温压补偿在MED装置蒸汽流量测量中的应用

0 引言

    自 80 年代投入使用以来，低温多效海水淡化技术发展十分迅速，成为了最有效的热法蒸馏淡化工艺之一^［1］。 MED 装置的运行能耗主要是蒸汽和电能，进料蒸汽的流量直接决定整个装置的产水量，也影响着系统运行的经济性和稳定性，因此，蒸汽流量准确测量也成为 MED 装置运行过程中的十分重要的环节。MED 装置进料蒸汽一般为过热蒸汽，是比较特殊的介质，其密度由温度与压力这两个独立参数决定。

    由于蒸汽流量测量装置的设计过程中，提供的设计温度、压力与实际运行的工作温度、压力有一定的差异或者由于工艺条件造成蒸汽温度、压力波动较大，致使测出 的流量不能真实反映其工作状态下的实际流量。绝大多数流量计，只有在流体工况与设计条件一致的情况下才能保证较高的测量精度^［2］，MED 装置进料蒸汽工况在变化时将对测量精度产生很大的影响，对其进行温度、压力补偿就显得尤为重要。

1 测量原理及配置

    在分析国外相关技术和经验的基础上，结合 MED 淡化源蒸汽工况，搭建了一套带温度、压力补偿的蒸汽流量测量装置，建立测量数学模型，计算温度、压力补偿公式。总体技术方案如图 1。

    测量蒸汽流量的仪表很多，主要有采用节流装置的差压式( 孔板、喷嘴、均速管、弯管) 流量计，旋翼式流量计，阿牛巴流量计，浮子式流量计等。而采用节流装置的差压式流量计，由于节流件具有结构简单可靠、无可动部件、不怕振动、耐高温和可适 应其它恶劣条件，同时又具有一套完整的技术规范和标准，在蒸汽流量计量中占有重要的地位。

    在式( 1) 中，β 和 d 是常数，对于加工完成的节流装置，c和ε也可近似看成常数。

    在实际应用中，常用流量测量检测点附近的温度、压力，经计算或查表后得到相应的密度，按公式( 1) 再求得瞬时质量流量，这就是所谓蒸汽流量的温度、压力补偿。

    不同类别的压力式流量测量装置，测量不同的流体介质，其温度、压力补偿公式选择的数学模型是有差异的。因此，有必要对 MED 装置蒸汽流量测量中温度、压力补偿的数学模型加以分析、研究，总结出一套全新的补偿方式，尽可能地消除系统误差，使蒸汽流量测量精度提高到一个新的水平， 提高MED 系统运行的经济性和稳定性。

    本文以 MED 淡化中试装置为依托，设计一套带温度、压力补偿的 MED 淡化装置蒸汽流量测量装置，差压变送器与孔板构成基本蒸汽流量测量装置，压力变送器、温度仪表( 热电阻) 安装在孔板前，进行蒸汽密度补偿。装置具体配置如图 2所示。