孔板蒸汽流量计温压补偿-如何测量蒸汽
发布时间：2021-02-23 09:21:41
孔板蒸汽流量计是将标准孔板与多参数差压变送器(或差压变送器、温度变送器及压力变送器)配套组成的高量程比差压流量装置，可测量气体、蒸汽、液体及引的流量，广泛应用于石油、化工、冶金、电力、供热、供水等领域的过程控制和测量。蒸汽流量测量温压补偿的一些问题，这是一个老话新题，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。
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。
2．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。
3．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。
4．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、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。
5．正确对待极端情况
有的厂商夸大温压补偿的作用，举工艺参数的极端情况来说明误差。对于用户而言，一定要对实际工况波动频繁及波动很大的场合持慎重态度。否则单靠温压补偿仍难达到测量精度要求。自控人员应建议工艺人员查找工况参数波动大及波动频繁的原因，从工艺或设备上进行改进才是上策。假设某流程生产，设计要求蒸汽压力为1.2MPa。温度为220℃向后工段供汽。但供汽压力经常只有0.5MPa，而温度却到500℃，这样的供汽质量，后工序能正常生产吗?这时应该从生产管理或设备上找找原因，并解决问题才行，因为这也超出了计量的范畴，工艺参数大大偏离了设计值，仅靠温压补偿显然是不行的，再者，连后工序的生产都难得保证了，计量也没有什么实际意义了!
6．测量误差的计算差别
当实际工况的温度、压力发生变化，蒸汽的密度将偏离设计值，即流量仪表示值将产生误差，对于误差可进行计算。
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