威力巴流量探頭的二次儀表設(shè)定與溫壓補償.doc

1、 上海威力巴儀表有限公司 verabar flow sensor 威力巴流量探頭的二次儀表設(shè)定與溫壓補償威力巴是一種差壓式的流量探頭，其計算模型 和其它差壓式流量計是相同的（如孔板）。計算模型中：質(zhì)量流量 k：流量常數(shù) ：介質(zhì)密度 ：傳感器測得差壓差壓的準(zhǔn)確測量不應(yīng)只限選用一臺高精度的差壓變送器，實際上差壓變送器能否接受到真實的差壓還取決于一系列因數(shù)，其中探頭及引壓管的正確制造、安裝及使用，是保證獲得真實差壓值的關(guān)鍵。這些影響因素很多是難以定量或定性確定的，只有加強制造及安裝的規(guī)范化工作才能達到目的。從計算模型中可見，在方程中同處于同等地位，就是說當(dāng)追求差壓變送器高精度等級時，絕不要忘記的測量

2、精度與之相匹配，否則精度的提高將會被的降低所抵消。介質(zhì)一般難以直接測得，通常是通過溫度、壓力、組分計算求得。因此在現(xiàn)場變化較大的場合，要進行在線溫壓補償。是差壓式流量測量系統(tǒng)中的重要組成部分。下面我們結(jié)合威力巴流量計算軟件來說明二次儀表的設(shè)定及的正確補償。一、 液體測量 威力巴流量計算軟件在液體測量中常用的公式有用差壓計算質(zhì)量流量，用差壓計算工況體積流量。以差壓計算質(zhì)量流量來舉例說明：某測點；介質(zhì)：水 管徑：2196mm 壓力：300kpag 溫度：20 刻度流量：200000 kg/h 密度：1000kg/m3 威力巴選用10#探頭，計算單見下圖計算軟件流量計算公式為：，qm：質(zhì)量流量（后面

3、我們用qm來表示），單位kg/h: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。該測點中=127338.7hw：差壓（后面我們用來表示），單位kpa 。n ：單位換算常數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中n=0.12643k ：威力巴的k系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中k=0.7433d ：管道內(nèi)徑，單位mm。該測點中d=207：介質(zhì)工況密度（后面我們用來表示），單位kg/m3。該測點中=1000 由計算單中得知，200000 kg/h對應(yīng)差壓為2.46683kpa。因液體的密度受溫度壓力影響較小，在一定的溫度壓力范圍內(nèi)，密度的變化小于測量精度的要求，因此通常液體的測量無需進行密度補償，即液

4、體的測量無溫壓補償。二次儀表設(shè)定說明： 1流量積算儀：以上潤流量積算儀為例說明。差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 2.46683kpa，輸出信號未開方。選擇積算儀公式模型： 輸入型號為差壓，未開方，無溫度、壓力補償。m：質(zhì)量流量，單位kg/h設(shè)定一級參數(shù)k： =4026.8 =1000 kg/m3設(shè)定流量輸入上限：cah=2.46683 kpa 設(shè)定流量輸入下限：cal=0 kpa其余設(shè)定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設(shè)定，完成即可。2dcs系統(tǒng)的設(shè)定差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 2.46683kpa，輸出信號未開方。從計算單中得知計算公式qm：質(zhì)量流量，單位kg/

5、h =127338.7所以上限2.46683kpa對應(yīng)20ma下限0kpa對應(yīng)4madcs系統(tǒng)中的差壓上下限的設(shè)定要與變送器保持一致，并要注意各個量的單位使用。（例如：當(dāng)壓力單位變?yōu)楣飼r，就不再等于127338.7）二氣體測量 威力巴流量計算軟件常用的公式有用差壓計算標(biāo)況體積流量，用差壓計算工況體積流量，用差壓計算質(zhì)量流量。下面我們用差壓計算標(biāo)況體積流量來舉例說明。某測點；介質(zhì)：空氣 管徑：2196mm 壓力：5kpag 溫度：20 刻度流量：3000 nm3/h 標(biāo)況密度：1.293kg/m3（標(biāo)況：0 101.32kpa） 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?00 kpa 威力巴選用10#探頭，計算單見下圖計

