测量蒸汽考虑蒸汽密度问题
ABGUG智能涡街流量计对于蒸汽的流量测量,人们都知道要进行压力和温度补偿,但是由于对蒸汽性质的复杂程度了解不够,在整个一套测量系统中,往往只重视差压、温度、压力信号的准确与否,并尽量使用高精度的变送器,而忽略了密度在测量中的重要地位,从式(1)中可以看出差压与密度在测量中是处于同等地位的。目前流量类二次显示仪表(系统)中蒸汽流量密度的计算,有相当数量的仪表采用的是简单的数学表达式或查表法,其准确度往往不能满足要求,测量蒸汽一般我们推荐智能涡街流量计和孔板流量计。
和一般通用气体相比,在计算水蒸汽流量时有三个难点:
(1)密度的确定:水蒸汽的性质与理想气体大不相同,应视为实际气体。水蒸汽的物理性质较理想气体要复杂的多,故不能用简单的数学式子加以描述;所以,在以往的工程计算中,凡涉及水蒸汽的状态参数数值,大都从水蒸汽表中查出。把蒸汽参数表装入仪表中,数据量很大。
(2)水蒸汽在应用过程中由于参数的变化,会发生状态变化;如过热蒸汽变为饱和蒸汽,饱和蒸汽变为过热蒸汽。所以必须先判别蒸汽的状态(是饱和蒸汽或是过热蒸汽),再查不同的数表或用不同的公式计算。
(3)湿饱和蒸汽含有饱和水,是两相流。要准确测量蒸汽流量还必须知道干度。而干度测量难度很大,国外已有一些研究成果,但未见普遍推广应用,国内目前仍处于研究阶段。
通常有以下两种水蒸汽密度的确定方法:
(1)查表法:把水蒸汽密度表装入计算机中,根据工况的温度、压力,从表中查出相应的密度值。 (2)计算法:
① 自己拟合公式(或者出版物给出的公式) ② 乌卡诺维奇公式 ③ IFC1967公式
我国没有制定“水蒸汽热力学性质表”的国家标准,而是采用国外出版物的水蒸汽热力学性质表。我国曾翻译过美国的、前苏联的、西德的水蒸汽热力学性质表,近年来逐步统一到IFC1967公式的数表。因此,我们在流量测量中使用的仪表应该按照IFC1967公式进行实时的密度计算才是最理想和准确的方法。目前我国JJG1003-2005《流量积算仪》检定规程已引用了该公式。
《JJG1003-2005》检定规程的一个重要特点是把流量积算仪表与流量变送器、被测流体紧密结合在一起,检定的理论值完全按有关国家标准给出的数学模型计算得到。由于涉及的流量变送器种类、被测流体的类型较多,计算公式各异且相当复杂。为此,中国计量科学研究院和北京博思达新世纪测控技术有限公司联合开发了《FIMJ-01-WIN版流量积算仪检定软件》以满足用户对流量积算仪(含流量计算机、DCS、PLC数据采集系统等)型式检定、出厂检定、周期检定以及对在线仪表进行现场检定的需要。