流量测量
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流量测量范文第1篇
中图分类号TH86 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）73-0069-02
1 流量测量仪表的类型和特点
流量测量仪表是用来测量管道或者明沟内部液体、气体、蒸汽等流体流量的工业化自动仪表，又称之为流量计。流量测量是一项极其复杂的工作，在进行流体流量测量的时候，我们通常需要考虑流体的温度范围、流体的压力范围、流体范围、粘度范围和流态范围流量测量的方法根据具体情况可以分为三种：速度式流量测量方法、容积式流量测量方法和直接或间接测量的方法。速度式流量测量方法能够直接测出管道内流体的流速，以此作为流量测量的依据；容积式流量测量方法通过测量单位时间内经过流量仪表排出的流体的固定容积的数目来实现；直接或间接的方法通过测量单位时间内流过管道截面的流体质量数来测量流量。工业上常用的流量计，按其测量原理分为以下四类：
1）差压式流量计：主要利用管内流体通过节流装置时，其流量与节流装置前后的压差有一定的关系。属于这类流量计的有标准节流装置、巴式流量计、平衡流量计等；
2）速度式流量计：主要利用管内流体的速度来推动叶轮旋转，叶轮的转速和流体的流速成正比。属于这类流量计的有叶轮式水表和涡轮式流量计等；
3）容积式流量计：主要利用流体连续通过一定容积之后进行流量累积的原理。属于这类流量计的有椭圆齿轮流量计和腰轮流量计；4）其它类型流量计：如基于电磁感应原理的电磁流量计、涡街流量计等。
2 流量测量仪表检定方式的比较
流量测量仪表的检定方式，根据具体的条件可以分为实流检定和干式检定两种方式。一般来说，对于用来计量液体流量的仪表大都采用实流检定的方式，，例如，测量水和原油流量的仪表；而对于用来计量气体流量的仪表大都采用的是干式检定的方式，例如，测量天然气流量的差压式流量仪表，还有极少数的流量测量仪表采用的是在线实流检定或者离线检定。几种检定方式之间是存在差异的，首先，在检定的结论上存在不同，实流检定一般情况下是最符合准确性、溯源性、实验性和一致性的，还能够对流量测量仪表进行真正意义上的校准和复制，确保了量值传递或者溯源性的连续和封闭。而采用组合测量方法对流量仪表进行干式检定，往往会存在一些不确定性，这与其有关参数的测量结果的确定性是有关的，而且这些流量测量计不能够给出具体的误差值，只能够通过做多次试验的经验和标准化的技术要求来保证流量计量的一致性和试验性。流量仪表的离线检定更是需要根据具体的检定环境来决定其流量检定的结果，同样存在许多的不确定性，采用这种方式检定流量仪表的时候，检定人员本身对于测量结果的准确性要求就不是很高，允许一些小误差的存在。所以，在检定的结论上，各种检定方式之间存在差异。其次，几种检定方式对物性参数影响的修正程度也不尽相同。我们知道，几乎所有通过流量仪表得到的测量结果都会受到被测介质有关物性参数的影响，只是影响的程度不一样而已。对于大多数的流量测量仪表来说，物性参数对其计量性能的影响是很难用数学公式准确表达出来的，所以这就对如何消除物性参数影响造成了一定的困难。还有一点就是，几种流量检定方式对操作条件影响的修正程度也存在区别，流量仪表的操作环境会直接影响其计量性能，因为操作环境的变化会使流量仪表的计量腔体发生变化，同时，操作环境还会影响被测介质的黏度和密度等物理性质，降低了测量时候的准确性。计量腔体的变化，对于容积式流量计来说，会使其测量的基准容积发生改变，产生误差，影响测量的结果；对于速度式流量计来说，会使其流通面积发生变化，影响测量的结果。
3 流量仪表选型的基本原则
