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            流量積算儀密度求取方式對孔板流量計檢定結果的影響

            作者: 來源: 發布時間:2017-12-06 10:23:11

             摘 要:本文主要介紹了蒸汽流量的計算模型以及流量積算儀密度求取方式,探討分析了在流量積算儀密度求取方式對孔板流量計檢定結果的影響,研究結果顯示:流量積算儀在變工況情況下進行檢測的重要性。此外,本文還不斷優化流量積算儀,需要可以提升其檢定結果的準確性。

             
                    現階段,我國不斷實行可持續發展戰略,這樣要求各行業領域在生產期間zui大限度地降低能源消耗,并且降低溫濕效應。基于以上生產發展要求,需要進行大規模的供暖集中化。要實現供暖集中化zui重要的是明確其主要是熱媒是什么,這樣才能采取有效措施進行處理和解決。隨著逐年提升的蒸汽使用量,企業開始加強重視蒸汽流量計算方式,這主要是因為蒸汽流計量的特殊性。現階段,流量積算儀是主要計算流量的設備,該設備的檢定結果在一定程度上影響著蒸汽流量計量的可靠性以及準確性。
             
            1 創建蒸汽流量計算模型并分析
                    現階段,企業在計量蒸汽流量時主要的計量方法為渦街流量計以及孔板流量計
             
            1.1 創建渦街流量計的流量模型
                    渦街流量計的流量模型的輸出頻率的表達式可以主要以下方式:
                    20171206103001.jpg
                    在上式表達式中,q m 表示的是質量流量,單位為 kg/h,f 表示的是渦街流量計的頻率輸出,單位為 Hz,K表示的是渦街流量計的流量系數,單位為 m -3 ,表示的是流體密度,單位為 kg/m 3 。
             
            1.2 創建孔板流量計的流量模型
                    此次研究主要是以孔板流量計的常規標準孔板進行分析,以下表達式為孔板流量計的流量模型:
                    20171206103007.jpg
                    以上表達式中,q m 表示的是質量流量,單位為 kg/h,d 表示的是開孔直徑,單位為毫米,D 表示的是管道直徑,單位為毫米,C表示的是流出系數, 表示的是直徑比, 表示的是可膨脹系數, 表示的是差壓,單位為 kPa, 表示的是節流件正端取壓口平面上的流體密度。
             
                    在計算式(2)當中,直徑比與開孔直徑如果不考慮管道出現積污情況揮著孔板磨損情況下,將其設定為常熟,將可膨脹系數與流出系數根據相關規定當中設定的計算公式,盡管所包含的計算公式具有較大的復雜性,但是在特定的流量范圍之內可以將計算公式看作常數,這時候就可以將以上表達式簡化為如下表達式,在以下表達式中,可以將 K當做常數,然而K的求取過程還是較為復雜。
                    20171206103039.jpg
                    如果節流式差壓孔板流量計已經設計好工況流程,并且在其設計工況之下可以得知差壓滿程量信號對應的zui大流量。所以,大多數流量積算儀生產廠家都將差壓滿程量信號,設計工況下的蒸汽密度以及滿程量流量帶入以上算式中可以得出:
                    20171206103039.jpg
                    在以上表達式中, 表示的是滿程量流量, 表示的是差壓滿程量信號, 表示的是設計工況下的蒸汽密度。之后將表達式(3)代入至表達式(2)中,可以得出在任意工況之下孔板流量計算表達式,該表達式如下所示:
                    QQ截圖20171206103059.jpg
             
            2 流量積算儀蒸汽密度求取方式
            2.1 檢定標準規定對于密度的要求
                    國家對于流量積算儀的檢定有相關標準要求,在其檢測期間,該項標準要求主要是規定在檢定蒸汽流量時需要在設計工況下進行。此外,需要在設計范圍之內選擇溫度以及壓力不變,在設計范圍內選擇壓力以及溫度不變。當蒸汽流量信號為zui大時需要檢定兩次。如果處于變化工況下,需要提升流量積算儀密度,這樣可以提升蒸汽檢定的準確性。
             
            2.2 流量積算儀常規的蒸汽密度求取方式
                    大部分流量積算儀生產廠家在輸入積算儀時都是按照國際上規定的水和水蒸氣的性能,并且在完成蒸汽密度求取時主要是采用線性插值來實現的。因為國際上規定的水和水蒸氣的性能涉及的表格具有大量的數據,所以存在部分生產廠家在計算蒸汽密度時主要是通過近似公式來完成的。
             
