涡街流量计流量测量自动补偿系统.pdf

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1、第5期许民富等．涡街流量计流最测量自动补偿系统543涡街流量计流量测量自动补偿系统许民富1陈立国2(1．江苏扬农化工集团有限公司工程部，江苏扬州225009；2．浙江中控技术股份有限公司，杭州3l0053)摘要介绍了涡街流量计的澳l量原理，从工程应用的角度，系统地阐述了被测介质的工况(温度、压力)发生变化后。其流量自动补偿的原理及实施方法。关键词涡街流量计体积流量质量流量补偿中图分类号TQ056文献标识码A文章编号lOoo-3932(2011)05旬543_03流体连续化输送是现代化工生产的重要特征，为满足建设资源节约型、环境友好型社会和对生

2、产过程调节控制的要求，必须对其流量进行准确测量。虽然流量计的种类繁多，但因涡街流量计具有结构简单、安装维护方便、压力损失较小、价格低、量程范围宽以及适用介质多等诸多优点，得到r广泛使用。涡街流量计和大多数流量计一样，在设计时并没有考虑介质工况(温度、压力)发生变化时引起的测量误差，实际应用中应对其测量值自动进行温度、压力补偿。1涡街流量计的测量原理在流体的流动方向上放置一个非流线型的物体旋涡发生体，当流体以足够大的流速流过发生体后，上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过旋涡发生体的流体平均速度及旋涡发生体特征宽度有关，其表达式

3、为：j=st专式中／——旋涡的释放频率，Hz；y——流过旋涡发生体的流体平均速度，m／s：d——旋涡发生体特征宽度，m；的补偿公式可计算出流体的准确体积流量和质量流量。2．1水蒸汽自动补偿系统对于饱和蒸汽，其密度只与压力有关，它们之间的对应关系为：_p=AJD+廖(1)式中p——饱和蒸汽的绝对压力，MPa；A、8——待定系数。在不同的压力范围内，系数A、B的值见表l。表1不同压力范围内A、B的值对于过热蒸汽，其密度和温度、压力均有关，它们之间的关系表示为：p=志(2)St——斯特罗哈数，当雷诺数醌在102一式中p——过热蒸汽的绝对压力，MPa

4、；105范围时，S￡为常量。z——过热蒸汽的温度，cc；当旋涡在发生体两侧产生时，利用压电传感器测出与流体流向垂直的交变升力变化，将升力的变化转换为电的频率信号，再将频率信号进行放大和整形，得到与流体平均速度成正比的电信号，输出到相应的仪表即可进行流量显示、累积。2流量自动补偿系统涡街流量计属于速度式流量计，其输出信号与管道中流过的流体体积流量成正比，通过适当A，曰，卜待定系数，在一定的温度、压力范围内均为常数。涡街流量计的测量值，即为实际工况下被测蒸汽的体积流量Q。该值主要用来计算被测蒸汽的质量流量：^f=pQ(3)收稿日期：2011．ol

5、-27544化工自动化及仪表第38卷式中膨——质量流量，kg／h；p——实际工况下蒸汽密度，kg／m3；Q——涡街流量计测得的蒸汽体积流量，m3／h。饱和蒸汽流量设计工况为温度165℃，压力O．7MPa(绝压)，密度p设=3．666kg／m3，正常流量为8000kg／h。则其实际压力波动范围O．65—0．75MPa。该饱和蒸汽流量测量压力自动补偿系统原理如图l所示，ECS．100型DCs图形化组态如图2所示。行：j墨姿竖b爿垫!型!竖陌嗣坠鲨墅藏剩乘法器图l饱和蒸汽流量测量压力自动补偿系统图2ECS一100型DCS图形化组态计算流遣计量程上限

6、Q。。。时，将有关参数代入式(3)得：Qm，=等=裟叫·耐／h过热蒸汽流量设计工况为温度260℃，压力0．7MPa(绝压)，密度lp设=2．912kg／m3，正常流量8000kg／h。则其实际压力波动范围为O．40～0．85MPa，温度波动范围220～320℃。该过热蒸汽流量测量温度、压力自动补偿系统的原理如图3所示，ECS-100型DCS图形化组态如图4所示。Q——最近亟71——_．242．36一乘法器乘法嚣图3蒸汽流量测量温度、压力自动补偿系统的原理图图4ECS—100型DCS图形化组态将有关参数代人式(3)，得到流量计量程上限Q⋯：Qm

7、^。=等=裟-4294m3／h口再z．7l二2．2气体自动补偿系统因气体介质的特殊性，其体积流量可分为实际工况下的体积流量(m3／h)和标准状态下(或标定状况下)的体积流量(Nm3／h或m3／h)。涡街流量计的测量值，即为实际工况下气体的体积流量。因实际工况会偏离设计工况，此测量值不能如实反应被测气体的量，通常要借助于理想气体的状态方程将其换算成标准状态下的体积流量，即：Q0=卫x等Q(4)Poo式(4)是将实测体积流量转换成标准状态下的体积流量。如要转换成标定状态下的体积流量，可将式中的兀用％替代，其值为293．15K；Q。用Q：。替代，其

8、单位为m3／h。查得标准状态下气体的密度，由气体相应的体积流量公式计算出其质量流量，即：M=poQ。(5)氮气流量设计工况为工作压力0．6MPa，工作温度25℃，正