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蒸汽流量计的计算模型和流量

人气:发表时间:2018-05-04
蒸汽流量计的计算模型和流量积算仪密度求取方式对检定结果的影响
介绍了蒸汽流量的计算模型和JJG 1003-2005《流量积算仪》规定的蒸汽密度取值方式,分析了流量积算仪采用不同的蒸汽密度求取方式对于流量积算仪检定结果的影响。研究结果说明了变工况条件下检定流量积算仪的必要性。本文对流量积算仪的发展提出建议,以提高流量积算仪在蒸汽流量计量中的准确度。
在节能减排和减小温室效应的背景下,国内正大力发展集中供热。蒸汽作为集中供热的主要热媒,其使用量正在逐年增加,而蒸汽流量的计量则因其贸易计量的特殊性也越来越得到企业的重视。不论采用何种流量计进行流量计量,流量积算仪是其中不可缺少的重要组成部分。为了确保流量计量准确、公正、可靠,流量积算仪的检定显得极为重要。
蒸汽流量计算模型及分析:
目前蒸汽流量计量中仍然以节流式差压流量计和涡街流量计为主流。
1.1、节流式差压流量计的流量简化模型:
以节流式差压流量计中最常见的标准孔板为例,其流量计算模型
在式(1)中,β与d在不考虑孔板磨损和管道积污的情况下为常数,C和ε参照GB/T 2624-2006中的计算公式,虽然其计算公式非常复杂,但在一定的流量范围内可看作常数,因此式(1)可以简化为式(2)[2] 。
中K可看作一个常数,但K的求取仍然较为复杂
而一个设计好的节流式差压流量计,在其设计工况下,差压信号满量程对应的最大流量是已知的。因此,大部分流量积算仪生产厂家将差压满量程信号Δpmax、满量程流量qmax和设计状态的蒸汽密度ρ0(以下简称设计密度)这三个已知量代入式(2)中得到:
涡街流量计的流量模型:
频率输出的涡街流量计流量表达式为
 
式中:qm——质量流量,kg/h;
f——涡街流量计输出频率,Hz;
K——涡街流量计流量系数,m;
ρ——流体密度,kg/m
2、流量积算仪中蒸汽密度的求取方式:
检定规程中对于密度的要求:
流量积算仪的检定是依据JJG 1003-2005《流量积算仪》进行的。在流量积算仪瞬时流量的检定过程中,JJG1003-2005规定首先在设计工况下对流量进行检定。另外应在压力不变、温度在设计范围内任取两点;温度不变、压力在设计范围内任取两点,在流量信号为最大的情况下分别进行两次检定。而变工况检定其本质是对于流量积算仪密度求取准确性的检定。
JJG1003-2005中还规定了蒸汽密度值应按照IFC 1967公式计算或者从《国际单位制的水和水蒸气的性质》中的表格查取[3] 。
流量积算仪常用的蒸汽密度求取方式:
由于IFC1967公式非常复杂,极少有流量积算仪直接采用该公式进行蒸汽密度计算。多数流量积算仪生产厂商是将《国际单位制的水和水蒸气的性质》中的相关表格输入到积算仪中,并进行线性插值来完成蒸汽密度的求取。
由于《国际单位制的水和水蒸气的性质》表格中数据量很大,因此有不少生产厂商采用近似公式来计算蒸汽密度,或者采用《国际单位制的水和水蒸气的性质》表格中某些点的数据再进行线性插值求取密度。
 

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