淺談飽和蒸汽流量測(cè)量工作中的溫度和壓力補(bǔ)償

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飽和蒸汽采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償,在本質(zhì)上是一樣的。其原因在于飽和狀態(tài)的蒸汽,其壓力和溫度之間呈單值函數(shù)關(guān)系,從蒸汽溫度查出的密度同與此溫度對(duì)應(yīng)的壓力查出的密度是一致的。因此,采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償在原理上都是可行的。 

     在補(bǔ)償精確度的差異方面,采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償分別能得到多少補(bǔ)償精確度,不僅同溫度傳感器和壓力變送器的準(zhǔn)確度有關(guān),而且同流量計(jì)類型、具體測(cè)量對(duì)象的工況和壓力變送器的量程選擇有關(guān)??傮w來說測(cè)溫對(duì)補(bǔ)償精確度影響較大,具體分析如下。 
     ① 測(cè)溫誤差對(duì)流量測(cè)量結(jié)果的影響。溫度測(cè)量誤差同流量測(cè)量結(jié)果的關(guān)系,對(duì)于過熱蒸汽來說影響并不大,例如溫度為250℃的過熱蒸汽,若測(cè)溫誤差為1℃,在作溫度補(bǔ)償時(shí)引起流量測(cè)量結(jié)果不確定度約為0.19%R(渦街流量計(jì))。影響較大的是溫度信號(hào)用于飽和蒸汽流量測(cè)量中的補(bǔ)償,例如壓力為0.7Mpa的飽和蒸汽,其平衡溫度為170.5℃,對(duì)應(yīng)密度為4.132kg/m3,如果測(cè)溫誤差為-1℃,并據(jù)此查飽和蒸汽密度表,則查得密度為4.038kg/m3,引起流量測(cè)量誤差約為-2.27%R(渦街流量計(jì))。
    ② 溫度傳感器精確度等級(jí)的考慮。測(cè)溫誤差同溫度傳感器的精確度等級(jí)和被測(cè)溫度數(shù)值有關(guān),例如壓力為0.7Mpa的飽和蒸汽,用A級(jí)鉑熱電阻測(cè)溫,其誤差限為±0.49℃[4],如果用此測(cè)量結(jié)果查蒸汽密度表,以進(jìn)行補(bǔ)償,則流量補(bǔ)償不確定度約為±1.11%R(渦街流量計(jì))。而若用B級(jí)鉑熱電阻測(cè)溫,其誤差限就增為±1.15℃,則流量補(bǔ)償不確定就增為±2.61%R(渦街流量計(jì))。顯然,B級(jí)鉑熱電阻用于此類用途可能引起的誤差是可觀的,所以一般不宜采用。這里僅就不同精確度等級(jí)的測(cè)溫元件作相對(duì)比較。當(dāng)然,這里所說的誤差還僅為測(cè)溫元件這一環(huán)節(jié),至于流量測(cè)量系統(tǒng)的不確定度,還須計(jì)入流量二次表、流量傳感器、流量變送器等的影響。

     壓力變送器精確度等級(jí)、測(cè)壓誤差及其影響。壓力測(cè)量誤差同壓力變送器的精確度等級(jí)和量程有關(guān),例如,選用0.2級(jí)精確度、0~1Mpa測(cè)量范圍的壓力變送器測(cè)量0.7MPa飽和蒸汽壓力,其誤差限為±2kPa。如果用此結(jié)果查蒸汽密度表,以進(jìn)行補(bǔ)償,則此誤差限引起的流量補(bǔ)償不確定度約為±0.25%R(渦街流量計(jì))。顯然,壓力補(bǔ)償能得到的補(bǔ)償精確度比溫度補(bǔ)償高。

    上面所述的兩種補(bǔ)償方法都是可行的這一觀點(diǎn),僅僅是從原理上所作的討論,在具體實(shí)施時(shí)還會(huì)出現(xiàn)其他問題。 
    ① 安裝困難。用來測(cè)量飽和蒸汽質(zhì)量流量的差壓式流量計(jì),若選擇溫度補(bǔ)償,常因測(cè)溫套管距節(jié)流件太近而對(duì)流動(dòng)狀態(tài)造成干擾或根本就無法安裝到理想部位而修改方案。
    ② 由于相變而進(jìn)入過熱狀態(tài)。對(duì)于飽和蒸汽,以較高的流速流過蒸汽流量計(jì)(渦街流量計(jì))時(shí),由于壓損引起的絕熱膨脹往往使蒸汽進(jìn)入過熱狀態(tài),這時(shí)仍舊將它看作飽和蒸汽,并根據(jù)蒸汽溫度去查飽和蒸汽密度表,得到的數(shù)值明顯偏高。

     由于上述種種原因,使得在測(cè)量飽和蒸汽質(zhì)量流量時(shí),僅僅測(cè)量溫度,并據(jù)此查密度表,進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量流量,在實(shí)踐中應(yīng)用的并不多。

     金湖鼎誠儀表有限公司生產(chǎn)的帶溫度壓力補(bǔ)償?shù)?a target="_blank" href="http://evereststrongrb.com/liuliang/yitihuawojieliuliangji.html">一體式渦街流量計(jì),主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測(cè)量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。該系列產(chǎn)品采用先進(jìn)的差動(dòng)技術(shù),配合隔離、屏蔽、濾波等措施,克服了同類產(chǎn)品抗震性差、小信號(hào)數(shù)據(jù)紊亂等問題,并采用了獨(dú)特的傳感器封裝技術(shù)和防護(hù)措施,保證了產(chǎn)品的準(zhǔn)確度和可靠性。