低压饱和湿气体流量精确计量方法.pdf

为解决现有技术低压饱和湿气体流量计量方法存在的忽略温度变化导致的饱和水蒸气密度变化带来的较大计量误差等问题，本发明提出一种低压饱和湿气体流量精确计量方法，在计量点设置温度传感器和绝压变送器，对低压饱和湿气体的温度和计量点当前的绝对压力值进行实时检测，根据温度检测结果计算出饱和蒸气压力和饱和蒸气密度，采用公式计算补正后的低压饱和湿气体流量。本发明低压饱和湿气体流量精确计量方法的有益技术效果是实时检测低压饱和湿气体的温度，对温度变化导致的低压饱和水蒸气密度变化对流量计量精确度的影响进行实时补偿，保证了低压饱和湿气体流量计量精度。

权利要求书
1.  一种低压饱和湿气体流量精确计量方法，其特征在于，在计量点设置温度传感器和绝压变 送器，对低压饱和湿气体计量点当前的的温度和绝对压力值进行实时检测，并

2.  根据温度检测结果计算出饱和蒸气压力和饱和蒸气密度，采用下式(3)计算补正后的低 压饱和湿气体流量：

式中，qvN2为补正后低压饱和湿气体流量，单位为Nm3/h；qvN1为补正前低压饱和湿气体 流量，单位为Nm3/h；ε1·ε2分别为可膨胀系数的设计值和当前值。分别为相对湿度设计 值和当前值；对于饱和湿气体，湿度按100％计算，取值为1；Psmax1.Psmax2分别为饱和水蒸气 压力设计值和当前值，其当前值Psmax2由温度传感器测得当前温度值计算得到；Z1·Z2分别为 压缩系数设计值和当前值；由于低压气体压力小，对Z2的影响可忽略不计；T1·T2分别为开 尔文温度设计值和当前值，其当前值由温度传感器测定；ρ1·ρ2分别为饱和蒸气密度设计值和 当前值，其当前值ρ2由温度传感器测定的温度计算求得；P1为设计绝对压力，P1＝PA+PG， 即P1等于计量点地区大气压年平均值PA与计量点当前的表压值PG之和；P2为当前的绝对压力 值，由绝压变送器测定；
并且，上述计算过程为实时连续计算，将温度传感器和绝压变送器实时输出的信号输入 流量积算仪、计算机或运算处理器进行计算。

说明书低压饱和湿气体流量精确计量方法
技术领域
本发明涉及到低压饱和湿气体流量计量技术，特别涉及到一种低压饱和湿气体流量精确计 量方法。
背景技术
低压饱和湿气体泛指用低温水洗涤除尘降温后的气体，如焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、 天然气、乙炔等。经洗涤除尘的气体，其相对湿度呈饱和状态。随着国家对能源管理的要求越 来越严格，企业单位对低压饱和湿气体流量计量的精度要求越来越高。通常，采用温度与压力 对低压饱和湿气体流量计量进行补偿。其补偿公式为：
当差压变送器设置为不开方时，采用下式(1)：
Q = Q max × I - 4 16 × ( P g + P 0 ) ( t + 273.15 ) ( P + P 0 ) ( t g + 273.15 ) - - - ( 1 ) ]]>
当差压变送器设置为已开方时，采用下式(2)：
Q = Q max × I - 4 16 × ( P g + P 0 ) ( t + 273.15 ) ( P + P 0 ) ( t g + 273.15 ) - - - ( 2 ) ]]>
式中，Q为当前标况下体积流量，单位为Nm3/h；Qmax为满度流量，以流量计的计算书为准， 单位为Nm3/h；I为差压变送器输出电流，单位为mA；为流量的相对百分比；为设计的流量，单位为Nm3/h；Pg为当前压力，单位为kpa；P为设计压力，以流量计的计算书为 准，单位为kpa；P0为当地年均大气压力，单位为kpa；tg为当前温度，单位为℃；t为设计温度， 以流量计的计算书为准，单位为℃；差压变送器量程是计算书最后确定的△P值。
上述补偿公式是按理想气体状态方程进行运算的，并未考虑温度变化时，饱和水蒸气压力 与饱和水蒸气密度的变化。然而，在低压气体流量计量中，介质的工作压力低、密度小，温度 变化所导致的饱和水蒸气压力与密度的变化量，对气体当前压力与密度的影响较大。这种影响 将带来较大的测量误差。通常，低压饱和湿气体的工作温度一般定为20℃或30℃，压力4～6KPa， 标况密度低的0.4kg/m3左右，高的仅0.6kg/m3左右。例如，当温度变化由14℃提高到30℃，饱 和水蒸气密度由0.0121kg/m3提高到0.0304kg/m3，相差0.0183kg/m3。当介质密度为5kg/m3时， 其所占百分比为0.366％；当介质密度为0.5kg/m3，其所占百分比为3.66％。因此，在低压气体 流量计量中，忽略温度变化导致的饱和水蒸气密度变化带来的较大计量误差。显然，现有技术 低压饱和湿气体流量计量方法存在着忽略温度变化导致的饱和蒸气密度变化带来的较大计量误 差等问题。
发明内容
为解决现有技术低压饱和湿气体流量计量方法存在的忽略温度变化导致的饱和水蒸气密度 变化带来的较大计量误差等问题，本发明提出一种低压饱和湿气体流量精确计量方法。本发明 低压饱和湿气体流量精确计量方法，在计量点设置温度传感器和绝压变送器，对低压饱和湿气 体的温度和计量点当前的绝对压力值进行实时检测，根据温度检测结果计算出饱和蒸气压力和 饱和蒸气密度，采用下式(3)计算补正后的低压饱和湿气体流量：