流量仪表根据其自身的特性和相关作用，在测量流量的时候，每种流量仪表之间都存在适应性，目前还没有研发出能够适应各种环境的万能流量计。所以，在选择流量仪表的时候，一定要搞清楚被测介质的具体性质，测量时候的环境等因素，不能盲目的去选择流量仪表，这样的话，非但不能得到准确的测量结果，可能还会造成流量仪表的损坏。首先，要熟悉被测介质和测量环境，例如，了解被测介质的物理性质以及相关特性，明白测量时候的温度、压力、流体的流态、黏度等因素；其次，要合理的选用流量仪表，这个时候就要求技术人员对各种流量仪表的工作原理、性能、结构有充分地了解，还要判断其在安装的时候是否需要特殊的安装环境。这样的话，才能够确保流量计能够正常的工作，发挥其作用，满足工艺生产的需要。在选择流量测量仪表的时候，既要考虑流量测量仪表的适用性，还要根据对测量结果的要求程度考虑流量测量仪表的准确度，流量仪表的误差应该控制在一定的范围之内，超出了这个范围就要重新选择了，流量仪表测量的准确度越高，测量的结果就越可靠，测得的数据才会对技术人员做出正确判断有帮助，提高整体的工作效益和经济效益。
4 自动化流量测量的发展趋势
自动化流量测量仪表的发展趋势，大致可以归纳为以下几点：
1）逐渐提高流量测量的可靠性和准确性。这需要研发人员在进行流量仪表设计的时候，在参照以往经验的同时，能够大胆创新，按照可靠性原理，使用高可靠性的传感器和电子元器件，尽量减少或者运动部件；
2）要大幅提高流量测量仪表对被测介质和所测环境的适应性；
3）运用国内外一些先进的技术，例如，新的信号处理技术（DSP）、新的信号传输技术（HART、FIELD BUS），这样就能使得流量测量仪表更加的先进；
4）流量仪表已经慢慢趋向智能化的方向，操作更加简单，性能更加强大。
5 结论
本文对流量测量仪表的类型和特点进行了分析，比较了几种流量仪表检定方式，论述了流量仪表选型的基本原则，并就自动化流量仪表的发展趋势进行了描述。总之，虽然流量测量技术发展到今天已经趋于成熟，市面上也有各种各样的流量计，流量计的功能和适用范围也在大幅的提高，但是，对于一些高腐蚀性、高粘性、多相流体等流体的流量测量，还是存在一定的缺陷的，技术和测量工具都有待提高。
参考文献
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流量测量范文第2篇
关键词：核电站；蒸汽发生器；蒸汽限流器；文丘利
中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0141-03
1 研究背景
蒸汽流量参数对于发电机组而言非常关键，对机组的运行状况、过程控制和性能监测等有着相当重要的作用。对于核电机组，蒸汽发生器是压水堆核电站一、二回路的枢纽，一回路反应堆冷却剂与二回路给水在蒸汽发生器中进行热交换，主蒸汽流量参数还直接影响反应堆堆芯热量导出，故还需关注其特殊的核安全意义。一般电站的蒸汽流量测量方法主要分为直接测量方法和间接计算测量两种。直接测量方法是利用节流元件直接获取蒸汽流量，间接计算测量则是根据弗留格尔公式间接计算得出主蒸汽流量。
三门核电站采用基于文丘利管束的蒸汽限流器作为节流元件的直接测量方法测量主蒸汽流量。本文分析了直接测量法在三门核电主蒸汽流量测量中的实现，以及节流元件对于电站安全的特殊意义。
2 间接法测量主蒸汽流量
采用间接换算法测量主蒸汽流量，其理论依据为汽轮机理论中著名的弗留格尔公式。因为没有节流元件造成蒸汽的压力损失，间接法测量主蒸汽流量的显著优点为减少汽耗，可靠性和稳定性也较高。
基于弗留格尔公式的间接计算测量法，有着明确的条件限制：（1）通流面积不变；（2）机组内各级流量相同；（3）级组内各级前温度变化率相同；（4）级组内不得串有其他非线性元件。对于条件（1），只要避开调节级，一般容易得到满足。而对于条件（2），则情况较为复杂。通常回热式机组各级抽汽量在相当范围内与机组的进汽量近似成正比，且其量与进汽量相比较小，故间接法测量也能获得较高的准确性。但对于再热机组，由于再热器的存在和对外供汽等因素条件（2）～（4）均不能得到满足。现在工程应用上，通常采取将高压缸全体压力级作为一个级组，引入加热器运行修正系数、使用改进型弗留格尔公式进行蒸汽流量
