
1、被測介質(zhì)的選擇
被測介質(zhì)不同,補(bǔ)償?shù)姆绞讲灰粯印o柡驼羝c過熱蒸汽通過查表(密度表)計(jì)算進(jìn)行補(bǔ)償,其它則通過公式計(jì)算進(jìn)行補(bǔ)償。
SWP-LK80流量積算儀上被測介質(zhì)的選擇是通過二級參數(shù)b1的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)的:b1=0時被測介質(zhì)為飽和蒸汽;b1=1時被測介質(zhì)為過熱蒸汽;b1=2被測介質(zhì)為其它類型。
被測介質(zhì)選錯會造成流量積算儀計(jì)量誤差。武鋼二煉鋼廠的汽化汽輸出蒸汽測量中就存在這個問題,其儀表參數(shù)b1=1,即被測介質(zhì)為過熱蒸汽,而實(shí)際被測介質(zhì)是飽和蒸汽,即b1應(yīng)設(shè)置為b1=0。
過熱蒸汽與飽和蒸汽在相同的工況下密度不同,參數(shù)設(shè)錯,所查的密度即不同,從而引起計(jì)量誤差。
如二煉鋼廠汽化汽孔板設(shè)計(jì)參數(shù)如下
◆被測介質(zhì):飽和蒸汽
◆平均表壓力:1.3MPa
◆平均溫度:190℃
◆工況介質(zhì)密度:7.1kg/m3
◆設(shè)計(jì)流量:63t/h
◆設(shè)計(jì)差壓:33.33kPa
當(dāng)實(shí)際工況與設(shè)計(jì)工況一致時,補(bǔ)償系數(shù)K=1,但是按過熱蒸汽查表則密度ρ=7.154kg/m3,
補(bǔ)償系數(shù)

2、流量積算儀K值(補(bǔ)償系數(shù))的計(jì)算
依據(jù)不同的被測介質(zhì)以及測量的輸入信號類型, 計(jì)算K值(流量積算儀的一級參數(shù)設(shè)置)的數(shù)學(xué)模型均不相同。在SWP-LK操作手冊中單質(zhì)量流量(qm)計(jì)算公式就列出了24個算式,使用差壓式流量計(jì)測量流量時,在實(shí)際運(yùn)用中主要有為帶補(bǔ)償和不帶補(bǔ)償兩種模式。關(guān)于補(bǔ)償?shù)氖褂茫龝焹x表制造有限公司技術(shù)人員是這樣介紹的:測量介質(zhì)為液體時選用不帶補(bǔ)償?shù)牧髁糠e算儀;測量介質(zhì)為氣體時需要選用帶補(bǔ)償?shù)牧髁糠e算儀。測量飽和蒸汽時需要選擇帶補(bǔ)償流量積算儀,溫度補(bǔ)償或壓力補(bǔ)償可二選一,但壓力補(bǔ)償測量精度更高,大家可閱讀《飽和蒸汽流量測量壓力補(bǔ)償比溫度補(bǔ)償精度高》;測量過熱蒸汽時需要選擇帶補(bǔ)償流量積算儀,溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償都需要。
①使用差壓式流量計(jì)(無壓力和溫度補(bǔ)償)測量流量時,流量積算儀的算式為(差壓變送器未開方):


其中M為刻度流量;ΔP為刻度流量對應(yīng)的差壓;ρ為設(shè)計(jì)工況下被測介質(zhì)的密度。注意這兩個公式的單位:M的單位kg/h,ρ的單位kg/m3,△P為差壓變送器差壓(指差壓變送器輸出對應(yīng)的量程,單位可以為MPa、kPa或mmH2O)。
②使用差壓式流量計(jì)(帶壓力和溫度補(bǔ)償)測量流量時,流量積算儀的算式為(差壓變送器未開方):


