影响蒸汽流量计正确测量的因素和解决方法.ppt
《影响蒸汽流量计正确测量的因素和解决方法.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《影响蒸汽流量计正确测量的因素和解决方法.ppt(40页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、影响蒸汽流量计正确测量的因素及解决方法,2012年5月,我公司蒸汽流量计有:孔板流量计,喷嘴流量计,涡街流量计,弯管流量计等。蒸汽的计量不同于其它流体如水、空气等介质,在实际测量中影响其精确测量的因素较多,同时在国内关于蒸汽测量方面也存在不少误区。影响正确测量蒸汽流量的因素很多,下面我们分析一下影响正确测量蒸汽流量的因素及处理方法。,公司流量计简介,问题一:我公司所用的蒸汽流量计有哪几种?,一、蒸汽流量的变化对测量的影响 公司内的用汽负荷比较稳定,热用户、生产用汽单位的用汽,由于用汽的时间性、生产任务、人为因素等原因的用汽量我们可能无法知道或变化很大,流量计必须能够测量从极端的低负荷至最大负荷
2、的整个范围。因此流量计在可能的流动工况下具有尽可能大的量程比。但涉及量程比时我们还要注意,因为量程比是居于现实的流动速度上,通过查资料发现对于蒸汽系统一般的最大允许速度为35ms,更高的流动速度会引起系统的冲蚀和噪音。比如标准孔板、标准喷嘴、弯管等流量计流速超过量程时由于变送器的量程限制流量不增加,仍显示为最大量程。涡街流量计流速超过量程时,由于噪音的影响,发现有的涡街流量计量程不但不增加,反而减少。而不同的流量计允许的最低流速是不同的,根据流量测量原理,大部分流量计有小信号切除的功能,因此对于流量变化比较大的系统,很容易造成在低流量(低流速)时有些流量计无法正确计量或不能计量的事实。仪表的选
3、型时要尽可能选择流量量程比大的流量计,避免在测量小流量时不正确或流量“丢失”现象,但具体如何选择还要根据具体情况而定。问题二:如何消除蒸汽流量的变化对测量的影响?,二、蒸汽压力和和温度变化引起的密度变化 在理想情况下,蒸汽的压力能保持绝对的恒定。然而,在现实世界中,由于蒸汽系统负荷的变化、系统的压力降,炉、机运行参数的变化,热网热用户用汽量大小等原因都会引起压力的变化,有时这种变化是很大的,在输送蒸汽的过程中即使在压力不变,由于蒸汽管道的对外散热,也要损失掉一部分热量,从而引起温度的变化,导致蒸汽密度发生了变化。如孔板流量计:孔板和差压变送器输出的是差压信号。其质量流量与流量计的几何外型、差压
4、平方根和密度平方根有关。其质量流量公式是,其中:qm流体质量流量Kg/s d节流件孔径 c流体流出系数 节流件孔径与管道内径d/D 节流件装置上游取压口处的流体密度Kg/m3 流束膨胀系数 p节流装置上下游取压口的压力之差,孔板和差压变送器输出的差压信号只和流体流速有关,而和介质的密度、压力、温度无关。即对于给定的流动速度,1MPa和05MPa的蒸汽,或300和200的蒸汽,对同一个孔板和差压变送器其输出信号是相同的。因此,对于一个孔板式蒸汽流量计如果指定在某压力或温度下工作,而实际运行于不同的压力和温度,即在一定的差压下,因温度和压力变化引起的误差可用以下方法简单计算:,其中:e基于真实流量
5、的误差,sp指定压力温度下的蒸汽密度,Kg/m3 act实际工况下的蒸汽密度,Kg/m3,应用举例 一,一个孔板蒸汽流量计如果指定在过热蒸汽压力为05 MPa下工作,而实际的运行压力为04MPa。通过查过热蒸汽密度表得知:在相同的温度(290)下压力为05 MPa的蒸汽密度为19495Kg/m3,压力为04MPa的蒸汽密度为15554Kg/m3。注:以上压力是指绝对压力,如果不告知,下面所说的压力均为绝对压力。其测量误差为:e1.94951.5554一1100+119,应用举例二,一个孔板蒸汽流量计如果指定在过热蒸汽温度为290工作,而实际的运行温度为250。通过查过热蒸汽密度表得知:在相同压