测量。
3 直接测量法在三门核电主蒸汽流量测量中的实现
3.1 流量测量的基本原理
3.2 理论模型与功率运行流量计算
三门核电1号机，节流元件为文丘利管束，又称为蒸汽限流器，布置于蒸发器蒸汽出口管嘴内，如图1-3所示。中心文丘利管位于蒸汽出口管嘴正中心，其余六个文丘利管环状分布于中心文丘利管四周，呈正六边形。蒸汽限流器有两种工作模式，蒸汽限流工况和非蒸汽限流工况。非蒸汽限流工况下文丘利管束作为蒸汽流量测量系统的节流元件。文丘利管组为几何对称布置，根据并联管路计算原则，可以近似认为通过每个文丘利管的流量相同。下文基于一个文丘利管进行流量计算，计算结果乘以文丘利管数量即为蒸汽管嘴出口蒸汽总
流量。
4 节流元件对电站安全的特殊意义
由上文可知，蒸汽限流器作为节流元件有两种工作模式，在非蒸汽限流工况下，文丘利管束作为主蒸汽流量测量系统的节流元件，产生静压差以直接测量主蒸汽流量。在非蒸汽限流工况下，即在蒸汽管道发生破口事故时，蒸汽发生器限流器则为临界文丘利，承担限制蒸汽排放的速率，降低蒸发器从一回路冷却剂的吸热速度，留给安全停堆、专设安全设施启动的裕量，从而避免冷却剂过冷引入的正反应性使得堆芯熔毁的功能。
4.1 基本原理
假设维持蒸汽限流器入口压力、温度的情况下，不断降低出口压力时，通过文丘利管的流体质量流量将会逐渐增加。当出口压力下降达到某一数值时，蒸汽限流器喉部流速达到最大，为当地音速，此时通过限流器的蒸汽流量也达到最大值。此时蒸汽流量为临界流量，喉部压力与入口压力之比为临界压力比。进一步降低出口压力，限流器喉部的蒸汽流速将处于当地声速不再改变，通过限流器的蒸汽流量也不再随着出口压力的降低而变化。这是因为微小压力波动是以声速传播的，当限流器喉部流速达到当地声速时，出口压力的波动将传递不到限流器喉部。蒸发器出口限流器正是根据文丘利式蒸汽限流器这一特性，来限制蒸汽管线破口的时蒸汽排放速度。
4.2 非蒸汽限流工况下数学模型
5 与其他主蒸汽流量测量方法的对比
5.1 与主蒸汽流量间接测量法相比
显然，三门核电主蒸汽直接测量法与主蒸汽流量间接方法相比，最突出的优势在于其节流元件对核电站的特殊安全意义。在主蒸汽管道破口的事故工况下限制蒸汽泄漏速度，限制最大蒸汽排放量，避免因为一回路冷却剂过冷所引入的正反应性导致偏离泡核沸腾（DNB）。从核安全的角度来讲，采用文丘利管束限流功能的安全意义高过于其作为节流元件的功能。这也是不同于大容量火电机组，核电机组大多采用节流装置测量主蒸汽流量的原因之一。此外，基于弗留格尔公式应用有着严格的限制条件，对于再热机组，间接法测量蒸汽流量并不准确，需要对通流系数进行复杂的修正。且需要进行定期的流量试验，比较主蒸汽流量与给水流量之间的关系，确定通流面积是否改变。
5.2 与采用孔板作为节流元件相比
虽然临界孔板也可实现限流的功能，但在非蒸汽限流工况下，蒸汽流经孔板的压损更高，较高的热损对机组的热效益不利。文丘利管束节流元件，还有便于整体铸造、降低取压前后直管段要求，减少成本等优势。
6 结语
文丘利管压损小，制造维护简单等特点优于孔板，且其临界限流特性，对于核安全有着特殊的意义。采用文丘里管束节流元件在事故工况下固有的安全特性，为保证堆芯安全添加了一道屏障，为后续的事故缓解争取了裕量。这样的设计也暗合了三代核电机组“非能动”理念。这也是三门核电项目采用基于文丘利管束的蒸汽限流器作为节流元件的直接测量方法测量主蒸汽流量的优势所在。
参考文献
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[5] AP1000SteamGeneratorAnalysis：GENFPerformanceModelCalculations，2001.
