蒸汽计量中温压补偿的实现方法

蒸汽计量中温压补偿的实现方法衣志强【摘要】文中石化装置中的蒸汽流量测量为例分析了引起蒸汽计量误差多种的原因，阐述了体积式流量计在蒸汽测量时在DCS系统中实现温压补偿的方法，并介绍了横河DCS组态中温压补偿块的应用.【期刊名称】《炼油与化工》【年(卷)，期】2019(030)002【总页数】2页(P71-72)【关键词】测量误差;孔板流量计;温压补偿;补偿功能块【作者】衣志强【作者单位】中国石油云南石化有限公司，云南昆明650300【正文语种】中文【中图分类】TH814炼油化工企业蒸汽计量的准确性，对交接计量、节能降耗、班组成本核算等有着重要作用。蒸汽流量计的流量值与实际流量偏差大，多数是设计温度、压力与实际生产工况的工作温度、压力变化大或波动造成的。蒸汽计量多数以质量流量计量，但蒸汽流量计多数是体积测量，体积与质量流量转换，在温度、压力变化时，密度变化很大，所以蒸汽计量中必须进行温压补偿［1］。1蒸汽计量的温压补偿蒸汽流量的测量，需保持蒸汽的过热度，降低蒸汽的含水量，减少蒸汽压损等，流量计才能测量准确。测量饱和蒸汽流量，密度的测量值经常产生误差，所以在压力变化的条件下，要采取压力补偿措施，并且蒸汽的干度影响蒸汽流量计量的准确性。体积流量测量蒸汽流量时，蒸汽体积流量的变化会随温度、压力的变化而变化，管道中的压力负荷变化随管网波动，并且温度变化也很大，从而导致实际测的体积流量与设计值偏差较大，所以要进行温度和压力补偿。目前，石化炼油行业测量蒸汽流量的计量表主要有涡街流量计、差压式（孔板）流量计、阿牛巴流量计等，文中主要以涡街流量计、孔板流量计为例加以说明。以孔板为例，因为差压流量计介质流过孔板时的体积流量与孔板差压的平方根成正比。孔板计算过程中，通过实际生产正常工况状态下的压力、温度、公称直径、流量最大值和最小值等条件，来计算孔板的孔径直径，再根据设计流量来计算标准工况下的蒸汽流量。但是，在生产实际过程中，温度和压力与设计不一致，当实际压力波动大或偏差大时，就要对测得流量进行温压补偿。例如低压蒸汽压力常见的波动范围0.82~0.92MPa，温度范围为280~290°C，采用孔板流量计测量气体流量，必须用温压补偿［2］。2温压补偿的实现方法某石化公司蒸汽流量测量为例，温压补偿通常由DCS系统中温压补偿功能块组态实现，分析横河DCS系统中温压补偿功能的组态方法［3］。2.1横河DCS系统横河DCS系统对蒸汽的温压补偿有专门的功能块来实现。名称是TPCFL（温压补偿计算功能块）。在这个功能块的Q01、Q02端子引入蒸汽的温度、压力测量值，例如孔板流量计温压补偿块的构成结构及实现功能结构见图1。图1TPCFL内部构成结构图1中的IN端为现场流量计的实际表数的流量输入端，Q01为温度现场表实际测量数值的输入端，Q02压力现场表实际测量数值的输入端，TPCFL功能块设定中，可选择温度补偿和温度压力补偿两种算法，QUT为补偿后的流量输出［4,5］。2.2TPCFL模块实现温压补偿组态以某催化裂化装置中压过热蒸汽流量计为例，测量蒸汽流量的孔板流量计温压补偿是应用横河DCS系统中温度、压力补偿组态，TPCFL模块实现温压补偿组态结构见图2。图2利用TPCFL模块实现温压补偿组态图2中0300PI68012为现场压力仪表显示，0300TI68012为现场温度仪表显示，0300FI68002为现场流量显示仪表，0300FIQ68002-TP为温压补偿功能块(TPCFL)。2.3蒸汽流量测量温压补偿块的组态方法(1)温度、压力输入的单位的选择。调出DCS系统中TPCFL块的Editdete项，在分项中进入controlcalculation，然后选择压力单位(pressureunit):选KPa(MPa)。这时候的温度单位(Temperatureunit):应该选deg:c;同时要注意与现场压力变送器(如上组态框图中的0300PI68012)、现场温度仪表(0300TI68012)的单位一致。最后在Input选项中录入测量范围上下限，并在Basic项选择输入信号转换等内容。(2)除此之外，实现温度压力补偿功能，还要设定GAIN、bP、bT等参数，具体方法如下：程序LOAD(下装)完毕后，在横河CS3000系统的操作画面中，调出TPCFL温压补偿功能块的位号，例如催化裂化装置中压过热蒸汽TPCFL功能块的位号0300FIQ68002-TP，调出该流量计TUING(运行)对话框，输入该流量计的各项参数，GAIN、bP、bT将设计温度和设计压力等。这里的GAIN,默认1的时候就表示不起作用，通过实际流量来调节GAIN值，确保现场流量计显示准确［6］。(3)采用涡街流量计测量蒸汽流量时，在横河CS3000系统组态中，用TPCFL温压补偿块就不能实现，要用流量输出计算公式来实现温压补偿，多数是通过CALCU计算块实现。3结束语在温度、压力波动大的工况下，蒸汽计量不仅要实现温压补偿，还要根据流量对计量表的量程范围进行修改，才能得出更准确的蒸汽流量，通过以上方法，对蒸汽流量做温压补偿，降低体积式流量计测量的相对误差，提高了蒸汽计量的准确性。参考文献：【相关文献】［1］苏彦勋.流量计量与测试［M］.北京：中国计量出版社，2007:31-32.［2］孙淮清，王建中.流量测量节流装置设计手册［M］.北京：化学工业出版社，2000:15-18.［3］蔡武昌，孙淮清.流量测量方法和仪表的选用［M］.北京：化学工业出版社，2001:4.［4］杨建国，蒸汽流量计量温度、压力补偿的数学模型研究［M］.工