6、算軟件流量計算公式為： qv：標(biāo)況體積流量，單位nm3/hhw：差壓（后面我們用來表示），單位kpa 。pfa：工作狀態(tài)絕壓，單位kpa。該測點中pfa=5+100=105tfa：工作狀態(tài)下絕對溫度，單位k。該測點中tfa=20+273.15=293.15zf：工作狀態(tài)下該氣體的壓縮系數(shù)，無量綱數(shù)。該測點中zf=1: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。該測點中=5812.354n ：單位換算常數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中n=0.06775k ：威力巴的k系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中k=0.7433yv：氣體膨脹系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中yv =0.9991

7、d ：管道內(nèi)徑，單位mm。該測點中d=207tba：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下絕對溫度，單位k。該測點中tfap=0+273.15=273.15zb：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下該氣體的壓縮系數(shù)，無量綱數(shù)。該測點中zf=1pb：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)絕壓，單位kpa。該測點中pfa=0+100=100gi：介質(zhì)標(biāo)況下相對密度，無量綱數(shù)。該測點中g(shù)i=1 由計算單中得知，3000nm3/h流量對應(yīng)差為0.74377kpa，因氣體的密度受溫度、壓力影響較大，因此在溫度、壓力變化較大的場合，要加上溫壓補償才能使得測量準(zhǔn)確，甚至在某些場合還要對氣體壓縮系數(shù)zf進行補償。下面我們分別對二次儀表不加溫壓補償，只加壓力補償，只加溫度補償，加溫壓補償?shù)那闆r

8、進行說明。二次儀表設(shè)定說明：1流量積算儀：以上潤流量積算儀為例說明。不進行溫壓補償差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 0.74377kpa，輸出信號未開方。選擇積算儀公式模型： 輸入信號為差壓，未開方，無溫度、壓力補償。qv：標(biāo)況體積流量，單位nm3/h設(shè)定一級參數(shù)：介質(zhì)標(biāo)況密度，單位kg/m3。=1.293：介質(zhì)工況密度，單位kg/m3。在不考慮壓縮系數(shù)z的情況下， k：系數(shù)，無量綱值 =4025.3622設(shè)定流量輸入上限：cah=0.74377 kpa 設(shè)定流量輸入下限：cal=0 kpa其余設(shè)定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設(shè)定，完成即可。只進行溫度補償，補償范圍090，壓力

9、固定在5kpag差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 0.74377kpa，輸出信號未開方。選擇積算儀公式模型： 輸入信號為差壓，未開方，溫度補償t工、無壓力補償。qv：標(biāo)況體積流量，單位nm3/h設(shè)定一級參數(shù) ：介質(zhì)標(biāo)況密度，單位kg/m3。=1.293 a1、a2：用于通過溫度補償介質(zhì)密度的系數(shù)，無量綱數(shù)。因壓力或溫度和密度的關(guān)系在很窄的范圍內(nèi)，基本上是線性的。因此，只要取兩組壓力或溫度和密度的對應(yīng)關(guān)系，組成一組二元一次方程，就可求出a1、a2值。一般來說，采用此種補償方式，精度不高。 a1+a2t1= a1+a2t2=查表得知5 kpag下空氣0時密度為1.34 kg/m3，90時

10、密度為1.0079 kg/m3，將t1=0，=1.34；t2=90，=1.0079帶如上面方程解得a1=1.34，a2= -0.0037設(shè)定溫度下限：tl=0；溫度上限：th=90k：系數(shù)，無量綱值 =3997.4855設(shè)定流量輸入上限：cah=0.74377 kpa 設(shè)定流量輸入下限：cal=0 kpa其余設(shè)定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設(shè)定，完成即可。只進行壓力補償，補償范圍0 kpag101.32 kpag，溫度固定在20差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 0.74377kpa，輸出信號未開方。選擇積算儀公式模型： 輸入信號為差壓，未開方，無溫度補償、壓力補償p工。qv：標(biāo)

11、況體積流量，單位nm3/h設(shè)定一級參數(shù) ：介質(zhì)標(biāo)況密度，單位kg/m3。=1.293 a1、a2：用于通過溫度補償介質(zhì)密度的系數(shù)，無量綱數(shù)。因壓力或溫度和密度的關(guān)系在很窄的范圍內(nèi)，基本上是線性的。因此，只要取兩組壓力或溫度和密度的對應(yīng)關(guān)系，組成一組二元一次方程，就可求出a1、a2值。一般來說，采用此種補償方式，精度不高。 a1+a2p1= a1+a2p2=查表得知空氣20 0時0kpag下密度為1.2046 kg/m3，101.32kpag時密度為2.4092 kg/m3，將p1=0，=1.2046；p2=101.32，=2.4092帶如上面方程解得a1=1.2046，a2= 0.0119設(shè)定

