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温度压力补偿涡街流量计在测量蒸汽流量的应用

摘要:本文从涡街流量计温度压力补偿的原理入手,深入分析了温度压力补偿涡街流量计在测量蒸汽流量时需要注意的相关事项,以期通过该种方式提升我国蒸汽流量测量的准确定,发挥温度压力补偿在测量蒸汽流量时的作用。
我国蒸汽输出是由国家电力部门统一分配的。因此,在各个分用户使用的过程中需要对其蒸汽的使用流量进行测量,从而完成蒸汽流量的整体统计和收费。因此,蒸汽流量测量的准确性关系到输出者与使用者双方的利益。针对当前我国蒸汽流量测量中的温度压力补偿计算法进行深入分析,能够为蒸汽流量测量实际工程应用提供参考价值。
1、温度压力补偿原理
温度压力补偿涡街流量计在蒸汽流量测量装置中主要是通过节流装置、差压变送器、温压补偿装置等组成的,其具有记录、链接、调节的作用。根据标准节流件的技术要求和实验数据要求,在其蒸汽测量的过程中还需要具备压力温度传感器,从而实现对蒸汽流量测量的温压补偿。管道内液体流动的过程中具有动能和静能,因此在一定条件下两种能量会实现能量形式的相互转换,而在此过程中能量的总和是不变的。根据质量守恒、能量守恒等原理确定能量转换关系的公式为:
根据流体连续性方程判定为:
由于管道内部流动液体为不可压缩液体,因此其p1=p2=p,根据流体定义确定质量流量与差压的关系是为:
进一步根据流量与差压间的理论公式,按照理想流体在节流中产生的压力损失为零,引入流出修正系数为C,则=CE,则得出不可压缩液体质量流量与差压的关系是为:
考虑可压缩液体在节流件中流动实践较短,与外界无热交换,引入流体膨胀校正系数ε,确定可压缩液体质量流量与差压的关系是为:
温度补偿原理中如果节流装置的相对性能较好,节流件自身的参数对内部液体介质的流量无影响,其不同介质在不同工作情况下的流量关系则为:
根据P1=p2=p和公式(1)能够进一步对公式(6)进行转换,最终得到:
根设计工程情况介质质量流量M1与实际工程情况介质质量流量M2压力补偿修正管理与工作过程中的温度压力相关。因此,在测量蒸汽流量时利用温度压力补偿能够准确的确定蒸汽流量,实现蒸汽流量的测量。
2、温度压力补偿涡街流量计在测量蒸汽流量时的应用
温度压力补偿在实际测量蒸汽流量的过程中根据蒸汽流量温压补偿计算模块有专业的工程技术人员实现对相关数据的设置、回路的链接,详见图1。
根据图1中能够看出在实际工程现场应用温度压力补偿计算的过程中根据管道内介质的流量(FT)、压力(PT)、温度(TE)的各项测量信号进行计算,并且根据模块内设计压力与设计温度进行对比计算,最终输出补偿后的介质流量。温度压力补偿涡街流量计在测量蒸汽流量时的应用过程中能够在电脑屏幕上直接的显示管道内部介质的瞬时流量,其精确度和准确性相对较高。因此,被广泛应用于蒸汽测量中。
3、温度压力补偿涡街流量计在测量蒸汽流量时的注意事项
3.1避免补偿后再次出现误差。
温度压力补偿涡街流量计在测量蒸汽流量中的应用本身就是为了减少测量误差,如果在应用过后再次产生测量误差则完全没有应用价值。因此,在使用温度压力补偿涡街流量计测量蒸汽流量时必须避免补偿后在其出现误差的现场发展。大气压力是引起补偿后再次出现误差的主要因素之一。饱和蒸汽的绝对压力参数值会将蒸汽表的压力增加。因此,在实际工程测量的过程中需要根据当地的大气压力代替0.1MPa的标准大气压力,尤其是高海拔地区实际大气压力与标准大气压力相差较大地区。此外,管道内部液柱静压力也是致使补偿后再次出现误差的因素之一。由于压力变送器取压口语变送器自身的液体高度在实际测量中不可能保持绝对相同。因此会造成对变送器输出压力的影响,从而产生附加误差。因此在实际工程蒸汽流量测量时需要注意的该影响因素,必要时采用零点迁移的方式消除再次误差的影响。
3.2保障温差补偿的应用条件。
温差补偿在蒸汽流量测量中的应用需要具备必要条件才能够实现误差的补偿作用。因此,在实际工程测量使用过程中需要保障温差补偿的应用条件。首先,需要保障蒸汽的温度和压力波动范围小,这样才能够降低工程参数与设计参数偏离较大的发生率,降低对实际测量的影响。其次,在测量过程中发现工程参数与设计参数存在的差异性较大需要立刻对其进行调整,这样才能满足温差补偿的应用条件。因为,一定实际工程参数中的温度和压力与设计参数不同,计算中的流量系数a、孔径d,膨胀系数ε等俊辉产生变化,造成测量精度下降,无法发挥温差补偿在蒸汽流量测量中的实际作用。此时需要重新对工程中的液体质量流量与差压关系表达式进行计算。
3.3合理选择温差补偿应用。
根据实际工程应用分析温差补偿并不适用与饱和蒸汽流量测量的补偿。饱和蒸汽的实际压力与温度之间的关系为单值函数关系,从本质上蒸汽密度在该状态下与标准密度相同,导致温度不差和压力补偿的测量效果相同。此外,在一定条件下利用压力补偿计算饱和蒸汽流量的精确度甚至高于使用温差补偿测量。以压力值为0.7MPa时为例,测量温度误差为-1℃,蒸汽流量计算误差为-1.14%;测量压力误差为-2MPa,蒸汽流量计算误差为±0.13%。后者的测量精确度明显高于前者。因此,在实际工程中对饱和蒸汽流量测量的过程中需要合理的选择温差补偿应用。
总结:温度压力补偿涡街流量计在测量蒸汽流量时的需要明确的注意测量的蒸汽压力和温度,将其与设计相比较,在差异最小的情况下实现温度压力补偿的应用。此外,保障温差补偿的应用条件,对饱和蒸汽流量测量时选择合理的方式均至关重要。
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