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  间接法测量组分变化气体
间接法测量组分变化气体
发布时间:2020/3/9 8:05:38

众所周知,采用温度、压力和压缩系数补偿的方法可以用来测量气体质量流量,但这仅限于组成稳定或组成只有很小变化的一般气体,这时,组成对流体密度的影响可予忽略,因此对测量示值的影响也可忽略。

对于组成变化较大的气体,组成对流体密度的影响就不能忽略了。例如在炼油厂、石化厂,有些石油加工过程中的石油气组成变化很大,流体标准状态密度在较大的范围内变化。有的煤气系统变化范围可达0.1554~2.0321kg/Nm3[16],这时,如果仍然将流体标准状态密度当作常数来处理,最大测量误差就将达到百分之几十,这是不允许的。

在该系统中,有下面的关系式[16]。涡街流量传感器数学模型为

qm=  (3.59)

式中qm——质量流量;

 ——涡街流量传感器出口端流体密度;

f——涡街流量传感器输出频率;

Kt——涡街流量传感器工作状态下流量系数。

孔板式差压流量计数学模型为

qm=k1  (3.60)

式中 k1——系数;

 1——节流体正端取压口处流体密度;

 p——差压。

将式(3.60)平方后除以式(3.59)得

qm=  (3.61)

由于孔板差压式流量计串联在涡街流量计后面,ρ1与ρ 近似相等,即

ρ1=ρ (3.62)

所以式(3.61)可化简为

qm=  (3.63)

在流量演算器中具体实现式(3.63)时,  p可由式(3.64)求得。

 (3.64)

式中 Ai——差压输入信号;

 ——流量测量上限所对应得差压。

k1可由孔板差压式流量计得满度条件求得。

从式(3.60)得

qmmax=k1  (3.65)

式中 qmmax——流量测量上限;

 ——设计状态下孔板正端取压口流体密度。

所以

k1=qmmax/ 

因此,将Kt、  、qmmax和  置入演算器,仪表就能从输入信号Ai 和f计算qm。

演算器不仅能计算和显示质量流量,而且能计算和显示密度  。

将式(3.59)、式(3.63)和式(3.62)联立解之得

 (3.66)

仪表显示的流体密度值可用成分分析仪器测得的混合气体组分值,与经下式计算得到的理论密度进行比较,求得示值误差。

 +…  (3.67)

式中  ——标准状态混合气体密度;

X1…Xm——各组分的含量(V/V);

X1+X2+…+Xm-1+Xm=100%

 …  n——标准状态条件下各组分密度。

工作状态下混合气体理论密度  f为

 f= 众所周知,采用温度、压力和压缩系数补偿的方法可以用来测量气体质量流量,但这仅限于组成稳定或组成只有很小变化的一般气体,这时,组成对流体密度的影响可予忽略,因此对测量示值的影响也可忽略。

对于组成变化较大的气体,组成对流体密度的影响就不能忽略了。例如在炼油厂、石化厂,有些石油加工过程中的石油气组成变化很大,流体标准状态密度在较大的范围内变化。有的煤气系统变化范围可达0.1554~2.0321kg/Nm3[16],这时,如果仍然将流体标准状态密度当作常数来处理,最大测量误差就将达到百分之几十,这是不允许的。

在该系统中,有下面的关系式[16]。涡街流量传感器数学模型为

qm=  (3.59)

式中qm——质量流量;

 ——涡街流量传感器出口端流体密度;

f——涡街流量传感器输出频率;

Kt——涡街流量传感器工作状态下流量系数。

孔板式差压流量计数学模型为

qm=k1  (3.60)

式中 k1——系数;

 1——节流体正端取压口处流体密度;

 p——差压。

将式(3.60)平方后除以式(3.59)得

qm=  (3.61)

由于孔板差压式流量计串联在涡街流量计后面,ρ1与ρ 近似相等,即

ρ1=ρ (3.62)

所以式(3.61)可化简为

qm=  (3.63)

在流量演算器中具体实现式(3.63)时,  p可由式(3.64)求得。

 (3.64)

式中 Ai——差压输入信号;

 ——流量测量上限所对应得差压。

k1可由孔板差压式流量计得满度条件求得。

从式(3.60)得

qmmax=k1  (3.65)

式中 qmmax——流量测量上限;

 ——设计状态下孔板正端取压口流体密度。

所以

k1=qmmax/ 

因此,将Kt、  、qmmax和  置入演算器,仪表就能从输入信号Ai 和f计算qm。

演算器不仅能计算和显示质量流量,而且能计算和显示密度  。

将式(3.59)、式(3.63)和式(3.62)联立解之得

 (3.66)

