附录四 蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型
附录四-蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型

蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型4.1 热蒸汽计量的补偿在蒸汽的计量上,密度虽然也是温度、压力的函数,但不再遵循理想气体状态方程,且在不同压力、温度区间,函数关系不同,很难用一个简单的函数关系式表示,因此着重论述一下常用水蒸气密度的确定方法4.1.1. 密度的确定:工程上应用的水蒸气大多处于刚刚脱离液态或离液态较近,它的性质与理想气体大不相同,应视为实际气体。
水蒸气的物理性质较理想气体要复杂的多,故不能用简单的数学式加以描述;所以,在以往的工程计算中,凡涉及水蒸气的状态参数数值,大都从水蒸气表中查出。
把水蒸汽状态参数表装入仪表内存中,数据量很大。
随着电子技术的发展,计算机(或单片机)已广泛应用于流量测量仪表中,其存储能力、快速计算能力为准确、快速的确定水蒸气的密度提供了有力的手段。
现在介绍在二次仪表中常用的水蒸气密度的确定方法。
4.1.1.1. 查表法:把水蒸气密度表装入计算机中,根据工况的温度、压力,从表中查出相应的密度值。
4.1.1.2. 计算法:◆自己拟合公式(或者出版物给出的公式)◆乌卡诺维奇公式◆ IFC1967公式而目前,我们在用的拟合公式为:(1)式中:t-温度,℃;P-表压,Mpa;蒸汽实际工况条件为:工作压力变化范围:0.1~1.1MPa672工作温度变化范围:160~410℃取特殊点对公式(1)验证1) p=0.2 MPa、t=160℃查表得ρ=1.01626kg/m32) p=0.5Mpa、t=200℃查表得ρ=2.35294kg/m33) p=0.8 MPa、t=250℃查表得ρ=3.41064kg/m34) p=1.1 MPa、t=400℃查表得ρ=3.59454kg/m3通过以上计算,我们目前采用的密度补偿公式的计算误差太大,不能满足计量仪表的要求。
如果在计算过程中将温度单位按热力学温度K来计算,就无从谈起其精度了。
我部的能源计量绝大部分已进入微机网络,因此,理想的是采用“IFC1967公式”(见附录)。
DCS计算公式及温压补偿的说明

DCS 流量计算公式计温压补偿的说明变送器输出的是4~20mA 的电流信号,分为开过根和未开根两种。
1. 变送器输出信号未开根我们知道变送器中,4mA 时代表输出为0,20mA 时代表输出为设定的差压最大值。
定义这个输出的量为DP ,设定的变送器最大差压为0.5kpa 。
那么当变送器输出为15mA 时,给到上位机的差压信号就是1540.50.34375204Dp -==- 其中,15是实际电流,20是最大电流,4是最小电流,0.5是最大电流是的差压。
流量计算公式可以简单的用'Q C =其中C ’就是流量系数2. 变送器输出信号已开根如果变松器输出的电流信号开过根了,那Dp ’即, ''Q C Dp =⋅如果开根后的输出电流为15mA ,那154'0.50.34375204Dp -==- ,直接代入上面的等式。
另,由于在测量气体是,温度和压力的变化,造成气体体积和密度的变化,故需要对测量过程进行温度和压力的补偿。
1. 未开根信号对于未开根信号,补偿公式如下N Q =实 其中,N Q 实是实际流量,Nm Q 为设计最大量,m Dp 为设计最大量下的差压值(见计算书),Ts ,Ps 为设计条件下的绝对温度、绝对压力。
Dp 是测得的差压值,P 、T 是实际测量得到的绝对温度和绝对压力。
2. 已开根信号对于已开根的信号,补偿公式变换为NDp'Q=实Dp’是开根后输出的量关于变送器的设置,调完零以后,只要将最大测量值设置成计算书上的最大差压值就可以了,最小值不变为零。
(详见附件计算书,红色椭圆框出来的数值即为最大差压值,计算书的最小差压值不用设置)。
蒸汽流量测量中的温度压力补偿

