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9.8測溫誤差對蒸汽流量測量的影響

   在間接法蒸汽質量流量測量中,蒸汽密度的求取是關鍵。而從蒸汽溫度、壓力求取蒸汽密度的操作中,蒸汽溫度和壓力的測量是基礎。測量總是存在誤差,那么溫度測量誤差對間接法蒸汽質量流量測量影響有多大,這是有必要討論的重要問題。

   (1)測溫誤差對流量測量結果的影響   按照ISO 5168 的公式對流量測量不確定度進行估算,流體溫度不確定度是通過流體密度測量的不確定度起作用的,對于差壓式蒸汽流量計,則

                       

式中      ——質量流量測量誤差,kg/h;

          * ——質量流量,kg/h;

          ——流體密度測量誤差,kg/m3;

             ——流體密度,kg/m3。

同理,對于渦街流量計,則

對于過熱蒸汽,蒸汽溫度在較小的范圍內變化的,其密度可近似看作同其絕對溫度成反比,因此,溫度測量不確定度同流量測量不確定度的關系,對于過熱蒸汽來說影響并不大,例如常用溫度為250℃的過熱蒸汽,測溫誤差為1℃,在作溫度補償時對應的流量測量不確定度約為0.096%R(差壓式流量)~0.19%R(渦街流量計)。影響較大的是溫度信號用于飽和蒸汽流量測量中的補償,例如壓力為0.7MPa的飽和蒸汽,其平衡溫度為170.5℃,對應密度為4.132kg/m3,如果測量誤差為-1℃,并據此查飽和蒸汽密度表,則查得密度為4.038kg/m3,引起流量測量誤差約為-1.14%R(差壓式蒸汽流量計)~-2.27%R(渦街流量計)。

(2)測溫元件精確度對補償精確度的影響   測溫元件的誤差同其精確度等級和被測溫度數值有關,例如壓力為0.7MPa的飽和蒸汽,如果用A級鉑熱電阻測溫,其誤差限為±0.49℃,如果用此測量結果查飽和蒸汽密度表,以進行流量計補償,則此誤差限引起的流量補償誤差約為±0.56%R(差壓式流量計)~±1.11%R(渦街流量計)。而若用B級鉑熱電阻測溫,其誤差限就增為±1.15℃,則此誤差限引起的流量測量不確定度就增為±1.31%R(差壓式流量計)~±2.61%R(渦街流量計)。顯然,B級鉑熱電阻用于此類用途可能引起的誤差是可觀的,一般不宜采用。

這里僅就不同精確度等級的測溫元件作相對比較。當然,這是所說的流量測量不確定度還僅為測溫元件這一環節,至于流量測量系統的誤差,還須計入流量二次表、流量傳感器 、流量變送器等的影響。

(3)引入測量誤差的其他因素   從流量計使用現場的情況來看,溫度測量誤差除了測溫元件固有誤差之外,還同安裝的不規范有關。例如,測溫鉑熱電阻插入深度不夠,安裝鉑熱電阻的管道上保溫層被拆掉未及時恢復等,都導致測溫偏低,有時也存在熱電阻三線制連接不規范,導致測溫偏高的現象,如圖9.11所示。

          

                    圖9.11  熱電阻三線制連接不規范

熱電阻三線制連接不規范現象往往發生在由電工安裝的項目中,這是因為電工頭腦中沒有三線制的概念。

 

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