蒸汽流量測量的溫度壓力自動補(bǔ)償(以下簡稱溫壓補(bǔ)償)，國內(nèi)20世紀(jì)六七十年代就已開展這一工作，當(dāng)時得益于氣動、電動單元組合儀表中計算單元的發(fā)展和完善。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這一工作更是有了長足的進(jìn)步。但蒸汽流量溫壓補(bǔ)償基本的原則及應(yīng)用中的一些問題并沒有變。以下七點(diǎn)不容忽視!
◆ 壓力補(bǔ)償
將壓力設(shè)定為規(guī)定值進(jìn)行的自動控制叫做壓力補(bǔ)償。大多數(shù)流體(尤其是氣體)的密度會隨著工況條件的變化而變化，所以流體的密度要進(jìn)行壓力補(bǔ)償.
◆ 溫度補(bǔ)償
電子元器件通常都有一定的溫度系數(shù)，其輸出信號會隨溫度變化而漂移，稱為“溫漂”，為了減小溫漂，采用一些補(bǔ)償措施在一定程度上抵消或減小其輸出的溫漂，這就是溫度補(bǔ)償。
◆ 差壓補(bǔ)償
將差壓等被測工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電氣統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號，然后將此信號送至其他單元以實現(xiàn)對上述工藝參數(shù)的自動檢測或自動調(diào)節(jié)，叫做差壓補(bǔ)償。
測量蒸汽流量時為什么要進(jìn)行溫度或壓力補(bǔ)償？
按照測量原理來說，我們的流量計實際上只能測量當(dāng)前工況下流體流過的體積，所以這個情況對我們不適用。我們實際上使用的時候，是想測量流過多少質(zhì)量的流體。而蒸汽在不同的壓力和溫度下，密度變化很大，所以就要在測量蒸汽流過多少體積的同時要測量壓力和溫度。只有時刻了解蒸汽的密度才可以，準(zhǔn)確測量出蒸汽的質(zhì)量。
所謂補(bǔ)償，就是根據(jù)流體的溫度和壓力數(shù)據(jù)來計算出流體的密度，從而根據(jù)測量出來的流體體積，計算出流體質(zhì)量。至于蒸汽流量補(bǔ)償，如果蒸汽是飽和蒸汽就要進(jìn)行壓力或者溫度補(bǔ)償(溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償可選其一，但壓力補(bǔ)償效果更好，請參閱飽和蒸汽流量測量壓力補(bǔ)償比溫度補(bǔ)償精度高)。如果是過熱蒸汽則要同時進(jìn)行溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償同時進(jìn)行。
注意一點(diǎn)，在水蒸汽的分類中，飽和蒸汽和過熱蒸汽，千萬不能弄錯，因為飽和蒸汽的密度是高于過熱蒸汽的，在流量積算儀的選擇和設(shè)置時一定要注意。一旦在這個地方搞錯，會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)然也有一些渦街流量計，除了接測量流量的裝置外，同時也接有測量溫度和壓力的裝置。
1、溫壓補(bǔ)償?shù)膶嵸|(zhì)
蒸汽的溫度和壓力改變時，蒸汽的密度就會跟著變化，導(dǎo)致蒸汽流量計產(chǎn)生測量誤差。為減少誤差，可以采取溫壓補(bǔ)償方式來減少測量誤差。溫壓補(bǔ)償?shù)膶嵸|(zhì)就是被測蒸汽的溫度、壓力與設(shè)計時采用的數(shù)值不符時，而采取的蒸汽密度修正措施。密度修正措施既可人工進(jìn)行，也可用流量積算儀或DCS自動進(jìn)行。
2、溫壓補(bǔ)償?shù)那疤?br />
現(xiàn)引用孔板測蒸汽流量為例進(jìn)行說明。當(dāng)被測蒸汽流量的實際參數(shù)(溫度、壓力)與設(shè)計的參數(shù)不一致時，其流出系數(shù)C、流束線脹系數(shù)ε、孔徑d等值都會改變。但當(dāng)蒸汽的溫度、壓力波動不大，即工況參數(shù)偏離設(shè)計參數(shù)不太多，對測量影響較小時，采用溫壓補(bǔ)償措施才能達(dá)到理想的測量精度。其補(bǔ)償公式大多為經(jīng)驗公式，在流量積算儀說明書上都有介紹，可直接選用。但當(dāng)工況參數(shù)偏離設(shè)計值太多或工況參數(shù)波動頻繁且太大時，即使有了溫壓補(bǔ)償措施，仍難達(dá)到測量精度要求，此時對于特定的孔板而言，只能重新計算差壓與流量之間的關(guān)系。但目前已可引入較完善的補(bǔ)償、修正措施了，即通過流量積算儀或DCS對流出系數(shù)C,流束線脹系數(shù)ε、密度ρ進(jìn)行全面修正，但其測量精度取決于算法。要做到全補(bǔ)償還是有一定的難度。
3、溫壓補(bǔ)償措施對兩相流無能為力
在蒸汽流量計量中，當(dāng)蒸汽壓力增大時其密度增加，蒸汽的工況壓力大于設(shè)計壓力時將出現(xiàn)負(fù)誤差，否則將出現(xiàn)正誤差。溫度升高時其密度減小，即壓力、溫度的變化對蒸汽密度的影響是相反的，其同相變化時還可以對誤差有所互補(bǔ)。
