渦街流量計(jì)流量測(cè)量自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng).pdf

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1、第5期許民富等．渦街流量計(jì)流最測(cè)量自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)543渦街流量計(jì)流量測(cè)量自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)許民富1陳立國(guó)2(1．江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司工程部，江蘇揚(yáng)州225009；2．浙江中控技術(shù)股份有限公司，杭州3l0053)摘要介紹了渦街流量計(jì)的澳l量原理，從工程應(yīng)用的角度，系統(tǒng)地闡述了被測(cè)介質(zhì)的工況(溫度、壓力)發(fā)生變化后。其流量自動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑砑皩?shí)施方法。關(guān)鍵詞渦街流量計(jì)體積流量質(zhì)量流量補(bǔ)償中圖分類號(hào)TQ056文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)lOoo-3932(2011)05旬543_03流體連續(xù)化輸送是現(xiàn)代化工生產(chǎn)的重要特征，為滿足建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)和對(duì)生

2、產(chǎn)過程調(diào)節(jié)控制的要求，必須對(duì)其流量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。雖然流量計(jì)的種類繁多，但因渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便、壓力損失較小、價(jià)格低、量程范圍寬以及適用介質(zhì)多等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到r廣泛使用。渦街流量計(jì)和大多數(shù)流量計(jì)一樣，在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有考慮介質(zhì)工況(溫度、壓力)發(fā)生變化時(shí)引起的測(cè)量誤差，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)對(duì)其測(cè)量值自動(dòng)進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償。1渦街流量計(jì)的測(cè)量原理在流體的流動(dòng)方向上放置一個(gè)非流線型的物體旋渦發(fā)生體，當(dāng)流體以足夠大的流速流過發(fā)生體后，上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，其表達(dá)式

3、為：j=st專式中／——旋渦的釋放頻率，Hz；y——流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度，m／s：d——旋渦發(fā)生體特征寬度，m；的補(bǔ)償公式可計(jì)算出流體的準(zhǔn)確體積流量和質(zhì)量流量。2．1水蒸汽自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)對(duì)于飽和蒸汽，其密度只與壓力有關(guān)，它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：_p=AJD+廖(1)式中p——飽和蒸汽的絕對(duì)壓力，MPa；A、8——待定系數(shù)。在不同的壓力范圍內(nèi)，系數(shù)A、B的值見表l。表1不同壓力范圍內(nèi)A、B的值對(duì)于過熱蒸汽，其密度和溫度、壓力均有關(guān)，它們之間的關(guān)系表示為：p=志(2)St——斯特羅哈數(shù)，當(dāng)雷諾數(shù)醌在102一式中p——過熱蒸汽的絕對(duì)壓力，MPa

4、；105范圍時(shí)，S￡為常量。z——過熱蒸汽的溫度，cc；當(dāng)旋渦在發(fā)生體兩側(cè)產(chǎn)生時(shí)，利用壓電傳感器測(cè)出與流體流向垂直的交變升力變化，將升力的變化轉(zhuǎn)換為電的頻率信號(hào)，再將頻率信號(hào)進(jìn)行放大和整形，得到與流體平均速度成正比的電信號(hào)，輸出到相應(yīng)的儀表即可進(jìn)行流量顯示、累積。2流量自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)渦街流量計(jì)屬于速度式流量計(jì)，其輸出信號(hào)與管道中流過的流體體積流量成正比，通過適當(dāng)A，曰，卜待定系數(shù)，在一定的溫度、壓力范圍內(nèi)均為常數(shù)。渦街流量計(jì)的測(cè)量值，即為實(shí)際工況下被測(cè)蒸汽的體積流量Q。該值主要用來計(jì)算被測(cè)蒸汽的質(zhì)量流量：^f=pQ(3)收稿日期：2011．ol

5、-27544化工自動(dòng)化及儀表第38卷式中膨——質(zhì)量流量，kg／h；p——實(shí)際工況下蒸汽密度，kg／m3；Q——渦街流量計(jì)測(cè)得的蒸汽體積流量，m3／h。飽和蒸汽流量設(shè)計(jì)工況為溫度165℃，壓力O．7MPa(絕壓)，密度p設(shè)=3．666kg／m3，正常流量為8000kg／h。則其實(shí)際壓力波動(dòng)范圍O．65—0．75MPa。該飽和蒸汽流量測(cè)量壓力自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)原理如圖l所示，ECS．100型DCs圖形化組態(tài)如圖2所示。行：j墨姿豎b爿墊!型!豎陌嗣墜鯊墅藏剩乘法器圖l飽和蒸汽流量測(cè)量壓力自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)圖2ECS一100型DCS圖形化組態(tài)計(jì)算流遣計(jì)量程上限

6、Q。。。時(shí)，將有關(guān)參數(shù)代入式(3)得：Qm，=等=裟叫·耐／h過熱蒸汽流量設(shè)計(jì)工況為溫度260℃，壓力0．7MPa(絕壓)，密度lp設(shè)=2．912kg／m3，正常流量8000kg／h。則其實(shí)際壓力波動(dòng)范圍為O．40～0．85MPa，溫度波動(dòng)范圍220～320℃。該過熱蒸汽流量測(cè)量溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的原理如圖3所示，ECS-100型DCS圖形化組態(tài)如圖4所示。Q——最近亟71——_．242．36一乘法器乘法囂圖3蒸汽流量測(cè)量溫度、壓力自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的原理圖圖4ECS—100型DCS圖形化組態(tài)將有關(guān)參數(shù)代人式(3)，得到流量計(jì)量程上限Q?：Qm

7、^。=等=裟-4294m3／h口再z．7l二2．2氣體自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)因氣體介質(zhì)的特殊性，其體積流量可分為實(shí)際工況下的體積流量(m3／h)和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(或標(biāo)定狀況下)的體積流量(Nm3／h或m3／h)。渦街流量計(jì)的測(cè)量值，即為實(shí)際工況下氣體的體積流量。因?qū)嶋H工況會(huì)偏離設(shè)計(jì)工況，此測(cè)量值不能如實(shí)反應(yīng)被測(cè)氣體的量，通常要借助于理想氣體的狀態(tài)方程將其換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量，即：Q0=衛(wèi)x等Q(4)Poo式(4)是將實(shí)測(cè)體積流量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量。如要轉(zhuǎn)換成標(biāo)定狀態(tài)下的體積流量，可將式中的兀用％替代，其值為293．15K；Q。用Q：。替代，其

8、單位為m3／h。查得標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體的密度，由氣體相應(yīng)的體積流量公式計(jì)算出其質(zhì)量流量，即：M=poQ。(5)氮?dú)饬髁吭O(shè)計(jì)工況為工作壓力0．6MPa，工作溫度25℃，正