饱和蒸汽流量的温压补偿计算尺
过热水蒸汽流量温压补偿的数学模型及实现 精品
过热水蒸汽流量温压补偿的数学模型及实现梁 涌( 北京燕化石油化工设计院, 北京 102500)摘 要: 针对过热蒸汽的流量计量问题, 论述了温度压力补 偿原理, 提出了温压全补偿的观点, 并对目前常用的几种实 现过热水蒸汽流量温压补偿的方法做了比较。
关键词: 过热蒸汽; 温压补偿; 流量 2) 孔径比。
β的值在节流件制造完成 后 为 常 数, 不随温度压力的变化而改变。
3) 流束膨胀系数。
ε的值根据不同的节流装 置, 有不同的理论公式、经验公式或表格。
中图分类号: TP942文献标识码: AP 2 或 ΔP ε=f ( β, μ, ( 3))P 1 P 1节流流量计是过热蒸汽计量常用的流量计。
在 运行过程中, 当温度、 压 力 等 状 态 值 偏 离 设 计 值 时, 相同流量通过时差压值会不相同, 如果不经过 式中: μ为定熵指数, 可根据流体的种类、压力和温度查手册。
当流体和节流装置设定后, ε的值受 到 ΔP 和 P 1 变化的影响。
可根据公式通过实时计算 进行实时校正。
4) 流出系数。
流出系数 C 是在一定的 β和 ΔP 下, 实测的流量值与理论计算的流量值之比, 由于 温度、压力补偿, 反映的流量就不一样, 准确, 必须进行温压补偿。
1 温度压力补偿原理为了计量 节流装置的质量流量计算公式节流装置的质量流量计算公式为:1.1 实际上总有损失等偏离理论计算的情况, 故 C 值总是小于 1。
C 值的求取可查表格或用经验公式计算。
εβ2 π !1 C D 2q m = ( 1)C=f ( β, Re ) 4 ( 4)!1- β4 5) 节流装置上游取压口处流体的密度。
根据文献[1]数据绘出过热水蒸汽比容曲线图, 如图 1 所示。
每条曲线描述的都是相同温度、不同压力下所 得到的 过 热 水 蒸 汽 比 容 。
提 供 数 据 的 范 围 为 温 度 310～600 ℃, 绝对压力 1～10 MPa 下的过热蒸汽比容值。
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
气体温压补偿方法介绍
气体温压补偿方法介绍1 常见气体的定义1.1过热蒸汽的定义：蒸汽在当前压力下的温度高于在该压力下液相的沸腾温度时，称该蒸汽处于过热状态。
1.2 饱和蒸汽：当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。
由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。
开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。
当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。
在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽（也称饱和蒸汽）。
饱和状态下的液体和蒸汽的温度称为饱和温度，与饱和温度相对应的饱和蒸汽的压力称为饱和压力。
实验指出，对于某一液体来说，它的饱和压力和饱和温度之间，存在着一一对应的关系。
1.3理想气体的定义：理想气体是指任意压力和任意温度下其状态均符合PV = NRT的气体。
若要具有这种性质，理想气体必须有如下特征：1）分子本身没有体积。
若有体积，在T恒定、压力P→∞时（PVm）不能保证为常数。
2）分子间无相互作用力。
若有相互作用，在T恒定时，压力p=（n/V）RT ∝无法满足，因为分子间的相互作用会影响压力。
n实际气体性质：压力小，温度高时分子间相互作用小，体积较大，所以行为接近理想气体。
难液化的气体如H2、N2、O2等通常可认为是理想气体。
2常见气体的补偿方式2.1过热蒸汽：过热蒸汽温压补偿系列共有两个模块：COMPENSATE和EXHSTEAM，两个模块在AdvanTrol3.16、AdvanTrol3.18、AdvanTrol Pro2.02、WebField控制软件四个控制软件的图形化编程软件的辅助模块系列的输入模块中。
蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型研究
蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型研究摘要：不同类别的流量测量装置，测量不同的流体介质，其温度、压力补偿公式是有差异的。
本文针对过热蒸汽的流量计量，对其温度、压力补偿进行了分析。
计算机环节的加入，实现了带温、压补偿的流量检测系统的计算机辅助分析和计算，进一步消除了系统误差，从而将计量精度提高到一个新水平。
关键词：蒸汽流量温、压补偿密度计算微机全参数补偿1. 引言随着成本意识的不断增强，对能源计量的准确性提出了更高的要求，流量测量的温度、压力补偿逐渐被提到了重要位置。
