摘要
目前在蒸汽測量中，不少企業(yè)所使用的孔板式蒸汽流量計經(jīng)常出現(xiàn)測量不正確的現(xiàn)象。本文通過定量分析指出“蒸汽重度的變化是引起測量誤差的主要原因”,并在分析的基礎(chǔ)上給出了測相對誤差的近似計算公式,供有關(guān)企業(yè)參考.
計量是進(jìn)行原材料和各種能源核算的基礎(chǔ),正確的計則是核算正確率的強(qiáng)有力保證,但在實(shí)際生產(chǎn)中,有些地方的計量正確率卻不盡人章,有的甚至已失去計量的意義.在我們走傷的不少林業(yè)“三板”生產(chǎn)企業(yè)中,計問題出現(xiàn)較多的是孔板式蒸汽流量計。由于計量的不正確,已經(jīng)給企業(yè)的成本核算帶來困難;如果企業(yè)還出售蒸汽,那么將會給企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失,甚至引起企業(yè)之間的經(jīng)濟(jì)糾紛.
1孔板式流計的工作原理
孔板式流量計是屬于節(jié)流變壓降式流量計,其工作原理簡單地說就是采用差壓式測方法,即在管道內(nèi)裝人節(jié)流元件一孔板,當(dāng)流體流過孔板時,流體流束發(fā)生收縮,于是在孔板的前后產(chǎn)生差壓。對具有一定形狀和一定尺寸的孔板一定的測壓位置和一定參數(shù)的流體,在保證孔板前后有足夠的直管段等條件下，孔板前后所產(chǎn)生的差壓值將隨流地變化而變化,而且兩者有確定的關(guān)系。因.此，可通過測差壓,得到流體流量.
工程上,孔板式流量計的流量和孔板前后的差壓△p有下面的關(guān)系式:
q=1.252αƐed√△p/y=1.25αƐβD√△p/Ƴ(1)
式中:
q一流體流t,m³/h;.
α一孔板式流k計的流系數(shù),由實(shí)驗(yàn)確定;
Ɛ一流體膨脹系數(shù),當(dāng)流體為不可壓縮性流體時ε=1;
d.D一孔板孔徑和管道內(nèi)徑在所測流體溫度t下的尺寸,mm;.
β一在流體溫度t下的孔板孔徑與管道內(nèi)徑之比,β=d/D;.
△p一孔板前后的差壓，kgf/cm²;
Ƴ一流體節(jié)流前的重度,kgf/m³.
2蒸汽重度影響測量正確率原因分析
由于孔板式流量計的組成比其它儀表復(fù)雜，且它的測量特點(diǎn)又與別的儀表不同,其測的正確率不僅取決于儀表本身的精度,而且還與測上管道和管路內(nèi)流體的流動狀況有關(guān)。所以，能造成孔板式流量計測誤差的原因較多,通常有流計本身誤差.流量計安裝使用不當(dāng)所產(chǎn)生的誤差等。
除上述這兩種誤差外,最容易引起現(xiàn)場操作和訂購流量計人負(fù)忽視的卻是蒸汽重度的影響，因蒸汽重度變化所造成的測量誤差往往是較大的。
蒸汽是可壓縮性流體,當(dāng)其壓力變化時，其重度亦將發(fā)生變化.通過流量k計算公式可以知道,孔板式流計的流量與流體重度有著很密切的關(guān)系.在其它條件不變的情況下,若流體重度發(fā)生變化,則流體流將與流體重度的平方根成反比例變化,
