蒸汽流量計在綫(xiàn)密度溫(wēn)壓補(bǔ)償(cháng)的具(jù)體(tǐ)實現方(fāng)法

一，引(yǐn)言(yán)：
蒸(zhēng)汽作為(wéi)一種(zhǒng)十分(fēn)特(tè)殊(shū)的介(jiè)質，在流(liú)量(liáng)計量過程中(zhōng)會(huì)表(biǎo)現出(chū)特殊的現象和問題(tí)。其中關鍵(jiàn)的(dí)問(wèn)題是(shì)蒸(zhēng)汽密(mì)度(dù)值偏(piān)離設計值(zhí)過(guò)多，給測量結(jié)果(guǒ)帶來的顯著的測(cè)量(liáng)誤差，而目(mù)前階段技術(shù)成熟(shú)的(dí)密度檢(jiǎn)測儀(yí)表(biǎo)尚未(wèi)成功應用(yòng)，給蒸(zhēng)汽(qì)流量測(cè)量帶來(lái)一定的(dí)困難(nán)。
二(èr)，蒸汽流(liú)量計一次(cì)性補償實現方法：
首(shǒu)先確定(dìng)蒸(zhēng)汽(qì)的(dí)工作(zuò)參數-溫度和壓力，根(gēn)據工作參(cān)數確(què)定蒸汽工(gōng)作狀(zhuàng)態下(xià)的密(mì)度(dù)，將該密度(dù)作為將來流量測量過(guò)程中蒸汽(qì)的密(mì)度進行孔(kǒng)板計(jì)算。在(zài)工作(zuò)中(zhōng)不再(zài)對蒸(zhēng)汽的實(shí)際變(biàn)化(huà)進行補(bǔ)償或(huò)修正，這就是所謂的一次性(xìng)計(jì)算補償法。如(rú)果(guǒ)在(zài)運(yùn)行中，蒸汽(qì)的(dí)工(gōng)作參數與(yǔ)設計時(shí)的設(shè)定值保持一致(zhì)，蒸汽流量(liáng)測量的(dí)準確性是可以(yǐ)得(dé)到保(bǎo)證的。如果實際工(gōng)作條件下參數有所偏離(lí)，甚至偏離(lí)很(hěn)大(dà)，則(zé)測量結果(guǒ)的偏(piān)差就(jiù)可(kě)能很(hěn)大(dà)。
一次(cì)性(xìng)補(bǔ)償方法(fǎ)，在自(zì)動檢測技(jì)術(shù)發(fā)展初期(qī)所(suǒ)采(cǎi)用的(dí)計(jì)量方(fāng)式，測(cè)量結(jié)果(guǒ)誤差(chà)大，可作為(wéi)粗(cū)略(lüè)計(jì)量使用(yòng)。這樣的設計手段在(zài)目前(qián)廣泛流(liú)行(háng)的流(liú)量節(jié)流裝(zhuāng)置(zhì)設計手冊(cè)中(zhōng)仍然在使用。
蒸汽(qì)計量中溫壓補償實現
三(sān)，在綫密(mì)度(dù)補(bǔ)償(cháng)實現(xiàn)方法(fǎ)：
隨(suí)著(zhuó)微(wēi)電子(zǐ)技術在儀(yí)表(biǎo)中(zhōng)的廣(guǎng)泛(fàn)應用(yòng)。儀(yí)表的(dí)計(jì)算功能，補(bǔ)償修(xiū)正功(gōng)能，累計功能(néng)，歷(lì)史數(shù)據(jù)存(cún)儲功能(néng)，數字(zì)濾波(bō)功能，輸出功(gōng)能，數字通訊(xùn)功能等(děng)等都(dū)能夠容(róng)易地(dì)實(shí)現(xiàn)。因此，在綫(xiàn)密度補償(cháng)己(jǐ)經成(chéng)為蒸汽計(jì)量(liáng)儀表一種(zhǒng)*的(dí)基本(běn)功能而被廣泛(fàn)的使(shǐ)用。
1，飽和蒸(zhēng)汽(qì)在(zài)綫密度補償。
飽和蒸汽的溫度(dù)與壓力(lì)之(zhī)間有(yǒu)著嚴格的(dí)一(yī)一(yī)對應(yīng)關係(xì)。飽和(hé)蒸汽的(dí)密(mì)度(dù)可以是其溫(wēn)度(dù)或(huò)者是其壓(yā)力的單一函(hán)數。根據飽和蒸汽(qì)的溫度(dù)值或(huò)者是壓力值(zhí)的大(dà)小，通過(guò)查表法(fǎ)或公(gōng)式計算法lIFC1967或工(gōng)APW-1997)可(kě)得(dé)到實時密(mì)度值(zhí)。
