技術(shù)文章
儀器儀表行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的突破離不開各個儀器儀表廠家的支持和努力。常州市良邦儀器儀表有限公司作為國內(nèi)流量儀表廠家,十多年來我們努力學習儀表領(lǐng)域的新技術(shù),引進專業(yè)標定設(shè)備,研發(fā)設(shè)計產(chǎn)品尺寸和非標參數(shù),專注流量儀表行業(yè)多年,積累豐富經(jīng)驗,滿足各類客戶的需求。
在石油、化工、冶金等行業(yè)里,對于飽和蒸汽的流量測量是較為常見的,而飽和蒸汽的補償問題也是很普遍的,所以我們就飽和蒸汽補償方法的選擇做一個簡單的分析,希望對在工作中遇到此類問題的朋友們有所幫助。測量飽和蒸汽常用的流量計有智能補償型渦街流量計、孔板流量計、氣體V型錐流量計等等。
一、查表法求取密度的一致性
飽和蒸汽采用溫度補償和壓力補償,在本質(zhì)上是一樣的。其原因在于飽和狀態(tài)的蒸汽,其壓力和溫度之間呈單值函數(shù)關(guān)系,從蒸汽溫度查出的密度同與此溫度對應(yīng)的壓力查出的密度是一致的。因此,采用溫度補償和壓力補償在原理上都是可行的。
二、補償度的差異
采用溫度補償和壓力補償分別能得到多少補償度,不僅同溫度傳感器和壓力變送器的準確度有關(guān),而且同流量計類型、具體測量對象的工況和壓力變送器的量程選擇有關(guān)??傮w來說測溫對補償度影響較大,具體分析如下。
1、溫度傳感器度等級的考慮。
測溫誤差同溫度傳感器的度等級和被測溫度數(shù)值有關(guān),例如壓力為0.7Mpa的飽和蒸汽,用*鉑熱電阻測溫,其誤差限為±0.49℃,如果用此測量結(jié)果查蒸汽密度表,以進行補償,則流量補償不確定度約為±0.56%R(差壓式流量計)到±1.11%R(渦街流量計)。而若用B級鉑熱電阻測溫,其誤差限就增為±1.15℃,則流量補償不確定就增為±1.31%R(差壓式流量計)到±2.61%R(渦街流量計)。顯然,B級鉑熱電阻用于此類用途可能引起的誤差是可觀的,所以一般不宜采用。這里僅就不同度等級的測溫元件作相對比較。當然,這里所說的誤差還僅為測溫元件這一環(huán)節(jié),至于流量測量系統(tǒng)的不確定度,還須計入流量二次表、流量傳感器、流量變送器等的影響。
2、測溫誤差對流量測量結(jié)果的影響。
溫度測量誤差同流量測量結(jié)果的關(guān)系,對于過熱蒸汽來說影響并不大,例如溫度為250℃的過熱蒸汽,若測溫誤差為1℃,在作溫度補償時引起流量測量結(jié)果不確定度約為0.096%R(差壓式流量)到0.19%R(渦街流量計)。影響較大的是溫度信號用于飽和蒸汽流量測量中的補償,例如壓力為0.7Mpa的飽和蒸汽,其平衡溫度為170.5℃,對應(yīng)密度為4.132kg/m3,如果測溫誤差為-1℃,并據(jù)此查飽和蒸汽密度表,則查得密度為4.038kg/m3,引起流量測量誤差約為-1.14℃(差壓式流量計)到-2.27%R(渦街流量計)。
3、壓力變送器度等級、測壓誤差及其影響。
壓力測量誤差同壓力變送器的度等級和量程有關(guān),例如,選用0.2級度、0~1Mpa測量范圍的壓力變送器測量0.7MPa飽和蒸汽壓力,其誤差限為±2kPa。如果用此結(jié)果查蒸汽密度表,以進行補償,則此誤差限引起的流量補償不確定度約為±0.13%R(差壓式流量計)到±0.25%R(渦街流量計)。顯然,壓力補償能得到的補償度比溫度補償高。
那么測量飽和蒸汽時流量計成本的差異
從節(jié)約投資和減少安裝工作量的角度考慮,因為一支鉑熱電阻的價格只及壓力變送器的幾十分之到幾分之一,所以采用溫度補償較經(jīng)濟。
四、具體實施時的困難
1、上面所述的兩種補償方法都是可行的這一觀點,僅僅是從原理上所作的討論,在具體實施時還會出現(xiàn)其他問題。
由于相變而進入過熱狀態(tài)。對于飽和蒸汽,以較高的流速流過渦街流量計時,由于壓損引起的絕熱膨脹往往使蒸汽進入過熱狀態(tài),這時仍舊將它看作飽和蒸汽,并根據(jù)蒸汽溫度去查飽和蒸汽密度表,得到的數(shù)值明顯偏高。
2、安裝困難。
用來測量飽和蒸汽質(zhì)量流量的差壓式流量計,若選擇溫度補償,常因測溫套管距節(jié)流件太近而對流動狀態(tài)造成干擾或根本就無法安裝到理想部位而修改方案。
由于上述種種原因,使得在測量飽和蒸汽質(zhì)量流量時,僅僅測量溫度,并據(jù)此查密度表,進而計算質(zhì)量流量,在實踐中應(yīng)用的并不多。