Ke wo ds s e m l ; m e s e e ; t p at r nd p e s e c m pe aton y r : t a fow a ur m nt em er u e a r sur o ns i
蒸 汽 在 电 力 、 铁 、 化 、 织 、 市 供 热 钢 石 纺 城 等 生 产 、 活 领 域 有 着 广 泛 的 应 用 , 确 地 测 生 准 量 蒸 汽 流 量 对 生 产 过 程 的 自动 控 制 、 划 管 计
( n z o ta T r ieC . t . Ha g h uS e m u bn o ,L d ,Ha g h u 3 0 2 ,Ch n ) n z o 10 2 ia
Absr c : n i r t a t A ntodu ton s e ng c i i b i pr e e t t sc es nt d o he ba i prn i e t m fow m e s r m e u i i c pls of sea l a u e nt sng orfc a e,aswel a he ne e st f se iie pl t l st c s iy o t am em pe at r nd p e s e c t r u e a r sur om pe a i n t e s em e . ns ton i he m a ur 、 高 经 济 效 益 等 商 提
方 面都 有 重 要 意 义 。蒸 汽 是 汽 轮 机 的 工 质 , 在 能 量 转 换 过 程 中 准 确 测 量 计 算 出 实 际 蒸 汽 的 消 耗 量 是 分 析 评 价 工 业 汽 轮 机 装 置 效 率 的 重 要 前 提 。 目前 蒸 汽 流 量 的 测 量 通 常 采 用 孔 板 作 为 一次 元件 , 制造 、 装 方便 , 本 低廉 。 其 安 成
蒸汽流量计温压补偿公式

蒸汽流量计温压补偿公式好的,以下是为您生成的关于“蒸汽流量计温压补偿公式”的文章:咱先来说说这蒸汽流量计温压补偿公式啊,这东西在工业领域那可是相当重要!就拿我之前在一家工厂的经历来说吧。
那时候我跟着师傅在车间里到处转悠,学习各种设备的运行原理和相关知识。
有一天,我们接到任务,要对厂里的蒸汽流量计量系统进行检查和优化。
我跟着师傅来到那个巨大的蒸汽管道旁边,上面安装着各种仪表,其中就有蒸汽流量计。
师傅指着那个流量计对我说:“小子,这蒸汽流量的测量可没那么简单,温度和压力的变化都会影响测量的准确性,所以就需要用到温压补偿公式。
”那时候的我,一脸懵,啥是温压补偿公式啊?师傅看我那迷茫的样子,笑了笑,开始给我耐心讲解。
这蒸汽流量计温压补偿公式啊,简单来说,就是为了修正由于温度和压力变化导致的蒸汽密度变化,从而更准确地测量蒸汽的流量。
比如说,在不同的温度和压力条件下,蒸汽的密度是不一样的。
如果不进行补偿,测量出来的流量就可能有很大的误差。
师傅还特意给我举了个例子。
假设我们在一个标准大气压下,测量到的蒸汽流量是100 立方米/小时,但是实际的工作压力是2 个大气压,温度也有所升高。
这时候,如果不进行温压补偿,我们就会误以为蒸汽的流量就是 100 立方米/小时,但实际上,由于压力和温度的变化,蒸汽的密度变大了,真正的流量可能只有 80 立方米/小时。
为了更准确地计算,温压补偿公式就派上用场了。
常见的温压补偿公式有好几种,比如理想气体状态方程、蒸汽表法等等。
这些公式都有各自的适用范围和优缺点。
就拿理想气体状态方程来说吧,它的形式大概是这样:P×V =n×R×T。
这里的 P 是压力,V 是体积,n 是物质的量,R 是气体常数,T 是温度。
通过这个公式,我们可以根据测量到的压力和温度,计算出修正后的蒸汽体积。
在实际应用中,我们还需要考虑蒸汽的类型,是饱和蒸汽还是过热蒸汽。
饱和蒸汽的温压补偿相对简单一些,而过热蒸汽就稍微复杂一点。
蒸汽流量测量的温度、压力补偿原理与DCS算法

据以曲线 、表格的形式提供给节流件设计人员 。
节流件的具体型式可以是各种各样 ,但不管哪一