12、壓力下限：pl=0 kpag；壓力上限：ph=101.32kpagk：系數(shù)，無量綱值 =4000.4579設(shè)定流量輸入上限：cah=0.74377 kpa 設(shè)定流量輸入下限：cal=0 kpa其余設(shè)定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設(shè)定，完成即可。同時進行溫度、壓力補償，溫度補償范圍090，壓力補償范圍0kpag101.32 kpag。差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 0.74377kpa，輸出信號未開方。選擇積算儀公式模型： 輸入信號為差壓，未開方，溫度補償t工、壓力補償p工。qv：標(biāo)況體積流量，單位nm3/h；t0=273.15k ；p0=101.32kpa 設(shè)定一級參數(shù)：介質(zhì)

13、標(biāo)況密度，單位kg/m3。=1.293pa：當(dāng)?shù)卮髿鈮?，單位kpa。pa =100kpa k：系數(shù)，無量綱值 =4025.36設(shè)定流量輸入上限：cah=0.74377 kpa 設(shè)定流量輸入下限：cal=0 kpa設(shè)定壓力下限：pl=0 kpag；壓力上限：ph=101.32kpag設(shè)定溫度下限：tl=0；溫度上限：th=90其余設(shè)定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設(shè)定，完成即可。2dcs系統(tǒng)的設(shè)定差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 0.74377 kpa，輸出信號未開方。從計算單中得知計算公式：qv：標(biāo)況體積流量，單位nm3/hhw：差壓（后面我們用來表示），單位kpa 。pfa：工

14、作狀態(tài)絕壓，單位kpa。tfa：工作狀態(tài)下絕對溫度，單位k。zf：工作狀態(tài)下該氣體的壓縮系數(shù)，無量綱數(shù)。該測點中zf=1: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。該測點中=5812.354所以，dcs系統(tǒng)中流量計算公式為： 上限0.74377 kpa對應(yīng)20ma下限0kpa對應(yīng)4ma不進行溫壓補償不加溫壓補償，只需將工況壓力（5kpag）換成絕壓（105kpaa）代入pfa，工況溫度（20）換成絕對溫度（293.15k）代入tfa。流量公式變?yōu)椋?只進行溫度補償，補償范圍090。 設(shè)定溫度補償t（單位）的范圍090，將壓力（5kpag）換成絕壓（105kpaa） 代入pfa，流量公式變?yōu)椋?只進

15、行壓力補償，補償范圍0 kpag101.32 kpag。 設(shè)定壓力補償p（單位kpa）的范圍0 kpag101.32 kpag，將溫度（20）換成絕對溫度（293.15k）代入tfa，流量公式變?yōu)椋?同時進行溫度、壓力補償，溫度補償范圍090，壓力補償范圍0kpag101.32 kpag。 設(shè)定溫度補償t（單位）的范圍090，設(shè)定壓力補償p（單位kpa）的范圍0 kpag101.32 kpag，流量公式變?yōu)椋?注意dcs系統(tǒng)中的差壓、溫度、壓力值的上下限的設(shè)定要與各個變送器保持一致，并要注意各個量的單位使用。三過熱蒸汽測量 威力巴流量計算軟件常用的公式有用差壓計算質(zhì)量流量。下面我們用差壓計算質(zhì)

16、量流量來舉例說明。某測點；介質(zhì)：過熱蒸汽 管徑：2196mm 壓力：200kpag 溫度：150刻度流量：10000kg/h 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?00 kpa 威力巴選用10#探頭，計算單見下圖計算軟件流量計算公式為：，qm：質(zhì)量流量（后面我們用qm來表示），單位kg/h: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。hw：差壓（后面我們用來表示），單位kpa 。n ：單位換算常數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中n=0.12643k ：威力巴的k系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中k=0.7433yv：氣體膨脹系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中yv =0.9984d ：管道內(nèi)徑，單位mm。該測