仪表显示的流体密度值可用成分分析仪器测得的混合气体组分值,与经下式计算得到的理论密度进行比较,求得示值误差。

 +…  (3.67)

式中  ——标准状态混合气体密度;

X1…Xm——各组分的含量(V/V);

X1+X2+…+Xm-1+Xm=100%

 …  n——标准状态条件下各组分密度。

工作状态下混合气体理论密度  f为

 f=  (3.68)

求得理论密度后,还可用式(3.59)计算理论质量流量,用以校验仪表的质量流量示值。

这一方法尤其适合流体组分变化频繁、变化幅度大的对象,但需两台流量计,对于管径较大的对象,投资略大些。所以,对于组分变化不频繁、变化幅度也不很大的对象,例如天然气流量测量,可用温度、压力补偿、再配上组分修正的方法,更可节约投资。

使用这个方法进行组分补偿时,选择几个变化幅度较大的组分定期用仪器进行分析,并用人工方法修改流量演算器中相应窗口的组分设置值,用新的分析值取代原有的设置值。仪表运行后就可按式(3.67)和式(3.68)计算流体密度,进而计算质量流量或标准状态体积流量。

智能流量演算器是工业仪表,采用演算器完成上述演算不仅精确度高,可靠性号,而且安装使用方便。

 (3.68)

求得理论密度后,还可用式(3.59)计算理论质量流量,用以校验仪表的质量流量示值。

这一方法尤其适合流体组分变化频繁、变化幅度大的对象,但需两台流量计,对于管径较大的对象,投资略大些。所以,对于组分变化不频繁、变化幅度也不很大的对象,例如天然气流量测量,可用温度、压力补偿、再配上组分修正的方法,更可节约投资。

使用这个方法进行组分补偿时,选择几个变化幅度较大的组分定期用仪器进行分析,并用人工方法修改流量演算器中相应窗口的组分设置值,用新的分析值取代原有的设置值。仪表运行后就可按式(3.67)和式(3.68)计算流体密度,进而计算质量流量或标准状态体积流量。

智能流量演算器是工业仪表,采用演算器完成上述演算不仅精确度高,可靠性号,而且安装使用方便。

 

众所周知,采用温度、压力和压缩系数补偿的方法可以用来测量气体质量流量,但这仅限于组成稳定或组成只有很小变化的一般气体,这时,组成对流体密度的影响可予忽略,因此对测量示值的影响也可忽略。

对于组成变化较大的气体,组成对流体密度的影响就不能忽略了。例如在炼油厂、石化厂,有些石油加工过程中的石油气组成变化很大,流体标准状态密度在较大的范围内变化。有的煤气系统变化范围可达0.1554~2.0321kg/Nm3[16],这时,如果仍然将流体标准状态密度当作常数来处理,最大测量误差就将达到百分之几十,这是不允许的。

在该系统中,有下面的关系式[16]。涡街流量传感器数学模型为

qm=  (3.59)

式中qm——质量流量;

 ——涡街流量传感器出口端流体密度;

f——涡街流量传感器输出频率;

Kt——涡街流量传感器工作状态下流量系数。

孔板式差压流量计数学模型为

qm=k1  (3.60)

式中 k1——系数;

 1——节流体正端取压口处流体密度;

 p——差压。

将式(3.60)平方后除以式(3.59)得

qm=  (3.61)

由于孔板差压式流量计串联在涡街流量计后面,ρ1与ρ 近似相等,即

ρ1=ρ (3.62)

所以式(3.61)可化简为

qm=  (3.63)

在流量演算器中具体实现式(3.63)时,  p可由式(3.64)求得。

 (3.64)

式中 Ai——差压输入信号;

 ——流量测量上限所对应得差压。

k1可由孔板差压式流量计得满度条件求得。

从式(3.60)得

qmmax=k1  (3.65)

式中 qmmax——流量测量上限;

 ——设计状态下孔板正端取压口流体密度。

所以

k1=qmmax/ 

因此,将Kt、  、qmmax和  置入演算器,仪表就能从输入信号Ai 和f计算qm。

演算器不仅能计算和显示质量流量,而且能计算和显示密度  。

将式(3.59)、式(3.63)和式(3.62)联立解之得

 (3.66)

仪表显示的流体密度值可用成分分析仪器测得的混合气体组分值,与经下式计算得到的理论密度进行比较,求得示值误差。

 +…  (3.67)

