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蒸汽流量计测量各种介质温度压力补偿问题

发布时间:2017-11-21
 

1、蒸汽流量计概述
蒸汽流量计测量是企业中量大面广的测量任务。在气体流量测量中进行温压补偿,也已经是老的话题了,但是,越讨论认识越深化,越能启发人们去开发价格低、精度高、功能强的仪表,越能启发自动化专业人员选好仪表用好仪表。
测量中的温压补偿的目的,是在气体的工况偏离设计工况时,将一般气体的密度对测量结果的影响予以修正。因为天然气是处于气体状态,在其温度、压力变化时,其密度有很大的变化,如果不进行补偿,引起的误差是很大的。例如设计压力为1MPa(表压),当压力下跌到0.8MPa时,密度下降到设计值的82%,若不进行温压补偿,对差压式流量计的影响是使示值升高10.4%,而对涡街流量计的影响是使示值升高21.9%。显然,对温度、压力变化的流量测量对象,除直接法质量流量计外,必须进行温压补偿。
2、蒸汽流量计的温度、压力补偿问题探讨
蒸汽流量计与流体密度无关,在测流量时,考虑气体或蒸汽温度、压力变化对密度的影响,需不需要进行密度、温度压力补偿,从以下几个方面进行探讨。
(1)测量介质为液体,且流量以质量流量表示。
由于测液体流量时,流量指示一般为质量或重量流量,蒸汽流量计由蒸汽频率→流速→体流量×密度 质量流量,当指示值以质量流量表示时,刻度系数中包含密度的因素,所以密度变化对指示值有影响,必须进行密度修正。
(2)测量介质为气体,且以标准状态下体积表示。
气体流量一般习惯均以标准状态下体积表示,刻度为Nm3/h,但工作时由蒸汽频率→流速→工作状态体积再折算成标准状态下体积。作为一台蒸汽流量计,一旦折算系数确定了,那么流体只有处在一个工作压力、温度下流量指示值才准确,这个温度就是设计温度,这个压力就是设计压力。
一旦工作条件偏离了设计值也会带来误差,所以必须考虑温度、压力补偿,但不考虑密度补偿。
(3)测量介质为气体,且以质量流量表示。
对蒸汽流量计,由蒸汽频率→流速→工作状态体积流量→设计状态体积流量→标准状态体积流量,再乘以标准状态下气体的密度而得到质量流量。
显然,以质量流量表示的蒸汽流量计,必须进行气体组成变化带来的密度变化的修正,同时工况变化,又增加一个由工作状态折算到设计状态的折算系数。这个折算系数是动态的,也就是温度、压力补偿问题。
经过以上分析得出以下结论:
(1)无论测气体或液体,若流量以工作状态体积流量表示时,没有密度及温度、压力补偿问题。
(2)无论测气体、蒸汽或液体流量,以质量流量表示时,液体一般温度变化范围大,流体密度变化均需进行密度修正,对气体、过热蒸汽还需进行温度、压力补偿。
(3)以标准体积流量表示时,流量计必须进行温度、压力补偿,无需进行气体密度补偿。
3、蒸汽流量计测量介质为气体时,温度、压力补偿公式
从以上讨论中可以看出,当测量介质为气体,且以质量流量表示时,必须考虑温度、压力及密度的修正,下面分两种情况进行推导:
(1)原流量计不是本厂提供使用条件而由仪表厂提供的专用流量计,则它的指示只是工作状态下的体积流量,此时流量公式为:
(2)该蒸汽流量计是按厂方提供的工作条件,由仪表厂依条件配套供货且流量以kg/h表示时,则:
以上是对蒸汽流量计温度、压力补偿的初步探讨,在实际工作中应用以上两种蒸汽流量计温度、压力补偿公式,可以使蒸汽流量计计量更加准确,为企业成本核算提供了可靠的计量数据。