种它的流量系数 α0都必须由实验数值确定 。根据对 以往实验数据的分析 ,总结了一批按一定的形状与要
求进行设计 、加工 、安装的节流件 ,可以保证其流量系
数的误差在一定的范围内 ,因此它们的数 值可以通
用 ,而不必个别加以试验确定 ,经过有关机构确认的
的差别 ,流体实际工况越接近节流件设计工况 ,那么
流量测量越准确。进行温度 、压力补偿可以有效地减
小由于实际工况偏离设计工况而造成的系统误差 。
3 DCS中过热蒸汽流量测量温度 、压力补偿的算法
在 DCS中 ,实现过热蒸汽流量测量的温度 、压力
补偿实质上就是将以上计算过程用计算机程序予以
实现 。由于 DCS厂商众多 ,不同厂商的 DCS提供给
算工况密度 ρ2 。 密度表仅给出部分点的数值 ,必须经过线性拟合
计算工况密度 ,密度表分度越细 ,拟合精度越高 。
a) 线 性 拟 合计 算 压 力 为 4. 375 M Pa 温 度 为
450℃的密度 :
(4. 375 - 4. 0 ) ( 14. 150 7 - 12. 50 8 7 ) / ( 4. 5 -
况下的密度得出的 ; 补偿后的流量是以蒸汽在实际工 况下的密度得出的 。可以进行以下推导得出蒸汽流
量测量的密度补偿公式 :
设 :蒸汽在节流件设计工况下的密度为 1 , 蒸汽在实际工况下的密度 2 , 未补偿的流量为 q1 , 补偿后的流量为 q2 。
将 1 、2 代入式 7 并相比得出 :
q2 = 2
当为过热蒸汽在设计工况下的流量 ,也就是未补偿的
流量 。
蒸汽测量均速管流量计温压补偿

一.过热蒸汽测量威力巴流量计算软件常用的公式有用差压计算质量流量。
下面我们用差压计算质量流量来举例说明。
测点:华劲FE-8205,介质:过热蒸汽管径:,480 x 12mm 压力:1.18MpaG 温度:197 C刻度流量:130ton/H当地大气压:100 Kpa 威力巴选用10#探头,计算单见下图计算软件流量计算公式为:qm C' hw 1/2, C' N K D2工1/2qm :质量流量(后面我们用Q m来表示),单位kg/HC':流量常数,有多个常数组成,无量纲数。
hw :差压(后面我们用来表示),单位Kpa。
N :单位换算常数,由软件自动给出,无量纲数。
该测点中N=0.00012643K :威力巴的K系数,由软件自动给出,无量纲数。
该测点中K=0.7641Yv:气体膨胀系数,由软件自动给出,无量纲数。
该测点中Yv =0.9992D :管道内径,单位mm。
该测点中D=456f :介质工况密度(后面我们用工来表示),单位kg/M3。
由计算单中得知,130ton/H对应差压为6.497Kpa。
因过热蒸汽的密度受温度、压力影响较大,因此要加上温压补偿才能使得测量准确,下面我们分别对二次仪加温压补偿的情况进行说明。
过热蒸汽计算书:L Flow EquationModel N D .: V150H80 mm EXACT) -10-H-PS CuEtnilier'HuaJin ZhiYe Serial No.:1112C032CCustomer PO: FE-8S05Processed By;ChenNmgNin^Tag NoVeris Ref jPipe Size4A0 mm EXACTProcess Datt: 2011-12-06 14 34:06ID - 456 Wall = 12File Name : 1112C032C wfc Prm:色Fluid Name;Super HeatedVeraCalc7?用聞 ^VCS-0lB-Rt\/5.4 13Flow CalculationiEftiS VerabarMnss Flow Rare for SteamQ 严h w =[^r] C/ = N-K-Y V *F ; D 2V” Nolesvsais00503 ' Rrams (JO3J G52-855G 'Ftfj£.f303} 852-5552 03T5 JWoMrah Rif* RR BCS ' WHKf iGOrf CcT*f电艸F祜H ME *onrtr (877) flJZ^JTOO fTofl * W^b 诩曲”理『祐讹空#n1. DCS 系统的设定差压变送器设定:4mA ~ OKpa 20mA ~ 6.497Kpa ,输出信号未开方。