6、力下(05 MPa)温度为290的蒸汽密度为19495Kg/m3,温度为250的蒸汽密度为21081Kg/m3。其测量误差为:e1.94952.1081一110038,再如涡街流量计:涡街流量计质量流量公式:qm(3600fK)f频率(Hz)K仪表系数 涡街流量计的测量探头信号输出只和流速有关,而和介质的密度、压力、温度无关。即对于给定的流动速度,1MPa和05MPa的蒸汽,或300和200的蒸汽,对同一个涡街流量计探头其输出信号是相同的。因此,对于一个涡街蒸汽流量计指定在某压力或温度下工作,而实际运行于不同的压力和温度,其因温度和压力变化引起的误差可用以下方法简单计算:espact一1100
7、 其中:e基于真实流量的误差,sp指定压力温度下的蒸汽密度,Kg/m3 act实际工况下的蒸汽密度,Kg/m3,应用举例 三 一个涡街蒸汽流量计指定在过热蒸汽压力为05 MPa下工作,而实际的运行压力为04MPa。通过查过热蒸汽密度表得知:在相同的温度下(290)压力为05 MPa的蒸汽密度为19495Kg/m3,压力为04MPa的蒸汽密度为15554Kg/m3。其测量误差为:e(1.94981.5554一1)100+253 再如:一个涡街蒸汽流量计指定在过热蒸汽温度为290下工作,而实际的运行温度为250。通过查过热蒸汽密度表得知:在相同压力(05 MPa)下温度为290的蒸汽密度为1949
8、5Kg/m3,温度为250的蒸汽密度为21081Kg/m3。其测量误差为:e(1.94982.1081一1)10075,三、蒸汽干度对于饱和蒸汽的影响 目前,用于测量蒸汽流量的流量计大部分为体积流量计。首先测得体积流量,然后通过蒸汽的密度(固定密度或根据温度、压力补偿)计算质量流量,也就是假定蒸汽为完全干燥。但是,蒸汽并非完全干燥,这几乎适用于所有的情况,特别是目前国内产生的蒸汽品质不同,蒸汽输送管道没有有效的凝结水排放。因此通过以上方法测得的蒸汽质量不尽正确。如果不考虑蒸汽干度的影响,得出的数据会低于实际的流量。实际的蒸汽流量和假定干蒸汽(蒸汽干度=1)所测得的流量可以用以下公式近似表达:Q
9、mxQmdx12 其中:Qmx实际干度下的质量流量kgh Qmd干饱和蒸汽下的流量kgh x蒸汽干度,通过上述公式,如果蒸汽的干度为095,而测量时认为100的干蒸汽,则实际测量误差为:eQmxQmd1 1x12 1 109512 1 26 因此流量计的积算仪应该包括能设置饱和蒸汽干度的功能。但在实际工况确定蒸汽的干度也很困难。如果能够改进蒸汽流量计入口处的蒸汽品质,则能改进蒸汽流量计的测量精度。因此,对于饱合蒸汽干度的影响,应注意干度的的修正,确保高品质的蒸汽流经流量计。建议在流量计的上游安装汽水分离装置,以提高测量正确性。,四、流体相变对测量结果的影响1.汽相变液相 过热蒸汽在经过长距离输
10、送后,往往会因为热量损失温度降低而脱离过热状态,进入饱和状态,甚至部分蒸汽冷凝变成水滴而出现相变。这些水滴对流量测量结果究竟有多大影响,下面举例说明。有一常用压力为 1.0MPa 的过热蒸汽,其流量为qm,假设经长距离输送后有10%qm 冷凝成水滴,令其为qmL,而保持汽态的部分为qms,从定义知,此时湿蒸汽的干度为,由于采用温压补偿,所以按照临界饱和状态查表,得到此时的蒸汽(干部分)密度为s=5.6808kg/m3,查水密度表知此时水滴的密度为L=882.47kg/m3,显然水滴与蒸汽干部分的体积流量为,由定义知,蒸汽干部分体积流量占湿蒸汽总体积流量之比 RV 为,在该例中,RV=99.93
11、%,由此可见,在湿蒸汽中,水滴所占的体积可忽略不计。问题三:凝结成的水滴在饱和蒸汽体积流量计中有何影响?,2.蒸汽状态判别 蒸汽状态判别其实比较简单。在下图所示的过热蒸汽密度表示意图中,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”;如果温度测定值小于t1,则判别蒸汽状态为“过饱和蒸汽”,此时,温度信号与压力信号不平衡。如果温度测定值等于t1,则判别蒸汽状态为“饱和蒸汽”,此时温度信号与压力信号处于平衡状态。如果我们没有下面的过热蒸汽密度表示意图,也可以通过饱和蒸汽密度表去查温度也可以粗略地估计一下。,问题四:如何判别蒸汽处于何种状态?,当过热蒸汽因热量
