差壓式流量計(jì)在蒸汽計(jì)量中的應(yīng)用
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隨著我國(guó)大中型企業(yè)的不斷深化改革，企業(yè)內(nèi)部各分廠（車(chē)間）的經(jīng)濟(jì)效益獨(dú)立核算，蒸汽計(jì)量工作已被越來(lái)越多的企業(yè)所重視。蒸汽計(jì)量關(guān)系到能源水泵的統(tǒng)計(jì)和考核，直接關(guān)系到產(chǎn)汽單位和用汽單位的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，用汽單位正確控制蒸汽計(jì)量的多少，對(duì)生產(chǎn)工藝有很大的幫助。因此，流量?jī)x表的正確選用尤為重要。目前工業(yè)上使用的流量計(jì)品種很多，由于差壓流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用。本文就差壓式流量計(jì)在蒸汽計(jì)量應(yīng)用中的若干問(wèn)題進(jìn)行分析。
2 差壓式流量計(jì)的測(cè)量原理及組成
2.1 測(cè)量原理
充滿管里的流體經(jīng)直線管道進(jìn)入節(jié)流裝置，流束將在節(jié)流件處收縮，使流速加快，靜壓力降低，導(dǎo)致節(jié)流件前后產(chǎn)生差壓。流速增大，差壓也隨之增大，因此，通過(guò)測(cè)量差壓，可以確定流量，見(jiàn)圖1。
圖1 角接取壓法孔板裝置
差壓式流量計(jì)由節(jié)流裝置、引壓導(dǎo)管、三閥組、差壓變送器和二次儀表組成。見(jiàn)圖2。
圖2 差壓式流量計(jì)組成
標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流件有三種類(lèi)型，即：孔板、噴嘴、文丘利管。其中流體流過(guò)孔板所產(chǎn)生的壓力損失最大，且孔板具有制造簡(jiǎn)單、適用性廣、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)孔板，精度可達(dá)±0.5%～±1%，公稱徑為50～1200mm。
取壓裝置有兩個(gè)取壓口，一個(gè)是上游取壓口，一個(gè)是下流取壓口，上游取壓口引出流體的正壓力，下游取壓口引出流體的負(fù)壓力。
⑵差壓變送器。差壓變送器是差壓式流量計(jì)中的重要組成部分，它將節(jié)流裝置的差壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)，以便于二次儀表處理和運(yùn)算。早期使用的差壓變送器DDZ—Ⅱ（輸出0～10mA）和DDZ-Ⅲ（輸出4～20mA）型，其準(zhǔn)確度均為±0.5%，基本能滿足工業(yè)計(jì)量的要求。目前，國(guó)內(nèi)有兩種系列產(chǎn)品，一種是西安儀表廠生產(chǎn)的1151±0.5%系列差壓變送器，另一種是北京遠(yuǎn)東儀表公司生產(chǎn)的1751系列，其準(zhǔn)確度可達(dá)±0.25%。
⑶顯示儀表。顯示儀表將有效期壓變送氣產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)及其它裝置產(chǎn)生的補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行開(kāi)方并積算，顯示瞬時(shí)流量、累計(jì)流量及其它參量。對(duì)于壓力、溫度波動(dòng)范圍較大的測(cè)量介質(zhì)，如過(guò)熱蒸汽等，必須進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償，對(duì)于飽和蒸汽，應(yīng)進(jìn)行壓力（或溫度）補(bǔ)償。
常用的顯示儀表有電磁計(jì)數(shù)式的開(kāi)方積算器和智能數(shù)顯式的流量積算儀。智能流量積算儀是采用單片微處理機(jī)組成快速修正系統(tǒng)，能與差壓、壓力、溫度變送器或與熱電偶、熱電阻配合，對(duì)被測(cè)介質(zhì)由于壓力、溫度偏離設(shè)計(jì)工況引起的流量測(cè)量誤差及累計(jì)積算等，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償和積算，從而提高測(cè)量精度及可靠性。
3 流量方程
由于氣體具有可壓縮性質(zhì)，測(cè)量蒸汽應(yīng)采用質(zhì)量流量。
根據(jù)經(jīng)典的伯努利定律、節(jié)流裝置的基本實(shí)用流量方程為：
由于影響的因素很多，通常利用經(jīng)驗(yàn)公式，直接實(shí)驗(yàn)測(cè)定或查閱表格和曲線得到。
在實(shí)際生產(chǎn)中，由于鍋爐內(nèi)壓力的變動(dòng)，使蒸汽密度偏離設(shè)計(jì)時(shí)所采用的ρ值，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差，因此實(shí)際流量的表示式為：
以絕對(duì)壓力≤2MPa的飽和蒸汽為例：
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式P=（1/1.7235）P015/16 （4）
將⑷式進(jìn)行線性化處理得
ρ2=ρ1（15P/16P0+1/16） ⑸
式中：P0-孔板設(shè)計(jì)時(shí)采用的絕對(duì)壓力MPa；P-工作壓力MPa。
將⑴與⑸代入⑶，得到：
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