17、點中d=207：介質(zhì)工況密度（后面我們用來表示），單位kg/m3。由計算單中得知，10000 kg/h對應(yīng)差壓為3.92113kpa。因過熱蒸汽的密度受溫度、壓力影響較大，因此要加上溫壓補償才能使得測量準(zhǔn)確，下面我們分別對二次儀加溫壓補償?shù)那闆r進行說明。二次儀表設(shè)定說明：1流量積算儀：以上潤流量積算儀為例說明。差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 3.92113kpa，輸出信號未開方。 積算儀要選擇過熱蒸汽帶溫壓補償?shù)男吞?。該種型號積算儀內(nèi)置蒸汽密度表，其可以通過輸入的溫度和壓力自動查表找到對應(yīng)的蒸汽密度。選擇積算儀公式模型： 輸入型號為差壓，未開方，溫度補償t、壓力補償p。m：質(zhì)量流量

18、，單位kg/h200kpag，150時查表知蒸汽的密度為：=1.57789 kg/m3設(shè)定一級參數(shù)k： =4020.28設(shè)定流量輸入上限：cah=3.92113kpa 設(shè)定流量輸入下限：cal=0 kpa設(shè)定溫度輸入上限：th=200；設(shè)定溫度輸入下限：tl=0設(shè)定壓力輸入上限：ph=400kpag；設(shè)定壓力輸入下限：pl=0kpag其余設(shè)定參見積算儀操作手冊，注意各個單位的設(shè)定，完成即可。2dcs系統(tǒng)的設(shè)定差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 3.92113kpa，輸出信號未開方。從計算單中得知計算公式；qm：質(zhì)量流量，單位kg/h 所以流量公式變?yōu)椋?上限3.92113kpa對應(yīng)20

19、ma 下限0kpa對應(yīng)4ma：蒸汽工況密度。過熱蒸汽不同與理想氣體，不能通過理想氣體方程來表達 其密度，只能用以溫度和壓力為函數(shù)的近似公式來表達其密度。下面公式是 過熱蒸汽密度表達式之一。 ：密度，單位kg/m3；t：工況溫度，單位k；p：工況壓力，單位0.1mpag 注：該公式摘自流量測量節(jié)流裝置設(shè)計手冊p41頁，精度較好。注意dcs系統(tǒng)中的差壓、溫度、壓力值的上下限的設(shè)定要與各個變送器保持一致，并要注意各個量的單位使用。四飽和蒸汽測量 威力巴流量計算軟件常用的公式有用差壓計算質(zhì)量流量。下面我們用差壓計算質(zhì)量流量來舉例說明。某測點；介質(zhì)：飽和蒸汽 管徑：2196mm 壓力：200kpag 刻

20、度流量：10000kg/h 當(dāng)?shù)卮髿鈮海?00 kpa 威力巴選用10#探頭，計算單見下圖計算軟件流量計算公式為：，qm：質(zhì)量流量（后面我們用qm來表示），單位kg/h: 流量常數(shù)，有多個常數(shù)組成，無量綱數(shù)。hw：差壓（后面我們用來表示），單位kpa 。n ：單位換算常數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中n=0.12643k ：威力巴的k系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中k=0.7433yv：氣體膨脹系數(shù)，由軟件自動給出，無量綱數(shù)。該測點中yv =0.9985d ：管道內(nèi)徑，單位mm。該測點中d=207：介質(zhì)工況密度（后面我們用來表示），單位kg/m3。由計算單中得知，10000 kg/h對應(yīng)差壓為3.74625kpa。因飽和蒸汽的密度與溫度、壓力的關(guān)系為一一對應(yīng)，因此溫度壓力補償任選其一，不可以同時補償。因溫度存在滯后性，以及測量精度不如壓力。因此飽和蒸汽多采用壓力補償，下面我們分別對二次儀表及dcs系統(tǒng)加壓力補償?shù)那闆r進行說明。二次儀表設(shè)定說明：1流量積算儀：以上潤流量積算儀為例說明。差壓變送器設(shè)定：4ma 0kpa 20ma 3.74625kpa，輸出信號未開方。 積算儀要選擇飽和蒸汽帶壓力補償?shù)男吞?。該種型號積算儀內(nèi)置飽和蒸汽密度表，其可以通過輸入的壓力自動查表找到對應(yīng)的蒸汽密度。選擇積算儀公式模型： 輸入型號為差壓，未開方，壓力補償