解決蒸汽流量測(cè)量溫壓補(bǔ)償?shù)囊?/h1>

更新時(shí)間：2025-03-27      瀏覽次數(shù)：923

為什么需要溫壓補(bǔ)償

蒸汽是一種氣體，物理屬性與溫度和壓力密切相關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)蒸汽的溫度升高或壓力降低時(shí)，其體積膨脹，體積流量測(cè)量值會(huì)偏大；反之，當(dāng)溫度降低或壓力升高時(shí)，其體積縮小，體積流量測(cè)量值會(huì)偏小。

為了確保蒸汽流量測(cè)量的準(zhǔn)確性，消除這種由于工況變化導(dǎo)致的測(cè)量偏差，必須將被測(cè)蒸汽的溫度和壓力引入流量測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)蒸汽流量進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。

蒸汽流量測(cè)量的溫度壓力自動(dòng)補(bǔ)償(以下簡(jiǎn)稱(chēng)溫壓補(bǔ)償)，國(guó)內(nèi) 20 世紀(jì)六七十年代就已開(kāi)展這一工作，當(dāng)時(shí)得益于氣動(dòng)、電動(dòng)單元組合儀表中計(jì)算單元的發(fā)展和完善。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這一工作更是有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但蒸汽流量溫壓補(bǔ)償基本的原則及應(yīng)用中的一些問(wèn)題并沒(méi)有變。以下幾點(diǎn)不容忽視!

壓力補(bǔ)償將壓力設(shè)定為規(guī)定值進(jìn)行的自動(dòng)控制叫做壓力補(bǔ)償。大多數(shù)流體(尤其是氣體)的密度會(huì)隨著工況條件的變化而變化，所以流體的密度要進(jìn)行壓力補(bǔ)償

◆溫度補(bǔ)償

電子元器件通常都有一定的溫度系數(shù)，其輸出信號(hào)會(huì)隨溫度變化而漂移，稱(chēng)為“溫漂"，為了減小溫漂，采用一些補(bǔ)償措施在一定程度上抵消或減小其輸出的溫漂，這就是溫度補(bǔ)償。

◆差壓補(bǔ)償

將差壓等被測(cè)工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電氣統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后將此信號(hào)送至其他單元以實(shí)現(xiàn)對(duì)上述工藝參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)或自動(dòng)調(diào)節(jié)，叫做差壓補(bǔ)償。

測(cè)量蒸汽流量時(shí)為什么要進(jìn)行溫度或壓力補(bǔ)償?

按照測(cè)量原理來(lái)說(shuō)，我們的流量計(jì)實(shí)際上只能測(cè)量當(dāng)前工況下流體流過(guò)的體積，所以這個(gè)情況對(duì)我們不適用。我們實(shí)際上使用的時(shí)候，是想測(cè)量流過(guò)多少質(zhì)量的流體。而蒸汽在不同的壓力和溫度下，密度變化很大，所以就要在測(cè)量蒸汽流過(guò)多少體積的同時(shí)要測(cè)量壓力和溫度。只有時(shí)刻了解蒸汽的密度才可以，準(zhǔn)確測(cè)量出蒸汽的質(zhì)量。

所謂補(bǔ)償，就是根據(jù)流體的溫度和壓力數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出流體的密度，從而根據(jù)測(cè)量出來(lái)的流體體積，計(jì)算出流體質(zhì)量。至于汽流量補(bǔ)償，如果蒸汽是飽和蒸汽就要進(jìn)行壓力或者溫度補(bǔ)償(溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償可選其一，但壓力補(bǔ)償效果更好，請(qǐng)參閱飽和蒸汽流量測(cè)量壓力補(bǔ)償比溫度補(bǔ)償精度高)。如果是過(guò)熱蒸汽則要同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償同時(shí)進(jìn)行。

注意一點(diǎn)，在水蒸汽的分類(lèi)中，飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽，千萬(wàn)不能弄錯(cuò)，因?yàn)轱柡驼羝拿芏仁歉哂谶^(guò)熱蒸汽的，在流量積算儀的選擇和設(shè)置時(shí)一定要注意。-旦在這個(gè)地方搞錯(cuò)，會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)然也有一些渦街流量計(jì)，除了接測(cè)量流量的裝置外，同時(shí)也接有測(cè)量溫度和壓力的裝置。

1、溫壓補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)

蒸汽的溫度和壓力改變時(shí)，蒸汽的密度就會(huì)跟著變化，導(dǎo)致蒸汽流量計(jì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。為減少誤差，可以采取溫壓補(bǔ)償方式來(lái)減少測(cè)量誤差。溫壓補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)就是被測(cè)蒸汽的溫度、壓力與設(shè)計(jì)時(shí)采用的數(shù)值不符時(shí)，而采取的蒸汽密度修正措施。密度修正措施既可人工進(jìn)行，也可用流量積算儀或 DCS 自動(dòng)進(jìn)行

2、溫壓補(bǔ)償?shù)那爸?/span>

引用孔板測(cè)蒸汽流量為例進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)被測(cè)蒸汽流量的實(shí)際參數(shù)(溫度、壓力)與設(shè)計(jì)的參數(shù)不一致時(shí)，其流出系數(shù) C、流東線(xiàn)脹系數(shù)ε、孔徑 d 等值都會(huì)改變。但當(dāng)蒸汽的溫度、壓力波動(dòng)不大，即工況參數(shù)偏離設(shè)計(jì)參數(shù)不太多，對(duì)測(cè)量影響較小時(shí)，采用溫壓補(bǔ)償措施才能達(dá)到理想的測(cè)量精度。其補(bǔ)償公式大多為經(jīng)驗(yàn)公式，在流量積算儀說(shuō)明書(shū)上都有介紹，可直接選用。但當(dāng)工參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值太多或工況參數(shù)波動(dòng)頻繁且太大時(shí)，即使有了溫壓補(bǔ)償措施，仍難達(dá)到測(cè)量精度要求，此時(shí)對(duì)于特定的孔板而言，只能重新計(jì)算差壓與流量之間的關(guān)系。但目前已可引入較完善的補(bǔ)償、修正措施了，即通過(guò)流量積算儀或DCS 對(duì)流出系數(shù) C,流束線(xiàn)脹系數(shù)ε、密度p進(jìn)行全面修正，但其測(cè)量精度取決于算法。要做到全補(bǔ)償還是有一定的難度。

