蒸汽流量測量中溫壓補(bǔ)償實(shí)施方案.pdf

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1、蒸汽流量測量中溫壓補(bǔ)償實(shí)施方案的討論汪里邁(上海巴斯夫染料化工有限公司200137)紀(jì)綱(上海寶科自動化儀表研究所200940)摘要：用查表法求取蒸汽密度，進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，能得到較高精度。蒸汽的相變對溫壓補(bǔ)償有一定的影響，應(yīng)區(qū)別情況，逐一解決。關(guān)鍵詞：蒸汽流量溫壓補(bǔ)償實(shí)施方案相變影響一、前言蒸汽流量測量是企業(yè)中量大面廣的測量任務(wù)。在蒸汽流量測量中進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，也已經(jīng)是老的話題了，但是，越討論認(rèn)識越深化，越能啟發(fā)人們?nèi)ラ_發(fā)價(jià)格低、精度高、功能強(qiáng)的儀表，越能啟發(fā)自動化專業(yè)人員選好儀表用好儀表。蒸汽流量測量中的溫壓補(bǔ)償?shù)哪康模窃谡羝墓?/p>

2、況偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，將蒸汽的密度對測量結(jié)果的影響予以修正。因?yàn)檎羝翘幱跉怏w狀態(tài)，在其溫度、壓力變化時(shí)，其密度有很大的變化，如果不進(jìn)行補(bǔ)償，引起的誤差是很大的。例如設(shè)計(jì)壓力為1MPa(表壓)的飽和水蒸氣，當(dāng)壓力下跌到0.8MPa時(shí)，密度下降到設(shè)計(jì)值的82%，若不進(jìn)行溫壓補(bǔ)償，對差壓式流量計(jì)的影響是使示值升高10.4%，而對渦街流量計(jì)的影響是使示值升高21.9%。顯然，對溫度、壓力變化的流量測量對象，除直接法質(zhì)量流量計(jì)外，必須進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。但是自控設(shè)計(jì)人員在實(shí)施溫壓補(bǔ)償時(shí)遇到了一些問題，因?yàn)樗魵庠谳斔瓦^程中難免要發(fā)生相變，例如過熱蒸

3、汽在經(jīng)過長距離輸送后，往往因沿途損失熱量而脫離過熱狀態(tài)，進(jìn)入飽和狀態(tài)，甚至變成汽液兩相，如果仍按過熱蒸汽來處理是否會有問題？飽和水蒸氣在送到生產(chǎn)裝置后往往要先減壓再使用，那么，減壓后的蒸汽是否仍然是處于飽和狀態(tài)等等。對于這些問題，如果處理不當(dāng)，就會引起額外的誤差。下面就以我們實(shí)際工作中所遇到的問題，結(jié)合具體的儀表進(jìn)行分析和討論，以求收到拋磚引玉之效。二、蒸汽密度的求取流量測量中溫壓補(bǔ)償?shù)闹饕蝿?wù)是將蒸汽的溫度、壓力測量出來并據(jù)此求出蒸汽密度。我們所使用的流量二次表是FC6000型通用流量演算器，在該儀表中，蒸汽溫壓補(bǔ)償采用查表和內(nèi)

4、插相結(jié)合的方法求取蒸汽密度，在儀表的EPROM中寫入三個蒸汽密度表,1號表是過熱蒸汽密度表，另外兩個是飽和蒸汽密度表，采用的都是國際蒸汽密度表1967IFC。其中，過熱蒸汽密度表有兩個自變量，即蒸汽溫度和蒸汽壓力。而飽和蒸汽密度表都只有一個自變量。2號表是蒸汽壓力為自變量。3號表是蒸汽溫度為自變量。這樣，測得蒸汽溫度或測得蒸汽壓力都能通過查表求得蒸汽密度。究竟是選查ρ=f(p)表格還是ρ=f(t)表格，則在填寫組態(tài)菜單時(shí)由用戶自己選定。1.查表的優(yōu)先權(quán)問題對于過熱蒸汽來說，蒸汽密度隨蒸汽溫度、壓力變化的關(guān)系是三維空間中的一個曲面，

5、有兩個自變量，因此在查密度表時(shí)就存在一個優(yōu)先權(quán)的問題。若先從壓力查起，就稱壓力優(yōu)先；若先從溫度查起，就稱溫度優(yōu)先。對于飽和蒸汽來說，若選壓力補(bǔ)償，則為壓力優(yōu)先；若選溫度補(bǔ)償，則為溫度優(yōu)先。上述三種情況優(yōu)先關(guān)系，用戶在填寫菜單時(shí)指定，如表1所示。1表1優(yōu)先權(quán)指定表蒸汽溫度蒸汽壓力補(bǔ)償運(yùn)算優(yōu)先項(xiàng)目13I測定值測定值壓力0測定值手動設(shè)定值溫度1手動設(shè)定值測定值壓力2手動設(shè)定值手動設(shè)定值壓力32.蒸汽狀態(tài)判別問題圖1過熱蒸汽密度表示意圖FC6000型儀表具有蒸汽狀態(tài)判別功能。根據(jù)判別結(jié)果，查不同的密度表。以過熱蒸汽為例，在圖1所示的查表示

6、意圖中，從壓力測定值P0出發(fā)去查溫度，如果溫度測定值大于飽和溫度t1，則判別蒸汽為“過熱蒸汽”，查1號密度表，例如，t=t2則ρ=ρf2。如果溫度測定值小于t1，則判別蒸汽狀態(tài)為“過飽和蒸汽”，查2號密度表，ρ=ρf1，此時(shí)，溫度信號與壓力信號不平衡，所以，儀表自診斷顯示“000800”代碼。3.飽和蒸汽密度求取方法如果優(yōu)先指定欄內(nèi)填入2(壓力優(yōu)先)，則“手動設(shè)定”溫度置100℃，從壓力測定值出發(fā)，查出飽和溫度。因?yàn)榇藭r(shí)溫度信號取“手動設(shè)定”值，所以判別蒸汽狀態(tài)為“過飽和蒸汽”(如圖2所示)，查2號密度表。如果優(yōu)先指定欄內(nèi)填入1（

7、溫度優(yōu)先），則手動設(shè)定壓力一般置22MPa（密度表中壓力上限），從溫度測定值出發(fā)，查飽和壓力，因?yàn)榇藭r(shí)壓力信號取“手動設(shè)定”值，所以判別蒸汽狀態(tài)為“過飽和蒸汽”(如圖3所示)，查3號密度表。上面所談的蒸汽密度求取方法，對用戶來說，不一定都要搞清楚，因?yàn)橛脩糁恍韪鶕?jù)自己所用的流體參數(shù)選擇合適的補(bǔ)償方法，并在菜單中填入有關(guān)數(shù)據(jù)即可。但是對于飽和蒸汽來說，究竟是采用壓力補(bǔ)償還是溫度補(bǔ)償?shù)故呛苤匾?。三、飽和蒸汽?yīng)采用何種補(bǔ)償飽和蒸汽采用壓力補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償，從本質(zhì)上來說是一樣的，因?yàn)轱柡蜖顟B(tài)的蒸汽壓力和溫度之間呈單值函數(shù)關(guān)系，從蒸汽壓力查

8、出的密度同與此壓力相對應(yīng)溫度查出的密度是一致的。因此，采用壓力補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償都是可行的。從節(jié)約投資和減少安裝工作量的角度來看，是溫度補(bǔ)償更合算一些，因?yàn)橐恢сK熱電阻的價(jià)格只及壓力變送器的幾十分之一到幾分之一。從補(bǔ)償精度來看，主要取決于所選的壓力變送