流量测量中温度、压力补偿数学模型建立

《自动化技术与应用》!""!年第!#卷第六期经验交流Teclnical Communication流量测量中温度、压力补偿数学模型建立Modelling of the Temperature-pressure Correction in Flow-Mea-suring哈尔滨燃气化工总公司张伟哈尔滨市输气公司张宇Zhang Wei Zhang Yu摘要:在流量测量中,为精确测量流量应进行温度、压力补偿修正,本文重点介绍应用计算机建立温度、压力补偿数学模型。
关键词:温度补偿压力补偿Abstract:Temperature-pressure correction is used to measure flowrate accurately in flowmeasuring.This paper presented detailed introduction of the form-ing of the mathematic model about temperature-pressure correction by using computer.Kewords:Temperature correction Pressure correction中图分类号:TK313文献标识码:A文章编号:1003-7241(2002)06-0066-02引言哈尔滨燃气化工总公司长输管线高楞分输站煤气流量计采用日本横河涡街流量计,该流量计所测流量为工况下流量,受温度、压力影响很大。
为精确测量流量,需将工况下的流量转换成参考状态下流量,实现温度和压力修正(即温度、压力补偿)。
我公司在实际生产中利用计算机进行温度、压力的补偿计算,下面就为实现流量智能计算如何建立数学模型进行探讨。
2建立温度、压力补偿的数学模型流量测量中温度和压力的修正公式如下:F0=P+1.0332P b+1.0332·T b+273.15T!+273.15Fi(1)Fi—已测流量F0—修正后流量p—已测压力T—已测温度P b—参考压力T b—参考温度令F=f0X F S,Fi=fi X F S,P=p X P S,T=I X T S(2)F S—流量计量程P S—压力变送器量程T S—温度变送器量程f0,Fi—0%~100%p,I—0%~100%将(2)代入(1)式导出f0=T b+273.15T sP b+1.0332P s·P+1.0332Pst+273.15!Ts fi(3)当只进行温度修正时,即将P=Pb/Ps代入(3)式有:f0=T b+273.15T st+273.15T!s·fi=C1t+C!2fi这里C1=T b+273.15Ts,C2=273.15Ts建立数学模型:TC(f,I,C1,C2)=C1t+C!2f当只进行压力修正时,即将I=Tb/Ts代入(3)式有:f 0=P+1.0332PsPb+1.0332!Ps·fi=C1(P+C2!)f这里C1=PsPb+1.0332,C2=1.0332Ps建立数学模型:PC(f,p,C1,C2)=C1·(P+C2!)·f温度压力都进行修正时,即f0=Tb+273.15TsPb+1.332Ps·P+1.0332Pst+273.15!Ts·fi经验交流Teclnical Communication《自动化技术与应用》!""!年第!#卷第六期令C 1=(Tb +273.15)/Ts(Pb +1.0332)/Ps C 2=1.0332Ps C 3=273.15Ts代入上式有f 0=C 1·P +C 2t +C !3·f 3实例计算高楞煤气站设计Pb =15Kgf /cm 2,Tb =8C ,Ps =4Kgf /cm 2,Ts =100C ,建立修正数学模型。
蒸汽计量温压补偿方式的探讨

蒸汽计量温压补偿方式的探讨
蒸汽计量是指对流动蒸汽的质量或热力学参数进行测量和计量的过程,而蒸汽的温度和压力是蒸汽计量中两个重要的参数。