在實(shí)際中，一般很難保證蒸汽壓力始終保持不變,亦即重度常會發(fā)生變化，而孔板式流量計的測量正確率除與其安裝使用有關(guān)外,還與其設(shè)計參數(shù)有直接的關(guān)系。當(dāng)實(shí)際流體重度與設(shè)計流量計所采用的流體重度不一致時,則將會帶來流量測量誤差.這是因?yàn)榭�，板式疣量計一且設(shè)計完成,其顯示值(即顯示儀表的分度值)只與孔板前后差壓有關(guān)，但這一顯示分度值是在某--確定的流體重度(設(shè)計時所用的某-設(shè)計壓力下的流體重度,常稱為設(shè)計重度Ƴ)下進(jìn)行分度的。所以，在實(shí)際測量中,如果孔板前后的差壓不變,但若蒸汽壓力發(fā)生變化造成重度變化,那么雖然孔板式流量計的顯示值不變(因差壓沒變),但實(shí)際疵量卻會發(fā)生變化(因重度變化),這時就會出現(xiàn)流量測量誤差.為了說明這-點(diǎn),先來看下面的實(shí)例。
鍋爐房需要測量飽和蒸汽流量,選用的是標(biāo)準(zhǔn)孔板,配雙波紋管差壓計顯示流量.訂購時向某儀表廠提供需要計量的飽和蒸汽參數(shù)為:流量qmin=4t/h、qmax=8t/h,平均絕對壓力為10kgf/cm².設(shè)備到貨后,按產(chǎn)品說明進(jìn)行了安裝,但在隨后使用中發(fā)現(xiàn)流量計經(jīng)常出現(xiàn)較大的測量誤差,經(jīng)標(biāo)定最大誤差達(dá)到-31%.現(xiàn)場檢查后,除發(fā)現(xiàn)因生產(chǎn)原因造成實(shí)際蒸汽壓力會在了~9kgf/cm2范圍內(nèi)波動(正常時壓力常為5kgf/am)外,沒有發(fā)現(xiàn)流量計在安裝和使用上有何不當(dāng),流量計計量的不正確,一直困擾著現(xiàn)場操作人負(fù).
通常廠家是根據(jù)用戶提供的流量和壓力參數(shù),來設(shè)計生產(chǎn)孔板式流量計.查有關(guān)熱工資料,可知:10kgf/cm2的飽和蒸汽所對應(yīng)的重度為5.139kgf/m³(此重度即為設(shè)計重度Ƴ設(shè));5kgf/cm2對應(yīng)的重度為2.669kgf/m³(此重度為實(shí)際流體重度Ƴ實(shí)).根據(jù)孔板式流量計的流量公式1得:
孔板設(shè)計的指示流量
如果還考慮αε和d的影響，那么計量的相對誤差還會進(jìn)一步增大,這一計算值接近于此流量計的實(shí)際最大相對誤差.通過上面的計算，可以看出:
①因蒸汽重度的變化所造成的測量誤差可能是很大的.蒸汽的實(shí)際壓力偏離孔板流計設(shè)計壓力越嚴(yán)重,所引起的誤差就越大;
②一般情況下,誤差是負(fù)值，郎流量計顯示值偏小于實(shí)際流量.這是因?yàn)橛脩舫？紤]壓力的富裕值,所選壓力往往要高于實(shí)際壓力,形成孔板流量計設(shè)計時所用壓力高于蒸汽的實(shí)際壓力,造成計量偏小.若實(shí)際壓力大于設(shè)計壓力,則計量值偏大,這時的誤差是正的.
當(dāng)然實(shí)際測量時的誤差不會始終這么大,隨謄蒸汽壓力的波動,實(shí)際壓力接近于設(shè)計壓力時，誤差就會變小.這個木材加工廠的流量計之所以會出現(xiàn)這么大的誤差,主要原因就是實(shí)際壓力太遠(yuǎn)離設(shè)計壓力所造成的..
總而言之,企業(yè)在選擇孔板式蒸汽疣量計時,一定要根據(jù)實(shí)際的蒸汽壓力來相應(yīng)選擇流量計的額定壓力.如果需要考慮壓力的富裕量,也不能偏離太多,否則將會帶來較大的計量誤差.在經(jīng)費(fèi)充足時,應(yīng)優(yōu)先考慮選擇具有溫度和壓力補(bǔ)償?shù)恼羝嗔坑?這可以在-定程度上消除因壓力或溫度(對過熱蒸汽,溫度也會影響重度)變化引起重度變化所帶來的測誤差.
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