12、损失而脱离过热状态后,只可能出现两种情况。一种是进入临界饱和状态,另一种是进入过饱和状态。如果进入临界饱和状态,从理论上讲,流量计不会因此而增大误差,因为在流量计流量计算公式中,根据蒸汽压力查出的与实际密度是相符的。如果进入过饱和状态,情况就复杂了。一般认为,蒸汽干度较高(X95%)时流体可视为单相流体。温压补偿可按通常方法进行,但出现一定误差。在流量计流量计算公式中,是实际流体湿饱和蒸汽的密度,其值比临界饱和状态的大,而且干度越低密度越大。而人们根据压力查出的是临界饱和状态的密度,比实际密度小,所以质量流量计算结果出现负误差。在湿度不进行测量的情况下,X 是未知数,因此,测量结果偏低多少也是
13、个未知数。在蒸汽干度较低(X95%)时,管道中的流体处于二相流状态。情况严重时。流体分层流动,产生误差更大。问题五:过热蒸汽在输送过程中因热量损失后可能是哪种状态?,3.过热蒸汽变成饱和蒸汽,4.湿饱和蒸汽变成过热蒸汽 湿饱和蒸汽变成过热蒸汽,一般发生在湿饱和蒸汽突然较大幅度减压,流体出现绝热膨胀时。(1)相变过程 湿饱和蒸汽中的水滴,其压力和温度处于平衡状态,在压力突然降低而低于平衡压力时,水滴部分蒸发,同时从液相和汽相中吸收汽化热,使汽液相温度降低。如果温度降低得不多或蒸发前湿度较高,都会使温度迅速降低到与新的压力所对应的饱和温度,建立新的平衡。这时蒸汽仍为湿饱和蒸汽。如果压力降低得很多或
14、蒸发前湿度较低,则因水滴蒸发而使温度降低后仍高于新的压力所对应的饱和温度,则蒸汽变为过热状态。(2)蒸发对流量测量的影响 上述蒸发发生后得到的两种结果,前一种对我们的补偿无影响,仅仅是蒸汽中的干部分增加,干度相应增大。如果蒸发发生后,蒸汽变为过热状态,而流量计又恰巧安装在减压之后的管道上。这时对流量计的影响分三种情况。问题六:饱和蒸汽在输送远程中在何种情况下变会为过热蒸汽?,第一种情况是设计时已经考虑到蒸汽变为过热状态或处于何种状态难以确定或有时是过热状态有时是饱和状态,所以采用温压补偿,则上述相变对测量结果无影响。第二种情况是设计时按饱和蒸汽考虑,而且采用压力补偿,则上述相变将带来较小的误差
15、,即过热蒸汽温度同饱和温度之差所对应的密度差造成的补偿误差。第三种情况是设计时按饱和蒸汽考虑,但采用温度补偿,则将过热蒸汽温度当作饱和温度去查密度表。一般会引起较大的误差。(3)应用举例 某一单位输出的蒸汽为饱和蒸汽,并根据各用户中蒸汽压力要求值最高的一个决定供汽压力为1.0MPa(本例中所指的压力为表压)。多数用户在蒸汽总管进换热装置时先经减压阀减压。如下图,用作蒸汽计量装置的涡街流量计安装在减压(稳压)阀之后。原设计按饱和蒸汽考虑,采用温度补偿。经减压,蒸汽总管带入的水滴蒸发完后汽温仍高于饱和温度,呈过热状态,现场采集到的数据如上图所示。这时流量二次表按照所测量到的温度t2=162.4查饱
16、和蒸汽密度表,得2=3.4364kg/m3,而按照t2和P2两个测量值查过热蒸汽密度表,得密度2=2.6928Kg/m3,所以质量流量计算结果出现27.6%的误差,即,e=(22)/2=(3.43642.6928)/2.6928=27.6%在本例中,如果采用压力补偿,则根据 P2=0.42MPa 的信号查饱和蒸汽密度表,应得到2=2.7697Kg/m3,则压力补偿时产生的误差为 e=(22)/2=(2.76972.6928)/2.6928=2.8%(4)解决办法 将蒸汽流量计安装在减压阀之前,上述蒸汽未经减压时,不存在相变问题,所以,将流量计安装在减压阀之前,按饱和蒸汽补偿方法处理,可保证测量
17、精度。如果流量计只能安装在减压阀后面,采用温压补偿。如果减压阀的稳压性能较好,可将流量计上游压力值作为一个恒定值设置到二次表内进行温度压力补偿。问题七:如何消除饱和蒸汽变相为过热蒸汽对流量计的影响?,5、流体现变相一点体会(1)饱和蒸汽的工况补偿,可以采用压力补偿,也可以采用温度补偿。(2)过热蒸汽变成过饱和蒸汽后,对流量计的正确计量有一定的影响,选择流量表及补偿方法要特别慎重。(3)过饱和蒸汽变成过热蒸汽后,若采用的是压力补偿,引入的误差很小;若采用的是温度补偿,引入的误差很大。但合理选择仪表测量点位置。选用合适的补偿方式,可将此误差消除或降到很小。,以上我们讨论的几个比较重要但容易被忽略的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 影响 蒸汽 流量计 正确 测量 因素 解决方法
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5725956.html