式中  ——标准状态混合气体密度;

X1…Xm——各组分的含量(V/V);

X1+X2+…+Xm-1+Xm=100%

 …  n——标准状态条件下各组分密度。

工作状态下混合气体理论密度  f为

 f= 众所周知,采用温度、压力和压缩系数补偿的方法可以用来测量气体质量流量,但这仅限于组成稳定或组成只有很小变化的一般气体,这时,组成对流体密度的影响可予忽略,因此对测量示值的影响也可忽略。

对于组成变化较大的气体,组成对流体密度的影响就不能忽略了。例如在炼油厂、石化厂,有些石油加工过程中的石油气组成变化很大,流体标准状态密度在较大的范围内变化。有的煤气系统变化范围可达0.1554~2.0321kg/Nm3[16],这时,如果仍然将流体标准状态密度当作常数来处理,最大测量误差就将达到百分之几十,这是不允许的。

在该系统中,有下面的关系式[16]。涡街流量传感器数学模型为

qm=  (3.59)

式中qm——质量流量;

 ——涡街流量传感器出口端流体密度;

f——涡街流量传感器输出频率;

Kt——涡街流量传感器工作状态下流量系数。

孔板式差压流量计数学模型为

qm=k1  (3.60)

式中 k1——系数;

 1——节流体正端取压口处流体密度;

 p——差压。

将式(3.60)平方后除以式(3.59)得

qm=  (3.61)

由于孔板差压式流量计串联在涡街流量计后面,ρ1与ρ 近似相等,即

ρ1=ρ (3.62)

所以式(3.61)可化简为

qm=  (3.63)

在流量演算器中具体实现式(3.63)时,  p可由式(3.64)求得。

 (3.64)

式中 Ai——差压输入信号;

 ——流量测量上限所对应得差压。

k1可由孔板差压式流量计得满度条件求得。

从式(3.60)得

qmmax=k1  (3.65)

式中 qmmax——流量测量上限;

 ——设计状态下孔板正端取压口流体密度。

所以

k1=qmmax/ 

因此,将Kt、  、qmmax和  置入演算器,仪表就能从输入信号Ai 和f计算qm。

演算器不仅能计算和显示质量流量,而且能计算和显示密度  。

将式(3.59)、式(3.63)和式(3.62)联立解之得

 (3.66)

仪表显示的流体密度值可用成分分析仪器测得的混合气体组分值,与经下式计算得到的理论密度进行比较,求得示值误差。

 +…  (3.67)

式中  ——标准状态混合气体密度;

X1…Xm——各组分的含量(V/V);

X1+X2+…+Xm-1+Xm=100%

 …  n——标准状态条件下各组分密度。

工作状态下混合气体理论密度  f为

 f=  (3.68)

求得理论密度后,还可用式(3.59)计算理论质量流量,用以校验仪表的质量流量示值。

这一方法尤其适合流体组分变化频繁、变化幅度大的对象,但需两台流量计,对于管径较大的对象,投资略大些。所以,对于组分变化不频繁、变化幅度也不很大的对象,例如天然气流量测量,可用温度、压力补偿、再配上组分修正的方法,更可节约投资。

使用这个方法进行组分补偿时,选择几个变化幅度较大的组分定期用仪器进行分析,并用人工方法修改流量演算器中相应窗口的组分设置值,用新的分析值取代原有的设置值。仪表运行后就可按式(3.67)和式(3.68)计算流体密度,进而计算质量流量或标准状态体积流量。

智能流量演算器是工业仪表,采用演算器完成上述演算不仅精确度高,可靠性号,而且安装使用方便。

 (3.68)

求得理论密度后,还可用式(3.59)计算理论质量流量,用以校验仪表的质量流量示值。

这一方法尤其适合流体组分变化频繁、变化幅度大的对象,但需两台流量计,对于管径较大的对象,投资略大些。所以,对于组分变化不频繁、变化幅度也不很大的对象,例如天然气流量测量,可用温度、压力补偿、再配上组分修正的方法,更可节约投资。

使用这个方法进行组分补偿时,选择几个变化幅度较大的组分定期用仪器进行分析,并用人工方法修改流量演算器中相应窗口的组分设置值,用新的分析值取代原有的设置值。仪表运行后就可按式(3.67)和式(3.68)计算流体密度,进而计算质量流量或标准状态体积流量。

智能流量演算器是工业仪表,采用演算器完成上述演算不仅精确度高,可靠性号,而且安装使用方便。

 

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