蒸汽流量计量温度压力补偿的数学模型研究.PDF

蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型研究 杨建国 马建忠 吕书安 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。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。 2.1.1. 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。 2.1.2. 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 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℃ 3 查表得ρ＝1.01626kg/m 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