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    蒸汽計量中溫壓補償的實現方法

    來源:作者:發表時間:2019-06-20 11:05:45

    摘要:文中石化裝置中的蒸汽流量測量為例分析了引起蒸汽計量誤差多種的原因,闡述了體積式流量計在蒸汽測量時在DCS系統中實現溫壓補償的方法,并介紹了橫河DCS組態中溫壓補償塊的應用。
    煉油化工企業蒸汽計量的準確性,對交接計量、節能降耗、班組成本核算等有著重要作用。蒸汽流量計的流量值與實際流量偏差大,多數是設計溫度、壓力與實際生產工況的工作溫度、壓力變化大或波動造成的。蒸汽計量多數以質量流量計量,但蒸汽流量計多數是體積測量,體積與質量流量轉換,在溫度、壓力變化時,密度變化很大,所以蒸汽計量中必須進行溫壓補償[1]。
    1蒸汽計量的溫壓補償
    蒸汽流量的測量,需保持蒸汽的過熱度,降低蒸汽的含水量,減少蒸汽壓損等,流量計才能測量準確。測量飽和蒸汽流量,密度的測量值經常產生誤差,所以在壓力變化的條件下,要采取壓力補償措施,并且蒸汽的干度影響蒸汽流量計量的準確性。體積流量測量蒸汽流量時,蒸汽體積流量的變化會隨溫度、壓力的變化而變化,管道中的壓力負荷變化隨管網波動,并且溫度變化也很大,從而導致實際測的體積流量與設計值偏差較大,所以要進行溫度和壓力補償。目前,石化煉油行業測量蒸汽流量的計量表主要有渦街流量計、差壓式(孔板)流量計、阿牛巴流量計等,文中主要以渦街流量計、孔板流量計為例加以說明。
    以孔板為例,因為差壓流量計介質流過孔板時的體積流量與孔板差壓的平方根成正比??装逵嬎氵^程中,通過實際生產正常工況狀態下的壓力、溫度、公稱直徑、流量好大值和好小值等條件,來計算孔板的孔徑直徑,再根據設計流量來計算標準工況下的蒸汽流量。但是,在生產實際過程中,溫度和壓力與設計不一致,當實際壓力波動大或偏差大時,就要對測得流量進行溫壓補償。例如低壓蒸汽壓力常見的波動范圍0.82~0.92MPa,溫度范圍為280~290℃,采用孔板流量計測量氣體流量,必須用溫壓補償[2]。
    2溫壓補償的實現方法
    某石化公司蒸汽流量測量為例,溫壓補償通常由DCS系統中溫壓補償功能塊組態實現,分析橫河DCS系統中溫壓補償功能的組態方法[3]。
    2.1橫河DCS系統
    橫河DCS系統對蒸汽的溫壓補償有專門的功能塊來實現。名稱是TPCFL(溫壓補償計算功能塊)。在這個功能塊的Q01、Q02端子引入蒸汽的溫度、壓力測量值,例如孔板流量計溫壓補償塊的構成結構及實現功能結構見圖1。
    20190620110337.jpg
    圖1中的IN端為現場流量計的實際表數的流量輸入端,Q01為溫度現場表實際測量數值的輸入端,Q02壓力現場表實際測量數值的輸入端,TPCFL功能塊設定中,可選擇溫度補償和溫度壓力補償兩種算法,QUT為補償后的流量輸出[4,5]。
    2.2TPCFL模塊實現溫壓補償組態
    以某催化裂化裝置中壓過熱蒸汽流量計為例,測量蒸汽流量的孔板流量計溫壓補償是應用橫河DCS系統中溫度、壓力補償組態,TPCFL模塊實現溫壓補償組態結構見圖2。
    20190620110351.jpg
    圖2中0300PI68012為現場壓力儀表顯示,0300TI68012為現場溫度儀表顯示,0300FI68002為現場流量顯示儀表,0300FIQ68002-TP為溫壓補償功能塊(TPCFL)。
    2.3蒸汽流量測量溫壓補償塊的組態方法
    (1)溫度、壓力輸入的單位的選擇。調出DCS系統中TPCFL塊的Editdete項,在分項中進入controlcalculation,然后選擇壓力單位(pressureunit):選KPa(MPa)。這時候的溫度單位(Temperatureunit):應該選deg:c;同時要注意與現場壓力變送器(如上組態框圖中的0300PI68012)、現場溫度儀表(0300TI68012)的單位一致。好后在Input選項中錄入測量范圍上下限,并在Basic項選擇輸入信號轉換等內容。
    (2)除此之外,實現溫度壓力補償功能,還要設定GAIN、bP、bT等參數,具體方法如下:程序LOAD(下裝)完畢后,在橫河CS3000系統的操作畫面中,調出TPCFL溫壓補償功能塊的位號,例如催化裂化裝置中壓過熱蒸汽TPCFL功能塊的位號0300FIQ68002-TP,調出該流量計TUING(運行)對話框,輸入該流量計的各項參數,GAIN、bP、bT將設計溫度和設計壓力等。這里的GAIN,默認1的時候就表示不起作用,通過實際流量來調節GAIN值,確?,F場流量計顯示準確[6]。
    (3)采用渦街流量計測量蒸汽流量時,在橫河CS3000系統組態中,用TPCFL溫壓補償塊就不能實現,要用流量輸出計算公式來實現溫壓補償,多數是通過CALCU計算塊實現。
    3結束語
    在溫度、壓力波動大的工況下,蒸汽計量不僅要實現溫壓補償,還要根據流量對計量表的量程范圍進行修改,才能得出更準確的蒸汽流量,通過以上方法,對蒸汽流量做溫壓補償,降低體積式流量計測量的相對誤差,提高了蒸汽計量的準確性。
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