通常認(rèn)為過熱蒸汽在管道中流動時屬于單相流，過熱蒸汽的密度由蒸汽的溫度、壓力兩個參數(shù)決定，有時還需要考慮對線脹系數(shù)ε的補(bǔ)償。特別要指出的是在溫度、壓力波動范圍較大及保溫效果不好的場合，過熱蒸汽常會轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝@時就又成了氣液兩相流，即使有了補(bǔ)償措施也難于準(zhǔn)確測出質(zhì)量流量來。
飽和蒸汽的溫度是壓力的單值函數(shù)，因此可將密度的溫壓補(bǔ)償簡化為壓力補(bǔ)償。但應(yīng)看到，設(shè)計時通常都把飽和蒸汽當(dāng)作干度X=1，把它作為單相流來處理，但實際情況是飽和蒸汽大多數(shù)都是濕蒸汽，它的干度X＜1，此時飽和蒸汽在管道中流動時屬于兩相流體，就是有了壓力補(bǔ)償措施也難以準(zhǔn)確測出質(zhì)量流量來。
4、溫壓補(bǔ)償要從生產(chǎn)實際出發(fā)
采用溫壓補(bǔ)償要綜合考慮，如計量要求、流量計用途、溫度、壓力變送器的成本等因素。對于計量用的一定要采用溫壓補(bǔ)償措施，并應(yīng)選好、選對經(jīng)驗公式及配套的溫度、壓力變送器的精度，并進(jìn)行正確、合理、認(rèn)真地設(shè)置和調(diào)校。對于流量積算儀應(yīng)從生產(chǎn)要求的實際出發(fā)，該補(bǔ)償?shù)木鸵a(bǔ)償，不用和不能補(bǔ)償?shù)膱龊暇筒谎a(bǔ)償。該補(bǔ)償?shù)膱龊喜徊扇⊙a(bǔ)償措施是不對的，但夸大溫壓補(bǔ)償?shù)淖饔靡彩遣煌椎摹τ诒粶y蒸汽流量的實際參數(shù)(溫度、壓力)與設(shè)計的參數(shù)相差不大時，可用下式進(jìn)行密度修正。
5、蒸汽流量測量中正確對待極端情況
有的廠商夸大了溫壓補(bǔ)償?shù)淖饔茫e工藝參數(shù)的極端情況來說明誤差。對于用戶而言，一定要對實際工況波動頻繁及波動很大的場合持慎重態(tài)度。否則單靠溫壓補(bǔ)償仍難達(dá)到測量精度要求。自控人員應(yīng)建議工藝人員查找工況參數(shù)波動大及波動頻繁的原因，從工藝或設(shè)備上進(jìn)行改進(jìn)才是上策。假設(shè)某流程生產(chǎn)、設(shè)計要求蒸汽壓力為1.2MPa，溫度為220℃向后工段供汽。但供汽壓力經(jīng)常只有0.5MPa，而溫度卻到300℃，這樣的供汽質(zhì)量，后工序能正常生產(chǎn)嗎？這時應(yīng)該從生產(chǎn)管理或設(shè)備上找原因，并解決問題才行，因為這也超出了計量的范疇，工藝參數(shù)大大偏離了設(shè)計值，僅依靠溫壓補(bǔ)償顯然是不行的，再者，連后工序的生產(chǎn)都難以保證了，計量也沒有什么實際意義了。
6、測量誤差的計算差別
當(dāng)實際工況的溫度、壓力發(fā)生變化，蒸汽的密度將偏離設(shè)計值，即流量儀表示值將產(chǎn)生誤差，對于誤差可進(jìn)行計算。
先復(fù)習(xí)一下誤差的內(nèi)容：
絕對誤差△=X-X0
◆ 相對誤差δ=絕對誤差△÷X0×100%
◆ 引用誤差r=絕對誤差△÷A×100%
以上三個公式中X為真值，其可為相對真值或約定真值；X0為測量值；A為測量儀表的滿量程。
對流量的定義是：M1為實際工況下的流量；M2為設(shè)計狀態(tài)下的流量；M3為溫壓補(bǔ)償后的流量。對于誤差計算，所見文獻(xiàn)的計算算式分別有：
從上四個公式可看出，由于采用的算式不同而略有差別，計算結(jié)果也會有所差異。
7、要避免出現(xiàn)新的誤差
采用溫壓補(bǔ)償時都要用到壓力變送器，這時應(yīng)考慮：大氣壓及液柱靜壓力的影響，以免出現(xiàn)新的誤差。分述如下。
大氣壓力引起的誤差，由于溫壓補(bǔ)償?shù)慕?jīng)驗公式中，都包含有蒸汽絕對壓力這一參數(shù)，而一般做法是用壓力變送器，把檢測出來的蒸汽表壓力加上當(dāng)?shù)卮髿鈮簛肀硎窘^對壓力，因此在建立數(shù)學(xué)模型時，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)卮髿鈮簛碛嬎悖荒懿患訁^(qū)別采用近似等于0.1MPa來代替大氣壓，尤其是海拔較高的地區(qū)及所測蒸汽壓力較低時，更應(yīng)引起注意。如果選用絕對壓力變送器則不會產(chǎn)生上述影響。
液柱靜壓力引起的誤差，由于各種壓力變送器的取壓口與變送器本體大多不可能處于同一高度，因此冷凝水的靜壓力對變送器的輸出會造成影響，而產(chǎn)生附加誤差。取壓口與變送器的垂直距離越大則影響越大，這一影響對普通壓力變送器、絕對壓力變送器都存在影響。這時可采取零點(diǎn)遷移和加修正值的方法來調(diào)整壓力變送器，以消除影響。
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