在蒸汽计量中,需要进行温压补偿操作,以消除温度和压力对蒸汽计量结果的影响。
蒸汽的温度对蒸汽计量结果的影响主要体现在气体测量中的体积变化。
根据理想气体状态方程,气体的体积与温度成正比。
当蒸汽的温度发生变化时,会导致计量仪表输出的体积也发生变化。
为了消除这种影响,可以使用温度传感器对蒸汽的温度进行测量,并将测量结果应用于计量仪表的修正运算中。
针对蒸汽计量温压补偿的方式,一种常用的方法是应用修正计算公式。
修正计算公式通常包括温度修正系数、压力修正系数和容积修正系数等。
温度修正系数和压力修正系数是通过对蒸汽的温度和压力进行测量得到的修正系数,用于校正计量仪表输出的体积或质量值;容积修正系数是根据蒸汽的压力、温度和流量参数等进行修正计算得到的系数,用于校正计量仪表输出的体积或质量值。
除了修正计算公式,还可以采用自动温压补偿装置来实现蒸汽计量的温压补偿。
自动温压补偿装置通常由温度传感器、压力传感器和补偿控制器组成。
温度和压力传感器用于实时监测蒸汽的温度和压力,然后将测量结果传输给补偿控制器,补偿控制器根据预设的补偿方式和算法进行修正运算,并将修正结果应用于计量仪表的输出。
蒸汽计量中的温压补偿是保证计量结果准确和可靠的重要环节。
通过应用修正计算公式或自动温压补偿装置,可以消除温度和压力对计量结果的影响,提高蒸汽计量的精度和可靠性。
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蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型
4.1 热蒸汽计量的补偿
在蒸汽的计量上,密度虽然也是温度、压力的函数,但不再遵循理想气体状态方程,且在不同压力、温度区间,函数关系不同,很难用一个简单的函数关系式表示,因此着重论述一下常用水蒸气密度的确定方法
4.1.1. 密度的确定:
工程上应用的水蒸气大多处于刚刚脱离液态或离液态较近,它的性质与理想气体大不相同,应视为实际气体。
水蒸气的物理性质较理想气体要复杂的多,故不能用简单的数学式加以描述;所以,在以往的工程计算中,凡涉及水蒸气的状态参数数值,大都从水蒸气表中查出。
把水蒸汽状态参数表装入仪表内存中,数据量很大。
随着电子技术的发展,计算机(或单片机)已广泛应用于流量测量仪表中,其存储能力、快速计算能力为准确、快速的确定水蒸气的密度提供了有力的手段。
现在介绍在二次仪表中常用的水蒸气密度的确定方法。
4.1.1.1. 查表法:把水蒸气密度表装入计算机中,根据工况的温度、压力,从表中查出相应的密度值。
4.1.1.2. 计算法:
◆自己拟合公式(或者出版物给出的公式)
◆乌卡诺维奇公式
◆ IFC1967公式
而目前,我们在用的拟合公式为:
(1)
式中:
t-温度,℃;
P-表压,Mpa;
蒸汽实际工况条件为:
工作压力变化范围:0.1~1.1MPa
672
工作温度变化范围:160~410℃
取特殊点对公式(1)验证
1) p=0.2 MPa、t=160℃
查表得ρ=1.01626kg/m3
2) p=0.5Mpa、t=200℃
查表得ρ=2.35294kg/m3
3) p=0.8 MPa、t=250℃
查表得ρ=3.41064kg/m3
4) p=1.1 MPa、t=400℃
查表得ρ=3.59454kg/m3
通过以上计算,我们目前采用的密度补偿公式的计算误差太大,不能满足计量仪表的要求。
如果在计算过程中将温度单位按热力学温度K来计算,就无从谈起其精度了。
我部的能源计量绝大部分已进入微机网络,因此,理想的是采用“IFC1967公式”(见附录)。
4.1.2. 比较
查表法:根据“IFC1967公式”制定的数表,考虑了各个不同区域的特性,它是最完整的、最全面的。
但它数据量大,占了大量的空间,应用数表要首先判断是饱和蒸汽还是过热
673
蒸汽,再查不同的数表,另外数表的变量是有一定步长的非连续量,对于两点之间的数据,需经过数学内插处理获得。
