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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。

涡街流量计法兰连接 (1).JPG

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。

涡街流量计 高温 法兰连接 (2).JPG

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。

涡街流量计法兰连接 (3).JPG

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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