            3 流量積算儀密度求取方式對檢定結果的影響
            3.1 密度求取的準確性影響流量誤差
                    根據以上表達式可以看出,如果節流式壓差孔板流量計中 ,渦街流量計中 ,這樣就可以看出如果密度求取產生誤差將會直接導致流量積算儀出現較大的誤差。所以,為了提升流量積算儀檢定結果的準確性,就需要保證密度求取的準確性。
             
            3.2 變工況檢定條件下密度求取的準確性影響測量結果
                    針對于差壓式孔板流量計,由上述計算式可以看住,在實際進行孔板流量計算時使用的密度主要是設計流體密度與實際密度的比值完成的。也就是說,當設計狀態與實際的工作狀態相同時,在需要在實際計算式使用相同的密度值,這樣產生的誤差也就相同,誤差也會由于密度之間的比值進行抵消,這樣就會導致在設計狀態下使用流量積算儀進行檢定時不能及時發現存在的誤差。在進行實際計量時,如果與設計工況產生些許偏離,這時候就會導致蒸汽流量由于密度產生的誤差不能進行抵消,而出現較大的偏差。所以在實際檢定期間需要將實際工況條件與設計工況之間進行些許偏離,這樣才能及時發現蒸汽;流量產生的誤差,進一步檢驗處在密度求取時出現的誤差。針對渦街流量計,在實際計算蒸汽流量時密度會直接參與,所以孔板流量計在設計狀態下進行檢定也可以察覺密度出現的誤差。在偏離工況下也可以檢定蒸汽的流量。由以上結論可以看出,流量積算儀可以在特定工況之下確保檢定結果的準確性。現階段存在多數流量積算儀生產廠家進行實際設計生產時僅僅注重儀器的壓力,溫度以及蒸汽流量對檢定結果準確性的影響,沒有注重求取密度時影響流量積算儀的檢定結果。在對儀器進行出廠檢定時只是在特定工況下進行,這樣就不能發現密度選取對檢定結果的影響程度。如果根據 JJG 1003- 2005 進行蒸汽流量檢定,就會顯著提升產品的不合格率。比如,某流量積算儀將密度數據輸入至積算儀當中作為查表數據,將大氣壓設定為 0.1MPa,通過線性內插法推算其他數據。將設計工況設定為 0.9MPa,該流量積算儀的檢定結果由于密度誤差產生了較大的流量誤差。還有少量的流量積算儀在求取密度時主要是通過近似公式法進行,根據相關要求,使用近似公式法求取密度時,如果沒有在公式適用范圍之內,就會導致公式自身存在誤差嚴重超出流量積算儀的zui大誤差值,這時將流量積算儀在公式適用范圍之內,也會嚴重影響檢定結果的準確性。
             
            4 建議與展望
                    在流量儀表當中應用計算機技術,可以為其提供強大的技術支持。為了確保求取密度的準確性,在儀表內存里面可以將國際蒸汽表完整寫入,并且借助線性內插,這樣可以在一定程度上降低求取蒸汽密度的誤差值。如果發展條件具有限制性,首先需要嚴格劃定儀表使用的概況范圍,并且在特定的工況范圍之內將蒸汽密度的誤差值控制在合理范圍內。如果用戶使用的是流量積算儀,需要在采購期間向廠家說明蒸汽飽和以及工況范圍等信息,防止出現流量積算儀不在規定范圍內進行使用,提升蒸汽流量計量的誤差值。針對流量積算儀設計人員以及實際的檢定人員來說,需要加強注重蒸汽密度求取方式的差異性對蒸汽流量產生的誤差。因為以上產生的誤差主要是系統誤差,這樣就隨機與儀器誤差進行疊加,這樣就會嚴重出現流量積算儀檢定結果的誤差值超出范圍。
             
            5 結論
                    隨著不斷推廣的集中供熱,也相應提升了蒸汽的使用頻率以及使用范圍,尤其是出現越來越多的貿易結算需求,這在一定程度上提高了流量積算儀在蒸汽流量劑量方面的要求。長期以來,存在大多數流量積算儀生產廠家進行實際設計生產時僅僅注重儀器的壓力,溫度以及蒸汽流量對檢定結果準確性的影響,沒有注重求取密度時影響流量積算儀的檢定結果,這就相應提升了蒸汽貿易結算的安全隱患。為了防止出現由于蒸汽流量計量導致供求雙方產生較大的矛盾糾紛,需要提升對流量積算儀求取密度方式的重視程度,進一步提升求取密度的準確性,這樣才能從根本上提升蒸汽流量計量的可靠性與準確性。
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