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        時間:2022-11-29 08:24:33

      孔板式蒸汽流量計測量誤差分析

      摘要
        目前在蒸汽測量中,不少企業所使用的孔板式蒸汽流量計經常出現測量不準確的現象。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”,并在分析的基礎上給出了測相對誤差的近似計算公式,供有關企業參考.
        計量是進行原材料和各種能源核算的基礎,正確的計則是核算準確性的強有力保證,但在實際生產中,有些地方的計量準確性卻不盡人章,有的甚至已失去計量的意義.在我們走傷的不少林業“三板”生產企業中,計問題出現較多的是孔板式蒸汽流量計。由于計量的不準確,已經給企業的成本核算帶來困難;如果企業還出售蒸汽,那么將會給企業帶來不必要的經濟損失,甚至引起企業之間的經濟糾紛.
      1孔板式流計的工作原理
        孔板式流量計是屬于節流變壓降式流量計,其工作原理簡單地說就是采用差壓式測方法,即在管道內裝人節流元件一孔板,當流體流過孔板時,流體流束發生收縮,于是在孔板的前后產生差壓。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,孔板前后所產生的差壓值將隨流地變化而變化,而且兩者有確定的關系。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,由實驗確定;
      Ɛ一流體膨脹系數,當流體為不可壓縮性流體時ε=1;
      d.D一孔板孔徑和管道內徑在所測流體溫度t下的尺寸,mm;.
      β一在流體溫度t下的孔板孔徑與管道內徑之比,β=d/D;.
      △p一孔板前后的差壓,kgf/cm²;
      Ƴ一流體節流前的重度,kgf/m³.
      2蒸汽重度影響測量準確性原因分析
        由于孔板式流量計的組成比其它儀表復雜,且它的測量特點又與別的儀表不同,其測的準確性不僅取決于儀表本身的精度,而且還與測上管道和管路內流體的流動狀況有關。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所產生的誤差等。
        除上述這兩種誤差外,最容易引起現場操作和訂購流量計人負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,當其壓力變化時,其重度亦將發生變化.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系.在其它條件不變的情況下,若流體重度發生變化,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,亦即重度常會發生變化,而孔板式流量計的測量準確性除與其安裝使用有關外,還與其設計參數有直接的關系。當實際流體重度與設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.這是因為孔,板式疣量計一且設計完成,其顯示值(即顯示儀表的分度值)只與孔板前后差壓有關,但這一顯示分度值是在某--確定的流體重度(設計時所用的某-設計壓力下的流體重度,常稱為設計重度Ƴ)下進行分度的。所以,在實際測量中,如果孔板前后的差壓不變,但若蒸汽壓力發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),但實際疵量卻會發生變化(因重度變化),這時就會出現流量測量誤差.為了說明這-點,先來看下面的實例。
        鍋爐房需要測量飽和蒸汽流量,選用的是標準孔板,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為:流量qmin=4t/h、qmax=8t/h,平均絕對壓力為10kgf/cm².設備到貨后,按產品說明進行了安裝,但在隨后使用中發現流量計經常出現較大的測量誤差,經標定最大誤差達到-31%.現場檢查后,除發現因生產原因造成實際蒸汽壓力會在了~9kgf/cm2范圍內波動(正常時壓力常為5kgf/am)外,沒有發現流量計在安裝和使用上有何不當,流量計計量的不準確,一直困擾著現場操作人負.
        通常廠家是根據用戶提供的流量和壓力參數,來設計生產孔板式流量計.查有關熱工資料,可知:10kgf/cm2的飽和蒸汽所對應的重度為5.139kgf/m³(此重度即為設計重度Ƴ設);5kgf/cm2對應的重度為2.669kgf/m³(此重度為實際流體重度Ƴ實).根據孔板式流量計的流量公式1得:
      孔板設計的指示流量
       
        如果還考慮αε和d的影響,那么計量的相對誤差還會進一步增大,這一計算值接近于此流量計的實際最大相對誤差.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.蒸汽的實際壓力偏離孔板流計設計壓力越嚴重,所引起的誤差就越大;
      ②一般情況下,誤差是負值,郎流量計顯示值偏小于實際流量.這是因為用戶?紤]壓力的富裕值,所選壓力往往要高于實際壓力,形成孔板流量計設計時所用壓力高于蒸汽的實際壓力,造成計量偏小.若實際壓力大于設計壓力,則計量值偏大,這時的誤差是正的.
        當然實際測量時的誤差不會始終這么大,隨謄蒸汽壓力的波動,實際壓力接近于設計壓力時,誤差就會變小.這個木材加工廠的流量計之所以會出現這么大的誤差,主要原因就是實際壓力太遠離設計壓力所造成的..
        總而言之,企業在選擇孔板式蒸汽疣量計時,一定要根據實際的蒸汽壓力來相應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.在經費充足時,應優先考慮選擇具有溫度和壓力補償的蒸汽疣量計,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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