在流(liú)量測(cè)量中，可選(xuǎn)擇(zé)溫度補償或(huò)壓(yā)力補償(cháng)型(xíng)渦街流(liú)量(liáng)計實現。至選擇(zé)帶(dài)有溫度補(bǔ)償功能(néng)的渦(wō)街流量計(jì)即可。開啟流量計溫度(dù)傳(chuán)感器(qì)，實(shí)時檢測(cè)所測蒸汽溫度，從(cóng)而(ér)得(dé)到對(duì)應密(mì)度(dù)值。
2，過(guò)熱(rè)蒸(zhēng)汽在綫(xiàn)密度(dù)補(bǔ)償(cháng)
過熱蒸汽是將飽(bǎo)和蒸汽(qì)進行(háng)再加熱(rè)後(hòu)獲得的一(yī)種具有特殊品質的蒸汽。
它打(dǎ)破了(liǎo)飽(bǎo)和蒸汽(qì)所固有(yǒu)的(dí)溫度(dù)與(yǔ)壓(yā)力嚴(yán)格(gé)一(yī)一對應(yīng)的關係。在(zài)流(liú)量(liáng)測量過程(chéng)中可(kě)以將過(guò)熱(rè)蒸汽(qì)作為單一介質看待。過(guò)熱蒸汽的密度是其(qí)溫度和(hé)壓(yā)力(lì)的(dí)綜合函數。在(zài)渦街流量計訂購時要(yào)選擇(zé)溫度，壓力補償(cháng)型。在實際使用時，同時(shí)開啟(qǐ)溫(wēn)度，壓(yā)力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量蒸(zhēng)汽溫度，壓(yā)力值(zhí)，密度(dù)值可以根據(jù)過(guò)熱蒸汽(qì)密(mì)度(dù)表(biǎo)或密(mì)度計算公式(shì)準確計算獲得。
四，渦街流(liú)量(liáng)計(jì)實際(jì)應用的(dí)中的(dí)密(mì)度(dù)補(bǔ)償(cháng)：
1，渦街(jiē)流(liú)量計(jì)測(cè)量原(yuán)理
渦(wō)街流(liú)量計是應用流體振蕩(dàng)原(yuán)理來(lái)測(cè)量(liáng)流量(liáng)的(dí)，流(liú)體(tǐ)在(zài)管(guǎn)道中(zhōng)經(jīng)過渦(wō)街(jiē)流量傳(chuán)感器(qì)時，在三角柱(zhù)的(dí)漩渦發生體(tǐ)後(hòu)上下(xià)交替產(chǎn)生正比於(yú)流速(sù)的兩(liǎng)列旋(xuán)渦，旋渦的釋放頻率(shuài)與流(liú)過(guò)漩渦發(fā)生體(tǐ)的流(liú)體(tǐ)平均速度(dù)及(jí)漩(xuán)渦發(fā)生體特征寬度(dù)有關(guān)，可(kě)用(yòng)下式(shì)表示:f'=St/vl。
式(shì)中:f-旋渦(wō)釋放(fàng)頻(pín)率，Hz；V-流(liú)過(guò)漩渦發生體的流體平(píng)均速度，m/s；d-旋渦發生體特(tè)征寬度(dù)，m；St-為斯(sī)特(tè)羅(luó)哈(hā)數，無量綱(gāng)。
St的(dí)數值(zhí)範(fàn)圍為(wéi)0.14一0.27aSt是雷諾(nuò)數的(dí)函(hán)數(shù)，St=f(1;Re)a當雷諾(nuò)數(shù)Re在(zài)20000v7000000範(fàn)圍(wéi)內，St值約(yuē)為(wéi)0.2，因此(cǐ)，在(zài)測(cè)量中，要盡量滿足(zú)流(liú)體的雷(léi)諾(nuò)數在20000一7000000，旋渦頻率f=0.2v;d。
由此可(kě)知，通過測量旋(xuán)渦頻(pín)率(shuài)就(jiù)可(kě)以(yǐ)計算(suàn)出流過(guò)漩渦發(fā)生體(tǐ)的流體平(píng)均(jūn)速(sù)度v，再由(yóu)公(gōng)式QV=vA可以求得流量QV，其中，A為流體流(liú)過漩渦發生體的截麵積(jī)，終得到體(tǐ)積(jī)流(liú)量公式:qv=TTd3dj/4sr。
當(dāng)旋渦(wō)在(zài)發生體兩(liǎng)側(cè)產生時，利(lì)用壓電傳(chuán)感器測(cè)處(chǔ)於流(liú)體(tǐ)流向垂直(zhí)的(dí)交變升(shēng)力(lì)變(biàn)化，將升力(lì)的變(biàn)化轉(zhuǎn)換(huàn)為電的(dí)頻率(shuài)信(xìn)號，再將(jiāng)頻(pín)率信號(hào)進(jìn)行放大(dà)和(hé)整(zhěng)形，輸出體(tǐ)積(jī)流(liú)量值到二(èr)次(cì)儀表，進(jìn)行(háng)累積並(bìng)顯(xiǎn)示。
