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(gè)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(guó)內(nèi)流量?jī)x表廠家,十多年來我們努力學(xué)習(xí)儀表領(lǐng)域的新技術(shù),引進(jìn)專業(yè)標(biāo)定設(shè)備,研發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸和非標(biāo)參數(shù),專注流量?jī)x表行業(yè)多年,積累豐富經(jīng)驗(yàn),滿足各類客戶的需求。
在石油、化工、冶金等行業(yè)里,對(duì)于飽和蒸汽的流量測(cè)量是較為常見的,而飽和蒸汽的補(bǔ)償問題也是很普遍的,所以我們就飽和蒸汽補(bǔ)償方法的選擇做一個(gè)簡(jiǎn)單的分析,希望對(duì)在工作中遇到此類問題的朋友們有所幫助。測(cè)量飽和蒸汽常用的流量計(jì)有智能補(bǔ)償型渦街流量計(jì)、孔板流量計(jì)、氣體V型錐流量計(jì)等等。
一、查表法求取密度的一致性
飽和蒸汽采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)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(duì)應(yīng)的壓力查出的密度是一致的。因此,采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償在原理上都是可行的。
二、補(bǔ)償度的差異
采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償分別能得到多少補(bǔ)償度,不僅同溫度傳感器和壓力變送器的準(zhǔn)確度有關(guān),而且同流量計(jì)類型、具體測(cè)量對(duì)象的工況和壓力變送器的量程選擇有關(guān)。總體來說測(cè)溫對(duì)補(bǔ)償度影響較大,具體分析如下。
1、溫度傳感器度等級(jí)的考慮。
測(cè)溫誤差同溫度傳感器的度等級(jí)和被測(cè)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(cè)溫,其誤差限為±0.49℃,如果用此測(cè)量結(jié)果查蒸汽密度表,以進(jìn)行補(bǔ)償,則流量補(bǔ)償不確定度約為±0.56%R(差壓式流量計(jì))到±1.11%R(渦街流量計(jì))。而若用B級(jí)鉑熱電阻測(cè)溫,其誤差限就增為±1.15℃,則流量補(bǔ)償不確定就增為±1.31%R(差壓式流量計(jì))到±2.61%R(渦街流量計(jì))。顯然,B級(jí)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(jí)的測(cè)溫元件作相對(duì)比較。當(dāng)然,這里所說的誤差還僅為測(cè)溫元件這一環(huán)節(jié),至于流量測(cè)量系統(tǒng)的不確定度,還須計(jì)入流量二次表、流量傳感器、流量變送器等的影響。
2、測(cè)溫誤差對(duì)流量測(cè)量結(jié)果的影響。
溫度測(cè)量誤差同流量測(cè)量結(jié)果的關(guān)系,對(duì)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(cè)溫誤差為1℃,在作溫度補(bǔ)償時(shí)引起流量測(cè)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(jì))。影響較大的是溫度信號(hào)用于飽和蒸汽流量測(cè)量中的補(bǔ)償,例如壓力為0.7Mpa的飽和蒸汽,其平衡溫度為170.5℃,對(duì)應(yīng)密度為4.132kg/m3,如果測(cè)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(cè)量誤差約為-1.14℃(差壓式流量計(jì))到-2.27%R(渦街流量計(jì))。
3、壓力變送器度等級(jí)、測(cè)壓誤差及其影響。
壓力測(cè)量誤差同壓力變送器的度等級(jí)和量程有關(guān),例如,選用0.2級(jí)度、0~1Mpa測(cè)量范圍的壓力變送器測(cè)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(jìn)行補(bǔ)償,則此誤差限引起的流量補(bǔ)償不確定度約為±0.13%R(差壓式流量計(jì))到±0.25%R(渦街流量計(jì))。顯然,壓力補(bǔ)償能得到的補(bǔ)償度比溫度補(bǔ)償高。
那么測(cè)量飽和蒸汽時(shí)流量計(jì)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?yàn)橐恢?/span>鉑熱電阻的價(jià)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(bǔ)償較經(jīng)濟(jì)。
四、具體實(shí)施時(shí)的困難
1、上面所述的兩種補(bǔ)償方法都是可行的這一觀點(diǎn),僅僅是從原理上所作的討論,在具體實(shí)施時(shí)還會(huì)出現(xiàn)其他問題。
由于相變而進(jìn)入過熱狀態(tài)。對(duì)于飽和蒸汽,以較高的流速流過渦街流量計(jì)時(shí),由于壓損引起的絕熱膨脹往往使蒸汽進(jìn)入過熱狀態(tài),這時(shí)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(cè)量飽和蒸汽質(zhì)量流量的差壓式流量計(jì),若選擇溫度補(bǔ)償,常因測(cè)溫套管距節(jié)流件太近而對(duì)流動(dòng)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(cè)量飽和蒸汽質(zhì)量流量時(shí),僅僅測(cè)量溫度,并據(jù)此查密度表,進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量流量,在實(shí)踐中應(yīng)用的并不多。