3、溫壓補(bǔ)償措施對(duì)兩相流無(wú)能為力

在蒸汽流量計(jì)量中，當(dāng)蒸汽壓力增大時(shí)其密度增加，蒸汽的工況壓力大于設(shè)計(jì)壓力時(shí)將出現(xiàn)負(fù)誤差，否則將出現(xiàn)正誤差。溫度升高時(shí)其密度減小，即壓力溫度的變化對(duì)蒸汽密度的影響是相反的，其同相變化時(shí)還可以對(duì)誤差有所互補(bǔ)。

通常認(rèn)為過(guò)熱蒸汽在管道中流動(dòng)時(shí)屬于單相流，過(guò)熱蒸汽的密度由蒸汽的溫度、壓力兩個(gè)參數(shù)決定，有時(shí)還需要考慮對(duì)線(xiàn)脹系數(shù)ε的補(bǔ)償。特別要指出的是在溫度、壓力波動(dòng)范圍較大及保溫效果不好的場(chǎng)合，過(guò)熱蒸汽常會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝@時(shí)就又成了氣液兩相流，即使有了補(bǔ)償措施也難于準(zhǔn)確測(cè)出質(zhì)量流量來(lái)。

飽和蒸汽的溫度是壓力的單值函數(shù)，因此可將密度的溫壓補(bǔ)償簡(jiǎn)化為壓力補(bǔ)償。但應(yīng)看到，設(shè)計(jì)時(shí)通常都把飽和蒸汽當(dāng)作干度X=1，把它作為單相流來(lái)處理，但實(shí)際情況是飽和蒸汽大多數(shù)都是濕蒸汽，它的干度X<1，此時(shí)飽和蒸汽在管道中流動(dòng)時(shí)屬于兩相流體，就是有了壓力補(bǔ)償措施也難以準(zhǔn)確測(cè)出質(zhì)量流量來(lái)。

4、溫壓補(bǔ)償要從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)

采用溫壓補(bǔ)償要綜合考慮，如計(jì)量要求、流量計(jì)用途、溫度、壓力變送器的成本等因素。對(duì)于計(jì)量用的一定要采用溫壓補(bǔ)償措施，并應(yīng)選好、選對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式及配套的溫度、壓力變送器的精度，并進(jìn)行正確、合理、認(rèn)真地設(shè)置和調(diào)校。對(duì)于流量積算儀應(yīng)從生產(chǎn)要求的實(shí)際出發(fā)，該補(bǔ)償?shù)木鸵a(bǔ)償，不用和不能補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合就不補(bǔ)償。該補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合不采取補(bǔ)償措施是不對(duì)的，但夸大溫壓補(bǔ)償?shù)淖饔靡彩遣煌椎摹?duì)于被測(cè)蒸汽流量的實(shí)際參數(shù)(溫度、壓力)與設(shè)計(jì)的參數(shù)相差不大時(shí)，可用下式進(jìn)行密度修正。

5、蒸汽流量測(cè)量中正確對(duì)待情況有的廠(chǎng)商夸大了溫壓補(bǔ)償?shù)淖饔?，舉工藝參數(shù)的情況來(lái)說(shuō)明誤差。對(duì)于用戶(hù)而言，一定要對(duì)實(shí)際工況波動(dòng)頻繁及波動(dòng)很大的場(chǎng)合持慎重態(tài)度。否則單靠溫壓補(bǔ)償仍難達(dá)到測(cè)量精度要求。自控人員應(yīng)建議工藝人員查找工況參數(shù)波動(dòng)大及波動(dòng)頻繁的原因，從工藝或設(shè)備上進(jìn)行改進(jìn)才是上策。

如何實(shí)現(xiàn)大管徑下低壓損、穩(wěn)定、免維護(hù)的蒸汽流量計(jì)量？

在電廠(chǎng)同樣還會(huì)遇到蒸汽的測(cè)量需求：

首先蒸汽流量測(cè)量受溫度、壓力的變化而變動(dòng)，這些不利因素對(duì)氣體流量?jī)x表的精確度、重復(fù)性造成嚴(yán)重影響。

其次蒸汽母管多為DN600mm以上的大口徑管道，采用傳統(tǒng)的差壓流量計(jì)進(jìn)行流量測(cè)量引起的壓損大，不節(jié)能；而且一旦儀表故障停氣檢修，牽涉面廣，損失大。

因此需要流量?jī)x表高節(jié)能、高可靠性和穩(wěn)定性，同時(shí)具有免維護(hù)性，從而保障蒸汽的節(jié)能降耗和精準(zhǔn)貿(mào)易計(jì)量。

西安三聯(lián)測(cè)控加強(qiáng)型均速管流量計(jì)采用的實(shí)心對(duì)稱(chēng)的流量元件和自動(dòng)補(bǔ)償?shù)亩鄥?shù)變送器能夠非常好地解決了上面提到的大口徑流量測(cè)量上的全部問(wèn)題。

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