差压式流量计在蒸汽计量中的应用

2013-11-23 17:05:14来源: 21ic
1 引言

随着我国大中型企业的不断深化改革,企业内部各分厂(车间)的经济效益独立核算,蒸汽计量工作已被越来越多的企业所重视。蒸汽计量关系到能源水泵的统计和考核,直接关系到产汽单位和用汽单位的经济效益,同时,用汽单位正确控制蒸汽计量的多少,对生产工艺有很大的帮助。因此,流量仪表的正确选用尤为重要。目前工业上使用的流量计品种很多,由于差压流量计结构简单、通用性强、使用寿命长、信号便于远传等特点,已被广泛应用。本文就差压式流量计在蒸汽计量应用中的若干问题进行分析。

2 差压式流量计的测量原理及组成

2.1 测量原理

充满管里的流体经直线管道进入节流装置,流束将在节流件处收缩,使流速加快,静压力降低,导致节流件前后产生差压。流速增大,差压也随之增大,因此,通过测量差压,可以确定流量,见图1。

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图1 角接取压法孔板装置

2.2 组成

差压式流量计由节流装置、引压导管、三阀组、差压变送器和二次仪表组成。见图2。

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图2 差压式流量计组成

(1)节流装置。节流装置由节流和取压装置构成。

标准节流件有三种类型,即:孔板、喷嘴、文丘利管。其中流体流过孔板所产生的压力损失最大,且孔板具有制造简单、适用性广、使用寿命长等特点,工业生产中广泛采用标准孔板,精度可达±0.5%~±1%,公称径为50~1200mm。

取压装置有两个取压口,一个是上游取压口,一个是下流取压口,上游取压口引出流体的正压力,下游取压口引出流体的负压力。

⑵差压变送器。差压变送器是差压式流量计中的重要组成部分,它将节流装置的差压信号转变成电流信号,以便于二次仪表处理和运算。早期使用的差压变送器DDZ—Ⅱ(输出0~10mA)和DDZ-Ⅲ(输出4~20mA)型,其准确度均为±0.5%,基本能满足工业计量的要求。目前,国内有两种系列产品,一种是西安仪表厂生产的1151±0.5%系列差压变送器,另一种是北京远东仪表公司生产的1751系列,其准确度可达±0.25%。

⑶显示仪表。显示仪表将有效期压变送气产生的标准电流信号及其它装置产生的补偿信号进行开方并积算,显示瞬时流量、累计流量及其它参量。对于压力、温度波动范围较大的测量介质,如过热蒸汽等,必须进行温度、压力补偿,对于饱和蒸汽,应进行压力(或温度)补偿。

常用的显示仪表有电磁计数式的开方积算器和智能数显式的流量积算仪。智能流量积算仪是采用单片微处理机组成快速修正系统,能与差压、压力、温度变送器或与热电偶、热电阻配合,对被测介质由于压力、温度偏离设计工况引起的流量测量误差及累计积算等,通过软件实现自动补偿和积算,从而提高测量精度及可靠性。

3 流量方程

由于气体具有可压缩性质,测量蒸汽应采用质量流量。

根据经典的伯努利定律、节流装置的基本实用流量方程为:

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式中:qm-质量流量kg/h;α-流量系数;ε-流体流束的膨胀系数(对不可压缩流体ε=1,对可压缩流体ε<1);Ad-工作状态下的节流件开孔面积;△P-节流件上、下流侧规定的取压孔位置上的表压差,MPa;ρ1-工作状态下的流体密度kg/m3。

由于影响的因素很多,通常利用经验公式,直接实验测定或查阅表格和曲线得到。

在实际生产中,由于锅炉内压力的变动,使蒸汽密度偏离设计时所采用的ρ值,从而导致测量误差,因此实际流量的表示式为:

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将式⑵除以式⑴得

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连续测量实际密度较困难,对于饱和蒸汽,与压力或温度成一定关系。对过热蒸汽,与压力、温度成一定关系,因此,通过测量压力、温度得到ρ2。

以绝对压力≤2MPa的饱和蒸汽为例:

根据经验公式P=(1/1.7235)P015/16 (4)

将⑷式进行线性化处理得

ρ2=ρ1(15P/16P0+1/16) ⑸

式中:P0-孔板设计时采用的绝对压力MPa;P-工作压力MPa。

将⑴与⑸代入⑶,得到:

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式中:△P=K1×Iλ1,P-0.1033=K2×Iλ2(表压);Iλ1-差压变送器输出电流;K2-压力变送器系数。
[1] [2]

关键字:差压式流量计  蒸汽计量  节流装置

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2013/1123/article_8225.html
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