流量测量范文第3篇
关键词 流量；测量；流量仪；选择因素
中图分类号 TB 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)021-0172-02
相同条件下所选择使用的仪器仪表可能有多种方案，如果在选择的时候，只是根据以往经验或凭借对单一因素的判断作出决定，就很容易失去选择最佳方案的机会。要恰当地和有效地选择流量测量方法和仪表，必须熟悉流量测量仪表和生产过程中流体特性等两个方面的技术。另外，还要考虑经济方面的因素，可归纳为五因素，即仪器仪表性能、仪表流体特性、仪表安装条件、仪表环境条件和经济因素等。
1 流量测量仪表选择的步序
要确定管道中的流体是否在输送流动，或者判断流体的流量数据等，使用流动窥视窗或流动指示仪就能轻易获取信息，而且不用花费很高的成本。此类仪器结构都比较简单，往往在其中有一个小活动物体（比如板、球、翼轮等）可以显示是否在流动。有些还能够显示流动快慢的程度，不过精确度偏低，误差一般出现在20%~30%之间。如果对测量结果要求比较高，要求误差控制在2%~10%之间，则需要选择使用流量仪表。
按照开始选择确定的方案，收集待测量物品的样本、技术数据和说明手册等，充分了解所采用的仪器仪表使用性能；再对仪表性能使用要求和仪表使用规范、测量流体特性、仪器安装场所、测量环境条件和经济条件等五个方面因素进行判断。考虑顺序一般从“仪表性能使用要求和仪表使用规范”开始，再如图1考虑其他因素。如果判断“经济因素”是主要的考虑因素时，则考虑“性能要求和仪表规范”等因素时，还要回复到考虑迁移因素，各因素需交替考虑，如图2所示。
图1 分析五方面因素程序
2 测量方法考虑因素分析
2.1 关于性能要求和仪表规范使用方面的考虑
测量方法确定后，在性能要求方面选择仪表考虑的内容有：瞬时流量、总量、精确度、重复性、线性度、流量范围和范围度、压力损失、输出信号特性和响应时间等。不同测量对象有不同的测量目的，在仪表性能方面各有自己的侧重点。例如商贸核算业务和储运业务对精确度方面要求较高；连续测量过程控制，通常只对可靠性、重复性、范围度有要求，而对测量精确度的要求放在次要的地位；批量配比生产方面，则希望仪器仪表有好的精确度。
1）精确度方面。流量仪表说明所定的精确度等级，在某一较宽流量范围内合适，如果限制条件在某一特定流量或限制很小的流量范围，假如用涡轮流量计进行桶装分发，只有在阀门全开情况下启用，流量基本恒定，或仅在很小范围内变化，这时使用的测量精确度可能比规定值高。
图2 五方面因素相互关系
2）响应时间方面。在脉动流动场所使用方面，要注意仪表对流动阶跃变化的响应。某些使用场所要求仪表输出跟随流动变化，而另一些为获得平均水平，则只要求有较慢响应的输出。瞬态响应通常以时间常数或响应频率表示，其值前者从几毫秒到几秒，后者在数百赫兹以下，配用显示仪表延长了响应时间。
2.2 关于流体特性方面
各类流量仪表总会受到流体特性中的某一种或几种因素的影响，所以流体的性能在很大程度上限制着待选仪表的型式。所选择测量方法和仪表不仅要适应被测流体的性能，还要考虑在测量过程中流体性能某一参量变化的影响。
1）流体温度和压力方面。必须认真界定流体的工作压力和工作温度，特别在测量气体时，温度压力变化造成过大的密度变化，可能会改变测量方法。如温度或压力变化造成较大流动特性变化，而影响测量准确度等性能时，必要进行温度和压力修正，而且要确切知道压力、温度的最大值和最小值。
