同相变化时还可以对误差有所互补。
  通常认为过热蒸汽在管道中流动时属于单相流,过热蒸汽的密度由蒸汽的温度、压力两个参数决定,有时还需要考虑对膨胀系数ε的补偿。特别要指出的是过热蒸汽在温度、压力波动范围较大及保温效果不好的场合,过热蒸汽常会转变为饱和蒸汽,这时就又成了气液二相流,即使有了补偿措施也难于准确的测出质量流量来。
  饱和蒸汽的温度是压力的单值函数,因此可将密度的温压补偿减化为压力补偿。但应看到,设计时通常都把饱和蒸汽当作干度X=1,把它作为单相流来处理,但实际情况是饱和蒸汽大多数都是湿蒸汽,它的干度X<1,此时饱和蒸汽在管道中流动时属于双相流体,就是有了压力补偿措施也难于准确的测出质量流量来。
温压补偿要从生产实际出发
  采用温压补偿要综合考虑,如:计量要求、涡街流量计用途、温度、压力变送器的成本等因素。对于计量用的则一定要采用温压补偿措施,并应选好、选对经验公式及配套的温度、压力变送器的精度,并进行正确、合理、认真的设置和调校。对于作显示用的仪表,应从生产要求的实际出发,该补偿的就要补偿,不用和不能补偿的场合就不补偿。该补偿的场合不采取补偿措施是不对的,但夸大温压补偿的作用也是不妥的。对于被测蒸汽流量的实际参数(温度、压力)与设计的参数相差不大时,可用下式进行密度修正。