VX3000流量积算记录仪的设计和应用

　　0　引言

　　中国进入WTO以后,经济持续快速发展,能源的消耗越大需求也就越大,因此对能源的计量管理要求也越来越高。目前在能源使用时经常涉及流量计量,其中液体流量的计量比较简单,流量的变化量受温度、压力的影响很小,基本上不需要补偿就能计量准确。气体的计量就相对复杂很多,流量受温度、压力影响,需要进行温压补偿,而且各种气体的补偿原理和补偿方法都不一样。

　　VX3000流量积算记录仪是一台集流量积算和无纸记录仪于一体的多功能仪表,可以对水、蒸汽、天然气、煤气以及理想气体这些常用的流体进行温压补偿,可以接孔板、涡街、涡轮、弯管、喷嘴等各种流量计。除了流量积算外,VX3000流量积算记录仪有存储、记录、通信、报警、数据备份、数据分析等功能,还可以对补偿后的流量生成累积报表,并产生断电记录,非常适合于能源计量管理。

　　1　温压补偿原理

　　气体的流量随温度、压力的变化非常大,因此对气体流量需要进行温压补偿。补偿通常需要三路信号,一路接流量计,另两路接温度传感器和压力传感器。流量计通常有差压式流量计和体积流量计两种,差压式流量计主要有孔板、喷嘴、弯管等,体积流量计主要有涡街等。气体的补偿可分质量流量补偿和体积流量补偿两种,如蒸汽通常采用质量流量补偿的方式,而天然气采用的则是体积流量补偿方式。

　　1.1　蒸汽补偿

　　蒸汽是目前使用最广泛的载热工质之一,是重要的二次能源,主要分过热蒸汽和饱和蒸汽。蒸汽一般测量质量流量。在用孔板差压流量计测量时,其测量公式如式(1)所示:

　　式中:Q为质量流量;K为补偿常数;Δp为差压;ρ为蒸汽的密度。

　　用涡街等体积流量计测量时,涡街的输出频率和体积流量成正比,流量公式如式(2)所示:

　　式中:Q为质量流量;K为工作状态下的流量系数;f为涡街流量计输出频率;ρ为蒸汽的密度。

　　蒸汽补偿的一个重要的参数就是密度ρ,通过查表求得。

　　1.2　天然气补偿

　　天然气作为清洁能源,在一次能源结构中比重逐渐上升。国际天然气贸易计量主要分体积计量、质量计量和能源计量三种。我国天然气的计量基本上以体积计量为主,其测量如式(3)所示:

　　式中:Qvn为标准状态(20℃、绝对压力0.101 325MPa)下体积流量;Qvf为工作状态下体积流量;pn为标准状态下绝对压力,值为0.101 325MPa;pf为工作状态下绝对压力;Tn为标准状态下绝对温度;Tf为工作状态下绝对温度;Zn为标准状态下天然气的压缩因子;Zf为工作状态下天然气的压缩因子。