2）粘度和性方面。对不同类型流量仪表范围度的影响，粘度各有不同影响。对大部分容积式仪表，粘度增加范围度扩大，而涡轮式和涡街式仪表则相反，粘度增加范围度缩小。通常认为高粘度液体有好的性。性对有活动测量元件的仪表非常重要，溶剂性差会缩短仪表轴承寿命。
2.3 关于安装方面
采用不同原理的测量方法，对安装要求差别很大。差压式仪表和涡轮式仪表需要长的上游直管段，以保证仪表进口端前流动。而容积式仪表和浮子式仪表，则无此要求或要求很低。有些仪表使用说明书没有做详细说明，特别是仪表应考虑安装的位置、流动的方向、维护空间、安装方向等。
安装方面需要考虑仪表的安装的方向、流动的方向、上下游管道状况、阀门的位置、防护性配件、脉动流影响、振动、电气的干扰等。
1）管道布置方面。管道布置方向会影响仪表的选择。有些仪表垂直安装和安水平装在性能测量上完全不同。流体垂直向下流动，带给仪表转动元件额外力，会显著影响性能，线性或重复性。安装方向还取决于流体的特性，如水平管道可能淀沉固体颗粒，因此测量浆液的仪表最好安装于垂直管道。
2）流动方向方面。有些流量仪表只可以在某一流动方向工作，错误安装成反向安装会损坏仪表。使用这类仪表还应注意在误操作条件下是否有可能产生反向流动，如有此可能就需要安装止回阀以保护仪表。能双向工作的仪表，正向和反向之间测量性能亦可能有些差异，大部分流量仪表壳体标有流动方向。
2.4 环境条件因素
1）环境温度方面。仪表的电子部件和仪表流量检测部分，会受环境温度变化影响。仪表尺寸变化，通过仪表壳体传热改变流体密度和粘度等；影响到显示仪表电子元件时，将降低测量性能。有时候采取转换显示部分和流量传感器分别装在不同场所，以保证电子元件免受温度影响。现场需要有环境受控的外罩。如果环境温度变化会影响流动特性，管道须包绝热层。
2）环境湿度方面。高湿度会加速大气腐蚀和电解腐蚀，并降低电气绝缘，低湿度容易感生静电。环境温度或介质温度急剧变化，导致引起湿度方面的问题。应预测可能的变化范围，核实是否会导致所选择的仪表运行中产生问题。
3）安全性方面。用于爆炸性危险环境，按照气氛适应性、爆炸性混合物分级分组、防护电气设备类型以及其他安全规则或标准选择仪表。有可燃性气体或可燃性尘粒时应采用特殊外壳的仪表，同时不能使用高电平电源。有化学侵蚀性气氛，仪表要有外部防腐蚀和外壳具有气密性。
2.5 经济方面的因素
只考虑仪表的购买成本是不够的，还应调查其他费用。附件购置费、安装费、维护和流量检定费、运行费和备用件费用都是要考虑的
范围。
1）运行费用方面。流量仪表运行费用主要是工作时能量消耗，包括电动仪表内部的电力消耗和气动仪表的气源耗能，以及测量过程中推动流体通过仪表所消耗的能量。泵送费用是一个隐蔽性费用，往往被忽视。差压式仪表差压装置产生的压差，很大一部分不能恢复，容积式和涡轮式仪表也有相当阻力。全通道无阻碍的电磁式和超声式此项费用可视为零。插入式仪表应用与大管径，由于阻塞比小，压力损失亦可忽略，超过500 mm的仪表选用低压损或无压损仪表。
2）维护费用方面。维护费用是仪表安装投入使用后，保持测量系统正常工作所需要的费用，含备用件费和维护劳务。没有运动部件的仪表需要检视，有运动零部件的仪表则需要较多维护工作。
3 结论
综上所述，流量仪表发展到今天其种类数量已经丰富至极，但没有一种适用于任何场合。每种流量仪表都有各自的适用范围，都有局限性。在选择仪表时，一定要熟悉仪表和被测对象两方面，并兼顾其他因素，这样测量结果才会准确。
参考文献
[1]吴九铺.流量检测[M].北京:石油化工出版社,2006.
[2]孙淮清.流量测量节流装置设计手册[M].北京:石油化工出版社,2006.
[3]蔡武量,应启夏.新型流量检测仪表[M].北京:石油化工出版社,2007.