2，渦街(jiē)流(liú)量(liáng)計密度(dù)補償(cháng)方法。
渦街流量計要實(shí)現(xiàn)在(zài)綫密(mì)度(dù)補償，有兩種方式(shì)可(kě)實(shí)現。一種是(shì)通過分別安裝溫度，壓力儀表和智(zhì)能(néng)積(jī)算(suàn)儀與(yǔ)渦街流量(liáng)計組合實現流量在(zài)綫溫壓補償，第二種是通過溫壓補(bǔ)償型渦街流量計(jì)來實現(xiàn)。
(1)渦(wō)街流量(liáng)計集(jí)成(chéng)溫(wēn)度(dù)，壓(yā)力，頻率傳感(gǎn)器，以(yǐ)實現溫(wēn)度，壓力(lì)，頻率實(shí)時檢測(cè)。溫度，壓(yā)力，頻率信號(hào)通(tōng)過自身轉(zhuǎn)換器進行(háng)信號(hào)處(chǔ)理，補償運(yùn)算，來減小測量誤(wù)差。在孔(kǒng)板流量(liáng)計測量蒸汽流(liú)量時，通常采用分別安裝溫(wēn)度，和壓力儀表來(lái)進(jìn)行溫度(dù)壓力(lì)補償可解決(jué)上述(shù)問(wèn)題(tí)。但在渦街流量計(jì)應用(yòng)於蒸汽計(jì)量中，不(bù)必(bì)那麼(mó)麻(má)煩，可通(tōng)過(guò)選購集溫(wēn)度，壓(yā)力補償(cháng)功能於一(yī)體(tǐ)的(dí)渦街(jiē)流量(liáng)計完(wán)成溫壓(yā)補償要(yào)求，輸出的流量(liáng)便是(shì)精確度更高(gāo)的補(bǔ)償(cháng)後的質(zhì)量(liáng)流量值(zhí)。
(2)軟(ruǎn)件(jiàn)功能修正。渦(wō)街流量(liáng)計一(yī)旦(dàn)出(chū)廠(chǎng)後，體(tǐ)積(jī)流量(liáng)隻與(yǔ)測(cè)量頻(pín)率有關(guān)，但實際蒸汽計量中(zhōng)要求(qiú)記(jì)錄(lù)質(zhì)量流量，根據公式(shì):月八可(kě)知(zhī)，實際測量(liáng)應用中(zhōng)，必須知道實(shí)時密度方(fāng)可(kě)實現(xiàn)質量(liáng)測量(liáng)。可(kě)見，實時(shí)密度檢測是(shì)關鍵。渦(wō)街流量(liáng)計(jì)軟件中(zhōng)做有兩種(zhǒng)模(mó)型(xíng)密度修正辦法；
(3)飽和蒸(zhēng)汽(qì):溫度(dù)查密(mì)度(dù)表；
(4)過(guò)熱蒸汽:溫度，壓力(lì)查密度表；
兩種(zhǒng)模(mó)型(xíng)是(shì)針(zhēn)對(duì)測(cè)量蒸汽用(yòng)，它(tā)是將(jiāng)蒸(zhēng)汽密(mì)度表格直接(jiē)做到軟件(jiàn)中，隻(zhī)要(yào)知道(dào)介(jiè)質(zhì)溫(wēn)度(dù)，壓力，就進(jìn)行(háng)密度(dù)查詢(xún)，並結(jié)合測體積流量(liáng)進行(háng)自(zì)動(dòng)計算(suàn)，實現質(zhì)量(liáng)流量(liáng)檢(jiǎn)測。
五，結束語
在(zài)實(shí)際(jì)蒸(zhēng)汽計量應(yīng)用中(zhōng)，蒸汽的計量(liáng)大多采(cǎi)用渦(wō)街和(hé)孔板(bǎn)流量(liáng)計(jì)兩種計量儀表，但要做到精準計量，必須(xū)進行在綫密(mì)度補(bǔ)償。飽(bǎo)和蒸汽(qì)采用溫度(dù)或壓(yā)力(lì)補償，溫度(dù)補償(cháng)較壓(yā)力(lì)補(bǔ)償更(gēng)節(jié)省投資，過(guò)熱蒸(zhēng)汽(qì)則(zé)采(cǎi)用(yòng)溫(wēn)度，壓力同時(shí)參與(yǔ)補償。選用(yòng)合適的補償(cháng)方式，可使(shǐ)計(jì)量誤(wù)差消(xiāo)除(chú)或(huò)降到很小。