其中ρ20為20℃標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下被測介質(zhì)的密度;P為設(shè)計(jì)壓力;PA為地區(qū)大氣壓;P0為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓0.101325MPa;T為設(shè)計(jì)溫度;T0=273.15℃。注意這些公式的單位:M的單位kg/h,ρ20的單位kg/m3,T單位為℃,T0單位為℃,P單位為MPa,P0單位為MPa,PA單位為MPa,△P為差壓變送器差壓(指差壓變送器輸出對應(yīng)的量程,單位為MPa)。
另外,SWP-LK80流量積算儀二級參數(shù)中流量的輸入單位(二級參數(shù)DCA)的設(shè)置不一樣,同一公式K值的計(jì)算結(jié)果也不相同,這個問題在流量積算儀操作手冊中并未特別指出和提醒,讓操作者誤以為已經(jīng)在流量積算儀上設(shè)置過單位,計(jì)算過程中流量積算儀會將參數(shù)自動統(tǒng)一單位并帶入公式計(jì)算,其實(shí)并不是這樣。
下面以武鋼四燒結(jié)蒸汽流量測量SWP-LK80流量積算儀的K值計(jì)算為例進(jìn)行探討。武鋼四燒結(jié)蒸汽流量孔板設(shè)計(jì)參數(shù):
◆qm=40t/h
◆ΔP=160kPa
◆ρ=12.7423kg/m3
當(dāng)DCA=2即差壓單位以kPa計(jì),則

當(dāng)DCA=3即差壓單位以MPa計(jì),則

以上的例子說明,操作者如果沒有留意計(jì)算公式對單位的要求,沒有先進(jìn)行參數(shù)單位的統(tǒng)一(公式中△P的單位為MPa),單純按照流量積算儀操作手冊對差壓單位的二級參數(shù)DCA的設(shè)置提示進(jìn)行單位設(shè)置,在計(jì)算過程中沒有將差壓單位統(tǒng)一為MPa就帶入計(jì)算公式,那么K值的計(jì)算錯誤了,自然則計(jì)量就完全不準(zhǔn)了。
3、SWP-LK流量積算儀操作手冊說明不準(zhǔn)確容易誤導(dǎo)操作
SWP-LK流量積算儀操作手冊中有一些計(jì)算補(bǔ)償系數(shù)K值的例子有問題,容易誤導(dǎo)操作。現(xiàn)舉SWP-LK流量積算儀操作手冊中一例進(jìn)行說明。
例7:孔板測量過熱蒸汽,差壓輸入,帶溫度、壓力補(bǔ)償。系統(tǒng)有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
差壓變送器:4-20mA,量程:0-0.06MPa
壓力變送器:1-5V,量程:0-5MPa
溫度變送器:4-20mA,量程:0-400℃
工作點(diǎn)大氣壓(PA):0.10133MPa
當(dāng)補(bǔ)償壓力P=5MPa,補(bǔ)償溫度T=400℃時,最大瞬時流量qm=100t/h。
流量積算儀選型:SWP-LK803-02-ACA-HL-2P
根據(jù)公式:P絕壓=P表壓+PA=5MPa+0.10133MPa=5.10133MPa
當(dāng)壓力P=5.10133MPa,溫度T=400℃時,查過熱蒸汽密度表得ρ=17.7053kg/m3
根據(jù)公式:

上述例子未準(zhǔn)確地說明補(bǔ)償?shù)膲毫εc溫度是孔板設(shè)計(jì)的壓力與溫度,容易誤導(dǎo)操作者認(rèn)為是壓力與溫度變送器的量程。實(shí)際上孔板的設(shè)計(jì)壓力與溫度和壓力變送器的量程是不一樣的, 若按量程來補(bǔ)償就不正確了。
例如,武鋼第二煉鋼廠轉(zhuǎn)爐汽化汽的壓力測量變送器的量程是0-2MPa,孔板設(shè)計(jì)的壓力是1.3MPa,設(shè)計(jì)差壓是33.33kPa。
按SWP-LK流量積算儀操作手冊例7進(jìn)行計(jì)算,則:

按孔板設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算, 則:

這樣當(dāng)實(shí)際工況與設(shè)計(jì)一致時,流量積算儀的滿刻度誤差為:

誤差相對量程的百分比:(11.85/63)×100%=18.8%
本文從幾個方面探討了SWP-LK80流量積算儀在流量測量中進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償時應(yīng)注意的問題。其中關(guān)鍵的還是補(bǔ)償系數(shù)K值的計(jì)算問題,K值計(jì)算錯誤就會引起測量誤差,而這是完全可以避免的人為因素,因此在實(shí)際操作中應(yīng)特別注意這一點(diǎn)。
作者:胡學(xué)文,武鋼集團(tuán)有限公司計(jì)控廠
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