流量测量范文第4篇
中图分类号:TN911-34文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2010)21-0172-03
Implementation of Boiler Flow Measurement with Honeywell Experion PKS System
NI Wen-xi
(School of Information and Control Engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi’an 710055, China)
Abstract: Currently, in thermal power plants, the conventional instruments are usually employed to compensate the temperature difference in the calculation of the flow rate of steam in boiler and air flux in ductwork, but, the results turn out that the accuracy is low and the monitoring to the equipments is not flexible because of the complexity of structure, the difficulty of debugging and maintenance. In order to improve the measurement accuracy of flow rate in dustworks and reduce the error caused by environment, more accurate data should be adopted to control boilers reasonably by process control systems. Therefore, the flow measurement module of configuration programming software in Honeywell PKS is used to calculate the data obtained by flowmeter theoretically, as well as calculate the flow temperature and pressure difference occurred under the condition of environment changing, and then to implement the consistency of theoretical data and actual data even if the environment changes. The module simplifies the logic programming of process control and debugging, improves the accuracy of measurement and control, and enhances the productivity.Keywords: Experion PKS; flow rate; configuration software; FLOWCOMP module
收稿日期:2010-06-24
0 引 言
近年来,随着生产过程中对自动化程度要求的逐渐提高,作为被控变量的各种采用变送单元直接测出的流量信号,已远远不能满足当前工艺生产的要求。例如在热电厂中对大口径管道蒸汽、风量的测量中,为提高测量精度,一般需要进行温度、压力的补偿校正。但由于流量测量装置的设计过程中所提供的设计温度、压力与实际运行的工作温度、压力存在一定的差异,致使其实际值不能准确反映运行状态下的真实情况。在绝大多数情况下,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。而一些流体如风量和蒸汽,其精度受温度、压力变化较大。在测量不同介质的流体时,其温度、压力补偿公式选择的数学模型具有差异性。
本文使用最新一代的过程自动化系统,Honeywell公司Experion PKS过程知识系统,将人员与过程控制、经营和资产管理融合在一起,为决策者提供了嵌入式的决策支持和诊断技术,远高于集散控制系统的能力。并且通过其安全组件,使得系统的安全环境独立于主控系统,提高了系统的安全性和可靠性。
Control Builder控制策略组态软件的流量计算模块是实现的主要方法。它提供了液体、气体、蒸汽、水蒸气等不同的质量流量和体积流量以及相应的温度压力补偿公式的数学模型。同时,它提供参数修正方法来减小数学模型带来的偏差。通过使用该系统和计算模块,既能够降低工程人员对数学模型的组态难度,又可以提高测量的精度和准度,增加施工和调试工作的便捷性,最大程度地发挥平台功能。
