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过热蒸汽计量的补偿

来源:江苏恒辉仪表有限公司 发布日期:2022-11-23 14:05:21

2.1. 密度的确定:

   工程上应用的水蒸气大多处于刚刚脱离液态或离液态较近,它的性质与理想气体大不相同,应视为实际气体。水蒸气的物理性质较理想气体要复杂的多,故不能用简单的数学式加以描述;所以,在以往的工程计算中,凡涉及水蒸气的状态参数数值,大都从水蒸气表中查出。把水蒸汽状态参数表装入仪表内存中,数据量很大。

   随着电子技术的发展,计算机(或单片机)已**应用于流量测量仪表中,其存储能力、快速计算能力为准确、快速的确定水蒸气的密度提供了有力的手段。
现在介绍在二次仪表中常用的水蒸气密度的确定方法。

2.1.1. 查表法:把水蒸气密度表装入计算机中,根据工况的温度、压力,从表中查出相应的密度值。

2.1.2. 计算法:

◆ 自己拟合公式(或者出版物给出的公式)
◆ 乌卡诺维奇公式
◆ IFC1967公式

而目前,我们在用的拟合公式为:

                          (1)

式中:
t-温度,℃;
P-表压,Mpa;
蒸汽实际工况条件为:
工作压力变化范围:0.1~1.1MPa
工作温度变化范围:160~410℃
取特殊点对公式(1)验证
1) p=0.2 MPa、t=160℃

查表得ρ=1.01626kg/m3

2) p=0.5Mpa、t=200℃

查表得ρ=2.35294kg/m3

3) p=0.8 MPa、t=250℃

查表得ρ=3.41064kg/m3

4) p=1.1 MPa、t=400℃

查表得ρ=3.59454kg/m3

   通过以上计算,我们目前采用的密度补偿公式的计算误差太大,不能满足计量仪表的要求。如果在计算过程中将温度单位按热力学温度K来计算,就无从谈起其精度了。我部的能源计量绝大部分已进入微机网络,因此,理想的是采用“IFC1967公式”(见附录)。

2.1.3. 比较

   查表法:根据“IFC1967公式”制定的数表,考虑了各个不同区域的特性,它是Z完整的、Z全面的。但它数据量大,占了大量的空间,应用数表要首先判断是饱和蒸汽还是过热蒸汽,再查不同的数表,另外数表的变量是有一定步长的非连续量,对于两点之间的数据,需经过数学内插处理获得。 应用公式计算;不需占用大量的内存空间,便于智能仪表应用,至于使用哪一个公式,根据不同场所,不同需要,选用不同公式。采用“IFC1967公式”虽然公式繁杂一些,但在压力为0~16.65MPa范围内,计算的过热蒸汽及饱和蒸汽密度值*符合标准。应用公式只需安装有温度、压力变送器不需要判断是饱和状态或过热状态就可以准确测量。对于确定是饱和蒸汽的场合,只需要将公式稍做变动,只用测温或测压,也可准确计算饱和蒸汽密度。
 
2.2. 流量公式的确定:

在蒸汽计量中用节流元件作为传感元件时用计算法进行补偿,其流量公式为:
           (2)
式中: qm-质量流量,kg/s;
c-流出系数;
d-节流件开孔直径,m;
ε-可膨胀性系数;
ρ-被测流体密度,kg/m3
β-节流件孔径与直管段内径之比,β=d/D;
Δp-差压,Pa;

  而用涡街流量计计量时,它的输出脉冲信号不受流体组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与漩涡发生体及管道的尺寸有关,但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量的输出信号应同时检测体积流量和流体密度,流体组份对流量计还是存在直接影响的,其流量公式为:
          (3)
式中: qv-体积流量,m3/h;
Sr-斯特劳哈尔系数;
m-漩涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比;
d-漩涡发生体硬面宽度,m;
D-表体通经,m;
f-漩涡的发生频率,Hz/s;
        (4)
式中:
qv-体积流量,m3/h;
qm-质量流量,Kg/s;
ρ-被测流体密度,kg/m3
   由流量公式(2)、(4)可知,流量与密度的关系分别为与 和ρ成正比,如果用错将造成很大的计算误差,同时,温度(℃)与热力学温度(K)的代入也应正确处理。

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