温压补偿在气体流量测量中的应用探讨.pdf

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1、2013年6月温压补偿在气体流量测量中的应用探讨温压补偿在气体流量测量中的应用探讨张力涛阎西铭(河南煤化集团中原大化分公司，河南濮阳457000)摘要：介绍了干、湿气体及水蒸气流量测量中的温压补偿方案，还介绍了其它类型流量计的温度、压力补偿，指出几点应注意的问题。关键词：流量测量温压补偿气体流量一、前言q。=(5)由于气体的可压缩性，决定了其流量测量的复杂性，气体的实际流量除了与仪表的测量信号有关，还与式(4)、式(5)相除即可得到当工况偏离设计值时气体的实时密度有关，而气体的密度又是温度和压力密度的补偿公式：(简称温压)的函数。所以，气体的流量测量普遍存在qn√‘qm(6)温压补偿

2、问题。根据被测气体的类型，选用合适的补式中，带下标“s”的参数为设计值。偿函数，实施温压自动补偿。大部分气体，可近似地视为理想气体，其密度可用再由气体状态方程导出的在不同状态下气体的密度转换式：经过补正的理想气体状态方程来表示。有的气体，如水蒸气，即有别于理想气体，其密度不宜简单地用理想p=p．(7)气体状态方程来表示。气体又有干、湿之分，对于湿气便可得到通常使用的温压补偿公式：体，其密度除了与温度、压力有关外，还与湿度有关。近年来，不断涌现的智能化仪表，使气体流量测量的温√朵㈩压补偿变得简便而精确，从而提高了测量精度。从式(8)可见，当气体的实际工况与设计工况相同二、干气体流量测量

3、的温压补偿时，流量计的示值与实际值相符(仅与差压有关)，当实目前，气体的流量测量大部分采用差压流量测量，际工况偏离设计工况时，实际流量还会随着温度、压力其流量基本方程式为：的变化而变化。例如，压力变化25％，流量就会相差q=K^Y／P(1)．50％，可见误差极大。因此，气体流量测量必须进行温压补偿。式中：q为被测气体在工作状态下的体积流量；p三、湿气体流量测量的温压补偿为被测气体在工作状态下的密度；△p为差压；K为系湿气体与干气体的不同点是，其密度除了与温度、数，它包含流量系数、膨胀系数、管道孔径等参数。严格说，它也受温压影响，只是，在常用温压下，这一影响压力有关外，还与湿度有关。虽

4、然湿度对测量的影响与温压比较相对较小，但与仪表的精度比，即不可忽可以忽略。本文讨论的温压补偿是指补偿密度随温压略。湿气体的密度可用下式表示：变化所造成的影响。在实际使用中，仪表的标尺是以标准状态下的流0=0804+FPTX(9)量q为刻度。根据管道内气体流量满足连续性方程：．式中：O．804为温度0~C，一个标准大气压下，水蒸qp=qP(2)气的密度，kg／m；p0、To、P分别表示气体在0'E，一个式中，带下标⋯I1’的参数为标准状态下的值。由此标准大气压下的密度、绝对温度、绝对压力；F为气体的可得到流量在两种状态(标准状态和工作状态)下的转绝对湿度，kg／m。；z为气体压缩系数。

5、换式：将式(9)代入式(6)即得到包含湿度补正的湿气体qn(3)温压补偿公式：·将式(1)代入式(3)得：=L—qn^、／亘三·’√／(0(．P8oo4++F)FP．’qn(1Ⅲ0)q=三p△p(4)

6、，N在工业中，有相当一部分湿气体在通常情况下是而仪表的刻度是按设计工况设置的，即：饱和气体，如：焦炉煤气，高炉煤气，混合煤气等。这类88江西化工2013年第2期气体的绝对湿度是温度的单值函数，这使得有可能在的测量原理不同于孔板，各有特色。某些说明书特别进行温压补偿的同时实现对湿度的补正。对于混合煤指出，本流量计不受密度影响。有些用户可能认为，采气，其密度还受成分配比波动的影响，可以利用

7、智能化用此类流量计不用进行温压补偿了。其实不然，使用仪表丰富的功能，一并实现温度、压力、湿度、配比的自此类流量计测量气体，同样存在温压补偿问题。例如动综合补正。涡街流量计，通过检测涡街频率f，根据f与流速v成正四、水蒸气流量测量的温压补偿比而求得气体的体积流量。其f与v的关系式为：水蒸气流量计的标尺通常是以质量流量q为刻度Sr—(14d—／~rD)d(5)的，其流量基本公式是：-式中：d为漩涡发生体迎着流向的宽度；D为管道q=Kp·／Xp(11)内径；Sr为斯特劳哈尔常数。其密度的补偿公式为：从公式本身看，流体的体积流量与密度无关。但r-z．-q=q．、，／卫p(12)涡街流量计所检

8、测到的体积流量是工作状态下的流量·q。而仪表的标尺是应与标准状态下的流量为刻度的。前面提到，水蒸气不等同于理想气体，其密度与温它们之间的换算关系式就是前面推得的式(3)，即：度、压力没有现成的、精确的函数关系式，只能从手册中，根据温度和压力查表找出相应的密度。用户若需qnq要使用常规仪表实施自动温压补偿，尚须建立合适的由此可见，虽然原理表达式中流量与密度无关，但数学模型。水蒸气密度的数学模型有多种形式，下面是刻度的换算公式中却含有密度。因此，用此类仪表列出