蒸汽流量测量中温压补偿实施方案.pdf

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1、蒸汽流量测量中温压补偿实施方案的讨论汪里迈(上海巴斯夫染料化工有限公司200137)纪纲(上海宝科自动化仪表研究所200940)摘要：用查表法求取蒸汽密度，进行温压补偿，能得到较高精度。蒸汽的相变对温压补偿有一定的影响，应区别情况，逐一解决。关键词：蒸汽流量温压补偿实施方案相变影响一、前言蒸汽流量测量是企业中量大面广的测量任务。在蒸汽流量测量中进行温压补偿，也已经是老的话题了，但是，越讨论认识越深化，越能启发人们去开发价格低、精度高、功能强的仪表，越能启发自动化专业人员选好仪表用好仪表。蒸汽流量测量中的温压补偿的目的，是在蒸汽的工

2、况偏离设计工况时，将蒸汽的密度对测量结果的影响予以修正。因为蒸汽是处于气体状态，在其温度、压力变化时，其密度有很大的变化，如果不进行补偿，引起的误差是很大的。例如设计压力为1MPa(表压)的饱和水蒸气，当压力下跌到0.8MPa时，密度下降到设计值的82%，若不进行温压补偿，对差压式流量计的影响是使示值升高10.4%，而对涡街流量计的影响是使示值升高21.9%。显然，对温度、压力变化的流量测量对象，除直接法质量流量计外，必须进行温压补偿。但是自控设计人员在实施温压补偿时遇到了一些问题，因为水蒸气在输送过程中难免要发生相变，例如过热蒸

3、汽在经过长距离输送后，往往因沿途损失热量而脱离过热状态，进入饱和状态，甚至变成汽液两相，如果仍按过热蒸汽来处理是否会有问题？饱和水蒸气在送到生产装置后往往要先减压再使用，那么，减压后的蒸汽是否仍然是处于饱和状态等等。对于这些问题，如果处理不当，就会引起额外的误差。下面就以我们实际工作中所遇到的问题，结合具体的仪表进行分析和讨论，以求收到抛砖引玉之效。二、蒸汽密度的求取流量测量中温压补偿的主要任务是将蒸汽的温度、压力测量出来并据此求出蒸汽密度。我们所使用的流量二次表是FC6000型通用流量演算器，在该仪表中，蒸汽温压补偿采用查表和内

4、插相结合的方法求取蒸汽密度，在仪表的EPROM中写入三个蒸汽密度表,1号表是过热蒸汽密度表，另外两个是饱和蒸汽密度表，采用的都是国际蒸汽密度表1967IFC。其中，过热蒸汽密度表有两个自变量，即蒸汽温度和蒸汽压力。而饱和蒸汽密度表都只有一个自变量。2号表是蒸汽压力为自变量。3号表是蒸汽温度为自变量。这样，测得蒸汽温度或测得蒸汽压力都能通过查表求得蒸汽密度。究竟是选查ρ=f(p)表格还是ρ=f(t)表格，则在填写组态菜单时由用户自己选定。1.查表的优先权问题对于过热蒸汽来说，蒸汽密度随蒸汽温度、压力变化的关系是三维空间中的一个曲面，

5、有两个自变量，因此在查密度表时就存在一个优先权的问题。若先从压力查起，就称压力优先；若先从温度查起，就称温度优先。对于饱和蒸汽来说，若选压力补偿，则为压力优先；若选温度补偿，则为温度优先。上述三种情况优先关系，用户在填写菜单时指定，如表1所示。1表1优先权指定表蒸汽温度蒸汽压力补偿运算优先项目13I测定值测定值压力0测定值手动设定值温度1手动设定值测定值压力2手动设定值手动设定值压力32.蒸汽状态判别问题图1过热蒸汽密度表示意图FC6000型仪表具有蒸汽状态判别功能。根据判别结果，查不同的密度表。以过热蒸汽为例，在图1所示的查表示

6、意图中，从压力测定值P0出发去查温度，如果温度测定值大于饱和温度t1，则判别蒸汽为“过热蒸汽”，查1号密度表，例如，t=t2则ρ=ρf2。如果温度测定值小于t1，则判别蒸汽状态为“过饱和蒸汽”，查2号密度表，ρ=ρf1，此时，温度信号与压力信号不平衡，所以，仪表自诊断显示“000800”代码。3.饱和蒸汽密度求取方法如果优先指定栏内填入2(压力优先)，则“手动设定”温度置100℃，从压力测定值出发，查出饱和温度。因为此时温度信号取“手动设定”值，所以判别蒸汽状态为“过饱和蒸汽”(如图2所示)，查2号密度表。如果优先指定栏内填入1（

7、温度优先），则手动设定压力一般置22MPa（密度表中压力上限），从温度测定值出发，查饱和压力，因为此时压力信号取“手动设定”值，所以判别蒸汽状态为“过饱和蒸汽”(如图3所示)，查3号密度表。上面所谈的蒸汽密度求取方法，对用户来说，不一定都要搞清楚，因为用户只需根据自己所用的流体参数选择合适的补偿方法，并在菜单中填入有关数据即可。但是对于饱和蒸汽来说，究竟是采用压力补偿还是温度补偿倒是很重要的。三、饱和蒸汽应采用何种补偿饱和蒸汽采用压力补偿和温度补偿，从本质上来说是一样的，因为饱和状态的蒸汽压力和温度之间呈单值函数关系，从蒸汽压力查

8、出的密度同与此压力相对应温度查出的密度是一致的。因此，采用压力补偿和温度补偿都是可行的。从节约投资和减少安装工作量的角度来看，是温度补偿更合算一些，因为一支铂热电阻的价格只及压力变送器的几十分之一到几分之一。从补偿精度来看，主要取决于所选的压力变送