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蒸汽流量计如何实现温压补偿特点

来源:红旗仪表(江苏)有限公司 时间:2022-02-25

一.引言
蒸汽作为一种非常特殊的介质,在流量测量过程中会表现出特殊的现象和问题。zui的关键问题是蒸汽密度值偏离设计值过多,给测量结果带来了显著的测量误差。然而,目前技术成熟的密度检测仪器尚未成功应用,给蒸汽流量测量带来了一定的困难。蒸汽广泛应用于电力、钢铁、石化、纺织、城市供热等领域,准确测量蒸汽流量对生产过程的自动控制、计划管理、商业结算、节能、提高经济效益具有重要意义。蒸汽是蒸汽机的工作质量,在能量转换过程中准确测量和计算实际蒸汽消耗是分析和评价工业蒸汽机设备效率的重要前提。目前,涡街通常用作蒸汽流量测量的组件,其制造、安装方便、成本低。在蒸汽参数的设计下,蒸汽通过涡街传感器产生的巢频率与蒸汽流量有准确的对应关系。
然而,在实际测量过程中,蒸汽温度、压力等参数正在变化和波动,甚至远离涡街的设计条件参数。在正常参数波动范围内,工业汽轮机是根据无运行限制的要求设计的,但对于蒸汽流量测量,如果不补偿和纠正该参数的波动,根据测量计算的结果将与实际流量大不相同。由于没有统一的补偿修正计算方法和标准,实践中经常使用哪种补偿方法。提出适当的蒸汽参数波动补偿计算方法,在后续编程系统中实现补偿计算,对蒸汽流量的正确测量至关重要。
二、实现在线密度补偿的方法。
随着微电子技术在仪器中的广泛应用。仪器的计算功能、补偿修正功能、累积功能、历史数据存储功能、数字过滤功能、输出功能、数字通信功能等。因此,在线密度补偿已成为蒸汽计量仪器的基本功能,并得到了广泛的应用。
1.饱和蒸汽在线密度补偿。
饱和蒸汽的温度和压力之间有严格的一对应关系。饱和蒸汽的密度可以是其温度或压力的单一函数。实时密度值可以根据饱和蒸汽的温度值或压力值(IFC1967或IAPW-1997)获得。
在流量测量中,可以选择温度补偿或压力补偿涡街流量计。选择具有温度补偿功能的涡街流量计。打开流量计温度传感器,实时检测测量的蒸汽温度,以获得相应的密度值。
2.过热蒸汽在线密度补偿。
过热蒸汽是通过再加热饱和蒸汽获得的一种特殊质量的蒸汽。它打破了饱和蒸汽固有的温度和压力之间的严格对应关系。过热蒸汽可以作为流量测量过程中的单一介质。过热蒸汽的密度是其温度和压力的综合函数。在涡街流量计中选择温度。压力补偿类型。在实际使用中,打开温度。压力传感器可以根据过热蒸汽密度表或密度计算公式准确计算实时测量蒸汽温度。
三、实现一次性补偿的方法。
首先,确定蒸汽的工作参数-温度和压力,根据工作参数确定蒸汽工作状态下的密度,并计算未来流量测量过程中蒸汽的*密度。蒸汽的实际变化在工作中不再得到补偿或纠正,这就是所谓的一次性计算补偿方法。
如果运行中蒸汽的工作参数与设计中的设定值一致,则可以保证蒸汽流量测量的准确性。如果实际工作条件下的参数偏离甚至很大,测量结果的偏差可能很大。
自动检测技术开发初期采用的一次性补偿方法,测量结果误差大,可作为粗略测量使用。这种设计手段仍在流行的节流装置设计手册中使用。
四、涡街流量计实际应用中的密度补偿。
1.涡街流量计的测量原理。
涡街流量计采用流体振荡原理测量流量。当流体通过管道中的涡街流量传感器时,三角柱的涡旋发生器上下交替产生与流速成正比的两列涡旋。涡旋的释放频率与流过涡旋发生器的流体平均速度和涡旋发生器的特征宽度有关以用下表示:f=Stv/d。
f-旋涡释放频率,
流过漩涡发生体的流体平均速度为m/s;
d-涡发生体特征宽度,m。
St-为斯特罗哈数,无量纲。
St的值范围为0.14-0.27。St是雷诺数的函数,St=f(1/Re)。当雷诺数Re在2万到7万之间时,St值约为0.2。因此,在测量中,流体的雷诺数应尽可能在2万到7万之间,涡流频率为0.2v/d。
由此可见,通过测量涡流频率,可以计算可以通过测量涡流频率来计算,然后通过公式QV=VA来获得流量QV。其中,A是流体流过涡流发生体的截面积,嘴最终得到体积流量公式:
QV=πD2df/4Sr。
涡旋在发生体两侧产生时,用压电传感器测量流体流向垂直的交变升力变化,将升力变化转换为电频信号,然后放大整形频信号,将体积流量值输出到二次仪表中积累显示。
2.涡街流量计密度补偿方法。
有两种方法可以实现涡街流量计的在线密度补偿。
一是通过分别安装温度、压力仪表、智能计算仪和涡街流量计,实现在线流量温度补偿,二是通过温度补偿涡街流量计实现。
(1)涡街流量计集成温度、压力、频率传感器,实现温度、压力、频率的实时检测。温度、压力、频率信号通过自己的转换器进行信号处理。补偿操作,以减少测量误差。测量孔板流量计中的蒸汽流量时,通常使用单独的安装温度和压力仪表来补偿温度和压力可以解决上述问题。但是,涡街流量计在蒸汽测量中的应用并没有那么麻烦。温度补偿要求可以通过购买集温度和压力补偿功能于一体的涡街流量计来完成,输出流量是补偿程度较高后的质量流量值。
(2)软件功能修正。涡街流量计一旦出厂,体积流量只与测量频率有关,但实际蒸汽测量需要根据公式记录质量流量。
可以看出,在实际测量应用中,质量测量必须知道实时密度。可以看出,实时密度检测是关键。涡街流量计软件中有两种模型密度校正方法:
饱和蒸汽:温度检查密度表;
过热蒸汽:温度。压力检查密度表;
这两种模型用于测量蒸汽。只要知道介质温度和压力,就直接将蒸汽密度表放入软件中进行密度查询,并结合测量体积流量自动计算,实现质量流量检测。
五.结束语
在实际的蒸汽测量应用中,蒸汽测量主要采用涡街和孔板流量计两种测量仪器,但为了实现测量,必须进行在线密度补偿。饱和蒸汽采用温度或压力补偿,温度补偿比压力补偿节省投资,过热蒸汽采用温度。压力也参与了补偿。选择合适的补偿方法可以消除或减少测量误差。
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