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蒸汽流量計的計算模型和流量

人氣:發表時間:2018-05-04
蒸汽流量計的計算模型和流量積算儀密度求取方式對檢定結果的影響
介紹了蒸汽流量的計算模型和JJG 1003-2005《流量積算儀》規定的蒸汽密度取值方式,分析了流量積算儀采用不同的蒸汽密度求取方式對于流量積算儀檢定結果的影響。研究結果說明了變工況條件下檢定流量積算儀的必要性。本文對流量積算儀的發展提出建議,以提高流量積算儀在蒸汽流量計量中的準确度。
在節能減排和減小溫室效應的背景下,國内正大力發展集中供熱。蒸汽作為集中供熱的主要熱媒,其使用量正在逐年增加,而蒸汽流量的計量則因其貿易計量的特殊性也越來越得到企業的重視。不論采用何種流量計進行流量計量,流量積算儀是其中不可缺少的重要組成部分。為了确保流量計量準确、公正、可靠,流量積算儀的檢定顯得極為重要。
蒸汽流量計算模型及分析:
目前蒸汽流量計量中仍然以節流式差壓流量計和渦街流量計為主流。
1.1、節流式差壓流量計的流量簡化模型:
以節流式差壓流量計中最常見的标準孔闆為例,其流量計算模型
在式(1)中,β與d在不考慮孔闆磨損和管道積污的情況下為常數,C和ε參照GB/T 2624-2006中的計算公式,雖然其計算公式非常複雜,但在一定的流量範圍内可看作常數,因此式(1)可以簡化為式(2)[2] 。
中K可看作一個常數,但K的求取仍然較為複雜
而一個設計好的節流式差壓流量計,在其設計工況下,差壓信号滿量程對應的最大流量是已知的。因此,大部分流量積算儀生産廠家将差壓滿量程信号Δpmax、滿量程流量qmax和設計狀态的蒸汽密度ρ0(以下簡稱設計密度)這三個已知量代入式(2)中得到:
渦街流量計的流量模型:
頻率輸出的渦街流量計流量表達式為
 
式中:qm——質量流量,kg/h;
f——渦街流量計輸出頻率,Hz;
K——渦街流量計流量系數,m;
ρ——流體密度,kg/m
2、流量積算儀中蒸汽密度的求取方式:
檢定規程中對于密度的要求:
流量積算儀的檢定是依據JJG 1003-2005《流量積算儀》進行的。在流量積算儀瞬時流量的檢定過程中,JJG1003-2005規定首先在設計工況下對流量進行檢定。另外應在壓力不變、溫度在設計範圍内任取兩點;溫度不變、壓力在設計範圍内任取兩點,在流量信号為最大的情況下分别進行兩次檢定。而變工況檢定其本質是對于流量積算儀密度求取準确性的檢定。
JJG1003-2005中還規定了蒸汽密度值應按照IFC 1967公式計算或者從《國際單位制的水和水蒸氣的性質》中的表格查取[3] 。
流量積算儀常用的蒸汽密度求取方式:
由于IFC1967公式非常複雜,極少有流量積算儀直接采用該公式進行蒸汽密度計算。多數流量積算儀生産廠商是将《國際單位制的水和水蒸氣的性質》中的相關表格輸入到積算儀中,并進行線性插值來完成蒸汽密度的求取。
由于《國際單位制的水和水蒸氣的性質》表格中數據量很大,因此有不少生産廠商采用近似公式來計算蒸汽密度,或者采用《國際單位制的水和水蒸氣的性質》表格中某些點的數據再進行線性插值求取密度。
 

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