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  时间:2022-11-29 08:24:33

孔板式蒸汽流量计测量误差分析

摘要
  目前在蒸汽测量中,不少企业所使用的孔板式蒸汽流量计经常出现测量不准确的现象。本文通过定量分析指出“蒸汽重度的变化是引起测量误差的主要原因”,并在分析的基础上给出了测相对误差的近似计算公式,供有关企业参考.
  计量是进行原材料和各种能源核算的基础,正确的计则是核算准确性的强有力保证,但在实际生产中,有些地方的计量准确性却不尽人章,有的甚至已失去计量的意义.在我们走伤的不少林业“三板”生产企业中,计问题出现较多的是孔板式蒸汽流量计。由于计量的不准确,已经给企业的成本核算带来困难;如果企业还出售蒸汽,那么将会给企业带来不必要的经济损失,甚至引起企业之间的经济纠纷.
1孔板式流计的工作原理
  孔板式流量计是属于节流变压降式流量计,其工作原理简单地说就是采用差压式测方法,即在管道内装人节流元件一孔板,当流体流过孔板时,流体流束发生收缩,于是在孔板的前后产生差压。对具有一定形状和一定尺寸的孔板一定的测压位置和一定参数的流体,在保证孔板前后有足够的直管段等条件下,孔板前后所产生的差压值将随流地变化而变化,而且两者有确定的关系。因.此,可通过测差压,得到流体流量.
  工程上,孔板式流量计的流量和孔板前后的差压△p有下面的关系式:
q=1.252αƐed√△p/y=1.25αƐβD√△p/Ƴ(1)
式中:
q一流体流t,m³/h;.
α一孔板式流k计的流系数,由实验确定;
Ɛ一流体膨胀系数,当流体为不可压缩性流体时ε=1;
d.D一孔板孔径和管道内径在所测流体温度t下的尺寸,mm;.
β一在流体温度t下的孔板孔径与管道内径之比,β=d/D;.
△p一孔板前后的差压,kgf/cm²;
Ƴ一流体节流前的重度,kgf/m³.
2蒸汽重度影响测量准确性原因分析
  由于孔板式流量计的组成比其它仪表复杂,且它的测量特点又与别的仪表不同,其测的准确性不仅取决于仪表本身的精度,而且还与测上管道和管路内流体的流动状况有关。所以,能造成孔板式流量计测误差的原因较多,通常有流计本身误差.流量计安装使用不当所产生的误差等。
  除上述这两种误差外,最容易引起现场操作和订购流量计人负忽视的却是蒸汽重度的影响,因蒸汽重度变化所造成的测量误差往往是较大的。
  蒸汽是可压缩性流体,当其压力变化时,其重度亦将发生变化.通过流量k计算公式可以知道,孔板式流计的流量与流体重度有着很密切的关系.在其它条件不变的情况下,若流体重度发生变化,则流体流将与流体重度的平方根成反比例变化,
  在实际中,一般很难保证蒸汽压力始终保持不变,亦即重度常会发生变化,而孔板式流量计的测量准确性除与其安装使用有关外,还与其设计参数有直接的关系。当实际流体重度与设计流量计所采用的流体重度不一致时,则将会带来流量测量误差.这是因为孔,板式疣量计一且设计完成,其显示值(即显示仪表的分度值)只与孔板前后差压有关,但这一显示分度值是在某--确定的流体重度(设计时所用的某-设计压力下的流体重度,常称为设计重度Ƴ)下进行分度的。所以,在实际测量中,如果孔板前后的差压不变,但若蒸汽压力发生变化造成重度变化,那么虽然孔板式流量计的显示值不变(因差压没变),但实际疵量却会发生变化(因重度变化),这时就会出现流量测量误差.为了说明这-点,先来看下面的实例。
  锅炉房需要测量饱和蒸汽流量,选用的是标准孔板,配双波纹管差压计显示流量.订购时向某仪表厂提供需要计量的饱和蒸汽参数为:流量qmin=4t/h、qmax=8t/h,平均绝对压力为10kgf/cm².设备到货后,按产品说明进行了安装,但在随后使用中发现流量计经常出现较大的测量误差,经标定最大误差达到-31%.现场检查后,除发现因生产原因造成实际蒸汽压力会在了~9kgf/cm2范围内波动(正常时压力常为5kgf/am)外,没有发现流量计在安装和使用上有何不当,流量计计量的不准确,一直困扰着现场操作人负.
  通常厂家是根据用户提供的流量和压力参数,来设计生产孔板式流量计.查有关热工资料,可知:10kgf/cm2的饱和蒸汽所对应的重度为5.139kgf/m³(此重度即为设计重度Ƴ设);5kgf/cm2对应的重度为2.669kgf/m³(此重度为实际流体重度Ƴ实).根据孔板式流量计的流量公式1得:
孔板设计的指示流量
 
  如果还考虑αε和d的影响,那么计量的相对误差还会进一步增大,这一计算值接近于此流量计的实际最大相对误差.通过上面的计算,可以看出:
①因蒸汽重度的变化所造成的测量误差可能是很大的.蒸汽的实际压力偏离孔板流计设计压力越严重,所引起的误差就越大;
②一般情况下,误差是负值,郎流量计显示值偏小于实际流量.这是因为用户常考虑压力的富裕值,所选压力往往要高于实际压力,形成孔板流量计设计时所用压力高于蒸汽的实际压力,造成计量偏小.若实际压力大于设计压力,则计量值偏大,这时的误差是正的.
  当然实际测量时的误差不会始终这么大,随誊蒸汽压力的波动,实际压力接近于设计压力时,误差就会变小.这个木材加工厂的流量计之所以会出现这么大的误差,主要原因就是实际压力太远离设计压力所造成的..
  总而言之,企业在选择孔板式蒸汽疣量计时,一定要根据实际的蒸汽压力来相应选择流量计的额定压力.如果需要考虑压力的富裕量,也不能偏离太多,否则将会带来较大的计量误差.在经费充足时,应优先考虑选择具有温度和压力补偿的蒸汽疣量计,这可以在-定程度上消除因压力或温度(对过热蒸汽,温度也会影响重度)变化引起重度变化所带来的测误差.

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