1 锅炉某一次风流量测量
空气流量的温压补偿公式如下,参数见表1。
Q=Kf(ΔP)ΔPP+PhT+273.15
表1 空气流量温压补偿参数表
符号说明单位
Q空气流量m3/h
P实测流体表压kPa
T实测流体温度℃
K流量系数
ΔP实测流体差压kPa
f(ΔP)流量修正函数
Ph当地平均大气压力kPa
2 Experion PKS Control Builder开发软件
Control Builder控制策略组态软件是图形化的面向对象工具,支持Experion PKS的控制器和应用控制节点环境ACE。在Control Builder中进行控制策略的设计,生成控制策略的文档,并可进行在线监控。Control Builder提供全面的I/O处理,包括FF现场总线和Profibus,提供功能块FBs(Function Blocks)的算法库,支持如连续的、逻辑的、电机的、顺序的、批量的以及先进的控制功能。霍尼韦尔提供的功能块,用以实现不同的控制功能。每一个功能块带有一系列参数,用于直观显示该功能块。功能块之间可以方便地用“软接线”进行互联,以构成控制策略或应用。功能块有机的组合构成控制模块CMs(Control Modules),而顺序功能块FBs(Function Blocks)构成顺序控制模块SCMs(Sequential Control Modules)。SCMs极大地简化了批量逻辑的设计,针对序列化一组设备,通过一系列特定的步骤执行一个或多个任务。
Control Builder使能自顶向下的实施方式和创建可重用的控制策略,增强了工程生产力。同时,其丰富的标准化特点,SCMs极大地简化了批量逻辑的实施。Control Builder还支持多用户控制策略开发和纠错环境。
3 流量计算模块对锅炉某风量的标定
3.1 流量计算模块
FLOWCOMP Block模块如图1所示,基本公式:
PV=CPV*CF1/CF2*F*COMPTERM
模式选择:Equation B主要用于计算气体及蒸汽组成部分的质量流量:
If PVCHAR = SQUAREROOT, then:
COMPTERM=P+P0RP*RTT+T0
Else: If PVCHAR = NONE, then:
COMPTERM=P+P0RP*RTT*T0
图1 FLOWCOMP模块
3.2 AI数据模块及数据采集处理模块
AICHANNEL模块及数据采集处理模块如图2所示。
图2 AICHANNEL模块及数据采集处理模块
AICHANNEL (PMIO) Block模块通过I/O卡件将现场仪表采集的4~20 mA模拟量信号送入过程控制系统。DATAACQ (Data Acquisition) Block模块对采集数据进行基本处理,其执行过程为,首先对输入数据转化为工程单元,对其选择线性或者开方类型,其次进行小信号切除,最后对量程和报警限位做设置。
3.3 风量测量组态
3.3.1 Control Builder FLOWCOMP Block风量温压补偿模式选择
FLOWCOMP Block模式选择:Equation B,PVCHAR=SQUAREROOT,则根据FLOWCOMP Block模式选择,补偿公式为:
COMPTERM=P+P0RP*RTT+T0
说明:风量修正为标态下的体积流量(标态下的体积流量与质量流量成正比),补偿系数在标准工况下等于1(压力增大,补偿项增大;温度升高,补偿项减少)。
FLOWCOMP Block模式选择及参数标定:根据锅炉某一次风(FT01B)流量计算书基本参数表对其进行参数设置,设计运行温度为:105 ℃,设计流量范围为:设计值_100 000 m3/h;max_100 000 m3/h;norm_75 000 m3/h;min_37 000 m3/h,P0=89.3 kPa(贵阳大气压),T0=273.15 ℃(温度参考零点),RP(绝对压力)=102 kPa(流量计算书中设计运行压力+89.3 kPa),RT=387.15 ℃(流量计算书中设计运行温度+273.15 ℃),其他为缺省值。
3.3.2 风量测量组态结构
组态逻辑结构如图3所示。
图3 组态逻辑结构
工程组态画面如图4所示。
图4 工程组态画面
4 结 论
运行状态时,锅炉某一次风(FT01B)瞬时状态基本状态参数如下:锅炉某一次风(FT01B)在温度(B1_TE03B)为135.908 7 ℃,压力(B1_PT02B)为11.548 45 kPa时的瞬时流量为35 567.83 m3/h,偏差为+2.5%左右,经┒次参数修正,可将偏差进一步减小。
根据以上数据得出结论:设备运行良好,各项指标均达到安全生产要求,且经过合理的温压补偿,流量精度较高。
参考文献
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流量测量范文第5篇
