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蒸汽流量計(jì)測量蒸汽時正確選擇溫壓補(bǔ)償功能的方法

蒸汽流量計(jì)在測量蒸汽介質(zhì)時,通常都要進(jìn)行溫壓補(bǔ)償,做計(jì)量用的氣體測量時,由于要盡量準(zhǔn)確,而工藝條件在不斷變化,即被測氣體的溫度、壓力在不斷變化中,造成被測氣體的密度也就不斷變化,如果不進(jìn)行溫壓補(bǔ)償,測量的氣體流量肯定不會準(zhǔn)確,所以測量時將被測氣體的溫度、壓力引入流量測量系統(tǒng),使系統(tǒng)通過換算進(jìn)行補(bǔ)償,這樣就使得測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確。般來說,絕大多數(shù)液體不需要補(bǔ)償,而氣體、蒸汽、某些液體的密度會隨溫度、壓力的變化而變化,那么就要進(jìn)行補(bǔ)償了。
一般儀表都能測量現(xiàn)場溫度與壓力,然后通過計(jì)算公式對測量結(jié)果進(jìn)行自動補(bǔ)償??偟膩碚f,溫壓補(bǔ)償?shù)囊饬x就是將不是標(biāo)況下測量的結(jié)果轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的標(biāo)況下測量結(jié)果,保證不同點(diǎn)測量的結(jié)果都在同一個尺度下,利于比較和統(tǒng)計(jì)。

蒸汽分為飽和蒸汽和過熱蒸汽,一般來說,蒸汽流量計(jì)廠家會給出飽和、過熱蒸汽質(zhì)量流量范圍表以供用戶選型,以便確定口徑大小。對于過熱蒸汽要進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償,對于真正意義上的飽和蒸汽只需進(jìn)行溫度或壓力補(bǔ)償即可,在測量時根據(jù)溫度壓力查密度表以求得所需質(zhì)量流量。在實(shí)際測量時由于工況變化,飽和蒸汽和過熱蒸汽都有可能偏離原來的設(shè)計(jì)狀態(tài),就使得通常由蒸汽溫度壓力求取其密度的關(guān)系發(fā)生變化,對計(jì)量準(zhǔn)確性造成影響。下面即以飽和蒸汽和過熱蒸汽兩種情況加以分析。
一、濕飽和蒸汽
當(dāng)蒸汽流量計(jì)安裝在減壓閥后,濕飽和蒸汽突然較大幅度減壓,流體出現(xiàn)絕熱膨脹,水滴部分蒸發(fā),同時從液相和汽相中吸收汽化熱,使汽液相溫度降低,如果溫度降低得不多或蒸發(fā)前濕度較高,會使溫度迅速降低到與新的壓力所對應(yīng)的飽和溫度,建立新的平衡,這時蒸汽仍為飽和蒸汽,如果壓力降低得很多或蒸發(fā)前濕度較低,則因水滴蒸發(fā)而使溫度降低后仍高于新的壓力所對應(yīng)的飽和溫度,則蒸汽變?yōu)檫^熱蒸汽。
二、過熱蒸汽
在流量計(jì)算儀中可根據(jù)過熱蒸汽的溫度、壓力查表得密度求取質(zhì)量流量,但當(dāng)過熱蒸汽在經(jīng)過長距離輸送后,或由于管道保溫措施不當(dāng),往往會因?yàn)闊崃繐p失溫度降低使其從過熱狀態(tài)進(jìn)入臨界飽和狀態(tài),甚至部分蒸汽冷凝出現(xiàn)相變而變成水滴,這時成為濕飽和蒸汽(過飽和蒸汽)。
蒸汽流量計(jì)的輸出僅與流過測量管的流體流速成正比,在測濕飽和蒸汽時,水滴對蒸汽流量計(jì)輸出的影響可忽略不計(jì),故可以認(rèn)為蒸汽流量計(jì)的輸出完全是由濕飽各蒸汽的干部分(飽和部分)所引起,而干部分的密度可根據(jù)壓力補(bǔ)償或溫度補(bǔ)償精確查出。蒸汽計(jì)量時如果雙方約定按蒸汽干部分結(jié)算費(fèi)用,冷凝水不收費(fèi),則相變對測量的影響微不足道,可以忽略;如果冷凝水也按照蒸汽一樣收費(fèi),則蒸汽流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果偏低。
上述蒸發(fā)發(fā)生后,前一種對補(bǔ)償無影響,僅僅是蒸汽中的干部分增加,干度相應(yīng)增大,后一種情況即濕飽和蒸汽變?yōu)檫^熱蒸汽,這時對蒸汽流量計(jì)的影響分如下三種情況:
(1)設(shè)計(jì)時已經(jīng)考慮到蒸汽變?yōu)檫^熱狀態(tài),或處于何種狀態(tài)難以確定,或有時是過熱狀態(tài)有時是飽和狀態(tài),所以采用溫壓補(bǔ)償,則上述相變對測量結(jié)果無影響。
(2)設(shè)計(jì)時按飽和蒸汽考慮,而且采用壓力補(bǔ)償,則上述相變將帶來較小的誤差,即過熱蒸汽溫度同飽和蒸汽溫度之差所對應(yīng)的密度差造成的補(bǔ)償誤差。
(3)設(shè)計(jì)時按飽和蒸汽考慮,但采用溫度補(bǔ)償,即將過熱蒸汽溫度當(dāng)作飽和溫度去查密度表,一般會引起較大誤差。
解決以上問題有以下三種方法:
(1)將總蒸汽流量計(jì)安裝在減壓閥前,由于上述蒸汽未經(jīng)減壓,不存在相變問題,所以將蒸汽流量計(jì)安裝在減壓閥之前,按飽和蒸汽補(bǔ)償方法處理,可保證測量精確度。
(2)如果蒸汽流量計(jì)只能安裝在減壓閥后面,則可增裝1臺壓力變送器,進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。
(3)如果減壓閥的穩(wěn)定性能較好,可將流量計(jì)上游壓力值作為一個恒定值設(shè)置到顯示儀表內(nèi),進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償。
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