由于流量测量装置的设计过程中，提供的设计温度、压力与实际运行的工作温度、压力有一定的差异或者由于工艺造成流体温度、压力波动较大，致使测出的流量不能真实反映其工作状态下的实际流量。
绝大多数流量计，只有在流体工况与设计条件一致的情况下才能保证较高的测量精度，有些流体如气体、蒸汽，流体工况变化对测量精度的影响特别大，必须进行补偿。
当今流量仪表新产品层出不穷，各种新型智能流量演算器不断涌现仪表市场，这些仪表各自有其技术经济特点，所采用的补偿数学模型也不尽相同，我们应该欢迎在流量领域里推陈出新，推进技术进步，但是亦应看到，新型流量计并非都是成熟的，有的仅在实验室中通过少量试验，并无在各种现场复杂条件下进行足够的检验，以致在使用中出现许多未知因素，造成计量的误差。
因此，应从加强管理，建立健全法制制度入手，使该领域的产品的工业化试验、补偿技术的完善走向正规化。
2. 过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2.1. 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。
蒸汽流量测量温压补偿的一些问题
蒸汽流量测量温压补偿的一些问题蒸汽, 流量这是一个老话新题，蒸汽流量测量的温压自动补偿，国内六七十年代就已开展这方面的工作了，当时得益于气动、电动单元组合仪表中计算单元的发展和完善。
随着计算机技术的发展，这一工作更是有了长足的进步。
但其基本的原则及应用中的一些问题并没有变，如以下问题：1．温压补偿的实质蒸汽的温度和压力改变时，蒸汽的密度就会跟着变化，导致蒸汽流量计产生测量误差。
为减少误差，可采取温压补偿方式来减少测量误差。
所谓温压补偿实质就是被测蒸汽的温度、压力与设计时采用的数值不符时,而采取的蒸汽密度修正措施。
密度修正措施既可人工进行，也可用仪表或DCS自动进行。
2．温压补偿的前提本文仅以用孔板测蒸汽流量为例进行说明。
当被测蒸汽流量的实际参数(温度、压力)与设计的参数不一致时，其流量系数α、流束膨胀系数ε、孔径d等值都会改变。
但当蒸汽的温度、压力波动不大，即工况参数偏离设计参数不太多，对测量影响较小时,采用温压补偿措施才能达到理想的测量精度。
其补偿公式大多为经验公式，在流量仪表书上都有介绍，可直接选用。
但当工况参数偏离设计值太多.或工况参数波动频繁且太大时，既使有了温压补偿措施，仍难达到测量精度要求，此时对于特定的孔板而言，只能重新计算差压与流量之间的关系。
但目前已可引入较完善的补偿、修正措施了，即通过智能仪表或DCS对流量系数α、流束膨胀系数ε、密度ρ进行全面修正，但其测量精度取决于算法。
要做到全补偿还是有一定的难度。
3．认识蒸汽的特性在蒸汽流量测量中，当蒸汽压力增大时其密度增加，蒸汽压力P实＞P设将出现负误差，否则将出现正误差。
温度升高时其密度减小，即压力、温度的变化对蒸汽密度的影响是相反的，其同相变化时还可以对误差有所互补。
通常认为过热蒸汽在管道中流动时属于单相流,过热蒸汽的密度由蒸汽的温度、压力两个参数决定，有时还需要考虑对膨胀系数ε的补偿。
特别要指出的是过热蒸汽在温度、压力波动范围较大及保温效果不好的场合，过热蒸汽常会转变为饱和蒸汽，这时就又成了气液二相流，即使有了补偿措施也难于准确的测出质量流量来。
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：，480×12mm 压力：1。
18MpaG 温度:197℃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：[]1/2hw C'qm ⋅=,[]1/22D K N C'工ρν⋅⋅Y ⋅⋅=qm :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∆P 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。
00012643 K ：威力巴的K 系数,由软件自动给出，无量纲数。
该测点中K=0.7641 Yv ：气体膨胀系数,由软件自动给出，无量纲数。
该测点中Yv =0。
9992 D :管道内径,单位mm 。
该测点中D=456f δ:介质工况密度（后面我们用工ρ来表示），单位kg/M 3。
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：1．DCS 系统的设定差压变送器设定：4mA ～ 0Kpa 20mA ~ 6。
497Kpa,输出信号未开方. 从计算单中得知计算公式[]1/2hw C'qm ⋅=；[]1/22D K N C'工ρν⋅⋅Y ⋅⋅=qm ：质量流量，单位ton/H071619.20=⋅Y ⋅⋅2D K N ν所以流量公式变为:∆P ⨯⨯=工ρ qm 071619.20工ρ:蒸汽工况密度。
