测量蒸汽流量时为什么要进行温度或压力补偿①?
按照测量原理来说,我们的流量计实际上只能测量当前工况下流体流过的体积,
所以这个情况对我们不适用。我们实际上使用的时候,是想测量流过多少质量的流体。
而蒸汽在不同的压力和温度下,密度变化很大,所以就要在测量蒸汽流过多少体积的同时要测量压力和温度。只有时刻了解蒸汽的密度才可以准确测量出蒸汽的质量。
所谓补偿,就是根据流体的温度和压力数据来计算出流体的密度,从而根据测量出来的流体体积,计算出流体质量。
至于水蒸汽的补偿,如果水蒸汽是饱和蒸汽就要进行压力或者温度补偿(温度补偿和压力补偿各选其一)。
如果是过热蒸汽则要进行温压补偿(温度补偿和压力补偿同时进行)。
注意一点,在水蒸汽的分类中,饱和蒸汽和过热蒸汽,千万不能弄错,
因为饱和蒸汽的密度是高于过热蒸汽的,在仪表的选择和设置时一定要注意。一旦在这个地方搞错,
会造成严重的经济损失。当然也有一些仪表,不必区分水蒸汽是饱和蒸汽还是过热蒸汽,
因为它们除了接测量流量的装置外,同时也接有测量温度和压力的装置。
1、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,可以采取温压补偿方式来减少测量误差。温压补偿的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。
2、温压补偿的前提
现引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,
其流出系数C、流束线胀系数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,即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对流出系数C,流束线胀系数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。
3、补偿措施对两相流无能为力
在蒸汽流量计量中,当蒸汽压力增大时其密度增加,
蒸汽的工况压力大于设计压力时将出现负误差,
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,
有时还需要考虑对线胀系数的补偿。
特别要指出的是在温度、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,
这时就又成了气液两相流,即使有了补偿措施也难于准确测出质量流量来。
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简化为压力补偿。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
此时饱和蒸汽在管道中流动时属于两相流体,就是有了压力补偿措施也难以准确测出质量流量来。
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