应用公式计算;不需占用大量的内存空间,便于智能仪表应用,至于使用哪一个公式,根据不同场所,不同需要,选用不同公式。
采用“IFC1967公式”虽然公式繁杂一些,但在压力为0~16.65MPa范围内,计算的过热蒸汽及饱和蒸汽密度值完全符合国际标准。
应用公式只需安装有温度、压力变送器不需要判断是饱和状态或过热状态就可以准确测量。
对于确定是饱和蒸汽的场合,只需要将公式稍做变动,只用测温或测压,也可准确计算饱和蒸汽密度。
4.1.3 流量公式的确定:
在蒸汽计量中用节流元件作为传感元件时用计算法进行补偿,其流量公式为:
(2)
式中: q m-质量流量,kg/s;
c-流出系数;
d-节流件开孔直径,m;
ε-可膨胀性系数;
ρ-被测流体密度,kg/m3;
β-节流件孔径与直管段内径之比,β=d/D;
Δp-差压,Pa;
而用涡街流量计计量时,它的输出脉冲信号不受流体组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与漩涡发生体及管道的尺寸有关,但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量的输出信号应同时检测体积流量和流体密度,流体组份对流量计还是存在直接影响的,其流量公式为:
(3)
式中: q v-体积流量,m3/h;
Sr-斯特劳哈尔系数;
m-漩涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比;
d-漩涡发生体硬面宽度,m;
674
D-表体通经,m;
f-漩涡的发生频率,Hz/s;
(4)
式中:
q v-体积流量,m3/h;
q m-质量流量,Kg/s;
ρ-被测流体密度,kg/m3;
由流量公式(2)、(4)可知,流量与密度的关系分别为与和ρ成正比,如果用错将造成很大的计算误差,同时,温度(℃)与热力学温度(K)的代入也应正确处理。
考虑上述原因,有必要对补偿软件和智能流量计算仪进行测试和校准。
方法为:由《LG 节流装置设计及管理软件》计算出对应点补偿流量的理论值,再对流量计输入相同工况参数得到相应的显示值,这时将流量计的显示值与理论值进行比较即可达到校准的目的。
历来流量校准与设备和流量仪表两大主题是研究的中心,流量仪表标准和检定规程是流量准确计量的保证,针对目前国内智能流量演算器和相关计算机软件的现状,建议国家有关部门应出台一部相应的检定校准规程,以便于技术监督和管理,即依法治理。
4.1.4 微机的全参数补偿
根据 (5)
对气体介质进行补偿时,在低压范围内,可以利用理想气体状态方程来进行温度、压力补偿.但在高压时,则必须考虑气体压缩系数的影响.对于过热蒸气,必须作实际气体处理。
对于大部分气体,在低压区(如小于1MPa)的压缩系数都接近于l。
在该区域内,只要温度不是太低,即使不对压缩系数进行修正,也不会引起明显的误差,完全可以满足工程上的要求。
但在高压区,则必须考虑压缩系数的影响,否则将会造成明显的误差。
像常规方法那样将K 看成常数,将会造成不可忽视的测量误差。
分析计算表明,当温度和压力在设计值T。
和P。
的基础上变化20%,ReD变化60%时,如果我们只补偿密度变化的影响,那么,即使密度变化可能引入的误差为零,即认为已实现了对密度的完全补偿,其它各余留参数变化累加后
675
的最大误差仍可达6%左右。
其中,ε引入的误差最为明显。
对于常规仪表来说,这些余留误差没有可能得到补偿。
而对于微机补偿系统来说,补偿这些余留参数的变化已成为可能。
所以,一般来说,微机补偿系统除补偿密度外,还应考虑整个补偿方程中其它参数变化的补偿问题,即全参数补偿。
4.1.5 结语
总而言之,选择合适的温度、压力补偿公式,就必须全面地了解流量测量的方式。
在测量介质,测量装置,流体工况,流量单位均不同的场合,采用正确地温度、压力补偿方式,才能获得准确的流量。
此外,计算机的应用也堪称检测技术中的一场革命,它使各类过程参数的检测由常规仪表时代进入了高科技的计算机时代,同时也使企业综合自动化和生产过程的最优控制得以实现,是今后检测与控制系统发展的必然方向。
676。