过热蒸汽不同与理想气体，不能通过理想气体方程来表达其密度，只能用以温度和压力为函数的近似公式来表达其密度。
蒸汽温度压力补偿
温度压力标方体积以及质量补偿公式为：
Q=G*｛P(273.15+20)/〔P0* (273.15+T)〕｝
Q：标况流量（单位Nm3/h）；P：流体的绝对压力
P0：大气压力T:流体温度（单位℃）
G: 工况体积流量（单位m3/h）
工况体积流量计算方法：
G=V*（I-4mA）/(20mA-4mA)
V:流量仪表输出20mA原始信号对应工况体积流量
I:流量仪表现场输出的电流信号（单位mA）
一般系统设置“流量仪表输出20mA原始信号对应工况体积流量”后通过现场采集到的流量计的流量信号（电流），现场温度传感器测量到的温度信号，现场压力仪表测量到的压力信号，在系统内部编译公式：Q=G*｛P(273.15+20)/[P0* (273.15+T)]｝进行准确计量。
在此如果计算质量流量M，可用公式M=Q* ƍ标其中Q：标况流量（单位Nm3/h）, ƍ标为标况密度
蒸汽温度压力密度补偿（过热）:
ƍ=10.1972*P/[1.346*(10-4)*P*T+4.71*(10-3)*T-0.0989*P+1.256]
ƍ为蒸汽密度（单位kg/m3）; P为蒸汽的绝对压力（单位MPa）T为蒸汽温度（单位℃）
蒸汽压力密度补偿（饱和）:
ƍ=0.7608+4.9264*p
ƍ为蒸汽密度（单位kg/m3）; P为蒸汽的相对压力（单位MPa）。
水蒸气流量测量的温度压力补偿计算
水蒸气流量测量的温度压力补偿计算刘翠凤;张育玮;孔祥翠【摘要】介绍了水蒸气流量测量温压补偿的2种方法及流量温压补偿的原理,通过研究水蒸气密度的计算方法,对比分析计算误差,给出了计算水蒸气密度的推荐公式,并由此得出水蒸气流量测量的温压补偿计算公式.同时研究了过热水蒸气压缩系数的2种计算方法,利用Matlab编制计算程序,给出了计算压缩系数的推荐公式,探讨了实际气体状态方程是否适用于水蒸气的问题.%Two measuring methods and principle of temperature and pressure compensation of steam flow are introduced.By studying calculation methods of steam density,and comparing and analyzing calculation error,one recommendable calculation method of steam density is putational formula for temperature and pressure compensation for steam flow measurement is obtained.Two kinds of calculation method of compressibility of superheated steam are studied at the same time.A recommendable calculation method is given with the calculation programs compiled with Matlab.Whether actual gas state equation could be applied to steam is discussed.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2017(053)006【总页数】4页(P17-20)【关键词】过热水蒸气;饱和水蒸气;温压补偿;密度;压缩系数【作者】刘翠凤;张育玮;孔祥翠【作者单位】中国寰球工程公司新疆分公司,新疆克拉玛依833699;中国寰球工程公司新疆分公司,新疆克拉玛依833699;中国寰球工程公司新疆分公司,新疆克拉玛依833699【正文语种】中文【中图分类】TH814水蒸气作为石油化工领域中十分常见的一种介质，其流量测量与密度有着不可分割的联系。
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系
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从 而 完成 了 一 次 补 偿 运 羞
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饱 和 蒸 汽 流 量 的 温 压 补 偿 计 算尺
湖 南省 第 一 纸 板 厂 尹 耕 秋 刘 善德
在 饱 和 燕汽 流 量测 量 中 的 变化
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