式中，qvN2为补正后低压饱和湿气体流量，单位为Nm3/h；qvN1为补正前低压饱和湿气体流 量，单位为Nm3/h；ε1·ε2分别为可膨胀系数的设计值和当前值。分别为相对湿度设计值和 当前值；对于饱和湿气体，湿度按100％计算，取值为1；Z1·Z2分别为压缩系数设计值和当前 值；由于低压气体压力小，对Z2的影响可忽略不计；Psmax1.Psmax2分别为饱和水蒸气压力设计值 和当前值，其当前值Psmax2由温度传感器测得当前温度值计算得到；T1·T2分别为开尔文温度设 计值和当前值，其当前值由温度传感器测定；ρ1·ρ2分别为饱和蒸气密度设计值和当前值，其当 前值ρ2由温度传感器测定的温度计算求得；P1为设计绝对压力，P1＝PA+PG，即P1等于计量点 地区大气压年平均值PA与计量点当前的表压值PG之和；P2为当前的绝对压力值，由绝压变送器 测定；
并且，上述计算过程为实时连续计算，将温度传感器和绝压变送器实时输出的信号输入流 量积算仪、计算机或运算处理器进行计算。
本发明低压饱和湿气体流量精确计量方法的有益技术效果是实时检测低压饱和湿气体的温 度，对温度变化导致的低压饱和水蒸气密度变化对流量计量精确度的影响进行实时补偿，保证 了低压饱和湿气体流量计量精度。
附图说明
附图1为本发明低压饱和湿气体流量精确计量方法示意图。
下面结合附图和具体实施例对本发明低压饱和湿气体流量精确计量方法作进一步的说明。
具体实施方式
附图1为本发明低压饱和湿气体流量精确计量方法示意图，由图可知，本发明低压饱和湿 气体流量精确计量方法，在计量点设置温度传感器和绝压变送器，对低压饱和湿气体的温度和 计量点当前的绝对压力值进行实时检测，根据温度检测结果计算出饱和蒸气压力和饱和蒸气密 度，采用下式(3)计算补正后的低压饱和湿气体流量：

式中，qvN2为补正后低压饱和湿气体流量，单位为Nm3/h；qvN1为补正前低压饱和湿气体流 量，单位为Nm3/h；ε1·ε2分别为可膨胀系数的设计值和当前值。分别为相对湿度设计值和 当前值；对于饱和湿气体，湿度按100％计算，取值为1；Psmax1.Psmax2分别为饱和水蒸气压力设 计值和当前值，其当前值Psmax2由温度传感器测得当前温度值计算得到；Z1·Z2分别为压缩系数 设计值和当前值；由于低压气体压力小，对Z2的影响可忽略不计；T1·T2分别为开尔文温度设计 值和当前值，其当前值由温度传感器测定；ρ1·ρ2分别为饱和蒸气密度设计值和当前值，其当前 值ρ2由温度传感器测定的温度计算求得；P1为设计绝对压力，P1＝PA+PG，即P1等于计量点地 区大气压年平均值PA与计量点当前的表压值PG之和；P2为当前的绝对压力值，由绝压变送器测 定；
并且，上述计算过程为实时连续计算，将温度传感器和绝压变送器实时输出的信号输入流 量积算仪、计算机或运算处理器进行计算。
本发明低压饱和湿气体流量精确计量方法采用温度传感器对低压饱和湿气体的温度进行实 时检测，并通过温度求得饱和蒸气密度，然后以变化的饱和蒸气密度饱和湿气体流量计量进行 补偿，从而得到精度的计量。由于温度传感器对低压饱和湿气体的温度检测能够动态地、连续 地，实时地、准确地反应低压饱和湿气体的温度变化，因此，能够完全地反映温度变化所带来 饱和蒸气密度变化的影响，从而获得准确的流量计量值。
显然，本发明低压饱和湿气体流量精确计量方法的有益技术效果是实时检测低压饱和湿气 体的温度，对温度变化导致的饱和蒸气密度变化对流量计量精确度的影响进行实时补偿，保证 了低压饱和湿气体流量计量精度。