【关键词】蒸汽流量；测量；孔板流量计
我公司是西北一家以锌冶炼、有价金属回收为主的生产企业，公司有烟气制酸系统一套，为了对锌精矿冶炼产生的烟气余热充分回收利用及回收烟尘，配备一台余热锅炉，余热锅炉是利用沸腾焙烧炉供给的高温烟气的热焓来生产蒸汽。锅炉通过热交换产生饱和蒸汽或过热蒸汽用于生产，以达到余热利用的作用。
1 流量计使用现状
我公司原来安装流量仪表设备17台，其中测量蒸汽用流量计4台全部为孔板差压流量计，后全部更换为涡街流量计。
2 存在的问题
我公司蒸汽流量计量，在使用过程中一直存在测量不准确的问题，由于我车间的余热蒸汽过量，供给其它地方，在计算能耗，进行能耗分析、成本结算时一直和其它用气单位产生纠纷，对方说蒸汽量特别小，而我们这边计量数据显示数据这么多，老是出现扯皮推诿。
我公司蒸汽流量计在建厂设计时采用孔板差压式流量计，孔板差压流量计本身存有一定的弱点：安装相对比较复杂，需要安装三阀组、差压变送器、冷凝管、流量积算仪，温压补偿的需要安装温度、压力变送器；引压管容易发生堵塞、容易跑冒滴漏、冬天还需要保温等，这些原因造成仪表一次性安装工程量大，费用高，维修工作量也大；孔板为节流型结构，导致压损大，长期运行消耗的能耗也大；长时间运行过程中孔板外观几何尺寸发生变化变化，容易造成锐角变钝，甚至变成喇叭口形，影响系统的测量精度；孔板材料锐角会变钝而造成流出系数变化，使的测量误差增大并且无法修复改善。
3 流量仪表的选型
蒸汽流量测量方法按照工作原理分，可分为直接式质量流量计和推导式也称间接式质量流量计两大类。前者直接测量与质量流量成函数关系的变量求得质量流量；后者用体积和其他变量测量仪表或两种不同测量原理流量计组合成的仪表计算求得质量流量。现在人们使用最多的是推导式的流量计，其中以孔板差压流量计和涡街流量计为主流。涡街流量计主要用于工业管道介质的流量计量，如液体、气体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。没有可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。
我们就孔板和涡街做一个对比说明。
共同特点：测量的对象都是蒸汽的体积流量，先进点的设备都带温度和压力补偿，通过变换计算出质量流量值。也可以测量液体的流量。精度一般为1.0%-1.5%。
孔板流量计的优点：测量范围可选，比如10-30m3/h，或者30-90m3/h，都可以选择。抗震动性强。可以测量高温高压蒸汽。温度500°以上，压力大于40MPa。
缺点：安装相对其他流量计复杂：需要安装三阀组、差压变送器、冷凝管、流量积算仪，不带温度、压力补偿的需要安装温度、压力变送器；量程比窄：配国产差压变送器一般为1：3，好的进口变送器为1：6；测量有压力损失。
涡街流量计的优点：量程比宽，智能涡街流量计的量程比一般为1：9、1：10.测量几乎无压力损失。安装简便：安装方式为法兰对夹或者法兰连接式。
缺点：量程范围与口径对应比较固定，但是可以采用变径来测量一些流量偏小的介质。抗震性能弱。测量高温高压蒸汽不占优势，一般测量温度上限350°，压力4MPa。
由此可见流量计的选型很是重要。
4 投资回报对比
一台进口涡街大约1～1.5万元人民币，国产的1万元以内，而一台孔板差压流量计装置包括差压变送器、孔板及法兰、导压管、阀门、保温箱等费用肯定超过限度万元。
涡街流量计安装非常简单，只需要保证流量计前后有一定的直管段即可，孔板流量计对直线段、同心度、导压管等都长期运行测量精度，孔板的设计由于差压与流量是非线性关系，当流量低于30%时，误差增大，气体更为严重，另一方面，使用介质的长期磨损，锐角变钝，使流量系数发生变化，也是影响精度的一个重要原因。而涡街的特殊结构，当精度经实际确定后精度几乎是不变的。
涡街流量计除在计量上要求周期性标定外，一般不会出现故障，不需要其他的维护保养费用，而孔板流量计就不一样，跑冒滴漏，定期排污，灌隔离液，更换导压管、阀门、保温、清洗孔板等，有一定的维护工作量。还有伴热系统的投入，这还不包括差压变送器的更新，孔板更新费用。
有严格的安装要求、并且这些部件安装费时费力，所以安装费用是涡街的数倍。
还有其他方面涡街流量计优势更加明显，如可互换性，量程、可靠性方面。随着技术的不断发展，涡街流量计的性能更加优异。
5 结论
综上所述，涡街流量计具有管道介质压力损失小，量程比大，测量精度高，在测量工况体积流量时受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响小，没有可动机械零件，因此可靠性高，维护量小，仪表参数能长期稳定等特点，基于以上讨论，针对涡街流量计的优点，车间陆续将不能正常投入生产的三台差压流量计更换为涡街流量计，使用过程中无任何问题，并且维护量大大减少，在公司蒸汽流量测量中的成功应用确实给流量测量来许多好处。
【参考文献】
[1]王真安.蒸汽流量测量若干问题讨论[Z].北京博时达测控科技有限公司.
