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流量积算仪蒸汽介质检定技术探讨

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文章附图

  流量积算仪是流量计量系统不可缺少的组成部分,可以单独存在,也可以与流量仪表集成在一起使用。其基本原理为通过对与之配套的流量变送器、流量传感器和其他变送器(温度、压力等)输出电信号的采集,用一定的的数学模型计算出瞬时流量(热量)、累积流量(热量)等,并进行显示/存储/输出/控制。检定流量积算仪须依据JJG1003-2005《流量积算仪检定规程》进行。下文专门论述流量积算仪(简称积算仪)用于蒸汽计量系统时的设置及检定情况。

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1典型蒸汽计量系统框图图1

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2积算仪设置情况查询顺序按照“蒸汽介质类型蒸汽补偿方式信号类型计量单位其他信息”的顺序确定积算仪内部蒸汽设置使用情况。查看或修改积算仪内部设置时,往往要通过密码才能进行,该密码不应被使用方所掌握。

3蒸汽介质类型分饱和蒸汽和过热蒸汽,其中饱和蒸汽又分为干饱和蒸汽和湿饱和蒸汽;一般不做特殊说明的情况下饱和蒸汽均指干饱和蒸汽。

4蒸汽补偿方式

(1)饱和蒸汽压力补偿:蒸汽密度只由压力参数决定,一般由压力变送器实现压力测量。

(2)饱和蒸汽温度补偿:蒸汽密度只由温度参数决定,一般由温度变送器、铂电阻或热电偶实现温度测量。

(3)过热蒸汽温度压力补偿:蒸汽密度由温度与压力参数共同决定,需同时配置压力及温度计量器具。

(4)湿饱和蒸汽压力或温度补偿:其密度应结合蒸汽湿度进行计算,详见下文“湿饱和蒸汽密度计算”。

(5)蒸汽固定密度补偿:将蒸汽密度设为固定值,不再需要配置压力及温度计量器具。

:积算仪中的压力/温度/密度参数中的一个或全部设为固定值时,可以减少补偿参量计量器具的安装数量,从而降低配置成本;但反过来此时的蒸汽流量将不能实时反映蒸汽的压力/温度/密度变化情况,会产生明显的计量偏差,目前已经较少采用。

5信号类型5.1流量信号类型

(1) 频率信号:积算仪接收频率信号,频率信号与蒸汽流量成正比例关系,如频率输出型涡街流量计。

(2)模拟信号(也称线性信号或比例信号):积算仪接收(4~20)mA、(0~10)mA、(0~5)V、(1~5)V等线性信号,模拟信号与蒸汽流量成线性比例关系,如电流输出型涡街流量计。

(3)差压信号(未开方):积算仪接收(4~20)mA等模拟差压信号,差压信号被积算仪开方后与蒸汽流量成正比。如孔板、喷嘴、V锥、威力巴流量计等差压式流量计。

(4)差压信号(已开方):积算仪接收(4~20)mA等模拟差压信号,但此差压信号的开方过程由差压变送器完成,积算仪接收到的开方后差压信号直接与蒸汽流量成正比。

5.2补偿信号类型压力信号一般采用模拟信号输入;温度信号一般采用模拟信号、电阻或电偶输入的方式。补偿信号的检定过程及模型比较简单,读者可参照检定规程进行,本文不进行讨论.

6计量单位(1)瞬时流量单位一般为:kg/h或t/h;累积量单位一般为:kg或t。(2)压力单位一般为:MPa或kPa;温度单位一般为:。

7蒸汽标准流量值计算模型模型1(频率信号)ML=F/bf3.6k式中:ML蒸汽标准流量值(kg/h);F输入标准频率(Hz);b传感器K系数(P/L),为固定值;f蒸汽实时密度(kg/m3),是由输入标准温度值Tf和/或标准压力值Pf、蒸汽相对湿度值d、固定设置密度等因素决定的;3.6单位转化系数;k流量点非线性修正系数,无修正时为1。模型2(模拟信号,以(4~20)mA为例)。ML=(I-4)/16Ms(f/d)k式中:Ms20mA时的满度流量值(与ML单位相同);I输入标准电流(mA);d蒸汽设计密度(kg/m3),根据设计温度Td(固定值)和/或设计压力Pd(固定值)查表确定。