差壓式流量計在蒸汽計量中的應(yīng)用
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隨著我國大中型企業(yè)的不斷深化改革，企業(yè)內(nèi)部各分廠（車間）的經(jīng)濟效益獨立核算，蒸汽計量工作已被越來越多的企業(yè)所重視。蒸汽計量關(guān)系到能源水泵的統(tǒng)計和考核，直接關(guān)系到產(chǎn)汽單位和用汽單位的經(jīng)濟效益，同時，用汽單位正確控制蒸汽計量的多少，對生產(chǎn)工藝有很大的幫助。因此，流量儀表的正確選用尤為重要。目前工業(yè)上使用的流量計品種很多，由于差壓流量計結(jié)構(gòu)簡單、通用性強、使用壽命長、信號便于遠傳等特點，已被廣泛應(yīng)用。本文就差壓式流量計在蒸汽計量應(yīng)用中的若干問題進行分析。
2 差壓式流量計的測量原理及組成
2.1 測量原理
充滿管里的流體經(jīng)直線管道進入節(jié)流裝置，流束將在節(jié)流件處收縮，使流速加快，靜壓力降低，導(dǎo)致節(jié)流件前后產(chǎn)生差壓。流速增大，差壓也隨之增大，因此，通過測量差壓，可以確定流量，見圖1。
圖1 角接取壓法孔板裝置
差壓式流量計由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管、三閥組、差壓變送器和二次儀表組成。見圖2。
圖2 差壓式流量計組成
標準節(jié)流件有三種類型，即：孔板、噴嘴、文丘利管。其中流體流過孔板所產(chǎn)生的壓力損失最大，且孔板具有制造簡單、適用性廣、使用壽命長等特點，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用標準孔板，精度可達±0.5%～±1%，公稱徑為50～1200mm。
取壓裝置有兩個取壓口，一個是上游取壓口，一個是下流取壓口，上游取壓口引出流體的正壓力，下游取壓口引出流體的負壓力。
⑵差壓變送器。差壓變送器是差壓式流量計中的重要組成部分，它將節(jié)流裝置的差壓信號轉(zhuǎn)變成電流信號，以便于二次儀表處理和運算。早期使用的差壓變送器DDZ—Ⅱ（輸出0～10mA）和DDZ-Ⅲ（輸出4～20mA）型，其準確度均為±0.5%，基本能滿足工業(yè)計量的要求。目前，國內(nèi)有兩種系列產(chǎn)品，一種是西安儀表廠生產(chǎn)的1151±0.5%系列差壓變送器，另一種是北京遠東儀表公司生產(chǎn)的1751系列，其準確度可達±0.25%。
⑶顯示儀表。顯示儀表將有效期壓變送氣產(chǎn)生的標準電流信號及其它裝置產(chǎn)生的補償信號進行開方并積算，顯示瞬時流量、累計流量及其它參量。對于壓力、溫度波動范圍較大的測量介質(zhì)，如過熱蒸汽等，必須進行溫度、壓力補償，對于飽和蒸汽，應(yīng)進行壓力（或溫度）補償。
常用的顯示儀表有電磁計數(shù)式的開方積算器和智能數(shù)顯式的流量積算儀。智能流量積算儀是采用單片微處理機組成快速修正系統(tǒng)，能與差壓、壓力、溫度變送器或與熱電偶、熱電阻配合，對被測介質(zhì)由于壓力、溫度偏離設(shè)計工況引起的流量測量誤差及累計積算等，通過軟件實現(xiàn)自動補償和積算，從而提高測量精度及可靠性。
3 流量方程
由于氣體具有可壓縮性質(zhì)，測量蒸汽應(yīng)采用質(zhì)量流量。
根據(jù)經(jīng)典的伯努利定律、節(jié)流裝置的基本實用流量方程為：
由于影響的因素很多，通常利用經(jīng)驗公式，直接實驗測定或查閱表格和曲線得到。
在實際生產(chǎn)中，由于鍋爐內(nèi)壓力的變動，使蒸汽密度偏離設(shè)計時所采用的ρ值，從而導(dǎo)致測量誤差，因此實際流量的表示式為：
以絕對壓力≤2MPa的飽和蒸汽為例：
根據(jù)經(jīng)驗公式P=（1/1.7235）P015/16 （4）
將⑷式進行線性化處理得
ρ2=ρ1（15P/16P0+1/16） ⑸
式中：P0-孔板設(shè)計時采用的絕對壓力MPa；P-工作壓力MPa。
將⑴與⑸代入⑶，得到：
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