流量计量中湿度影响的分析

　　0　引言

　　能源动力量(煤气、氧气、氮气等)作为企业重要的二次能源,在生产过程中起着非常重要的作用,它同时也是企业生产必备条件之一。能源消耗在生产成本中占有很大的比例,降低能源消耗成本是企业成本控制中的一个重要环节。能源消耗的多少是以计量仪表的数据作为依据的,因此,准确计量能耗数据是企业核算能耗成本、反映企业工艺操作水平和管理水平的重要前提。

　　在能源计量及数据传递过程中,无论是仪表计量、统计分析,还是工序能耗指标等,都是在标准状态下的数据,或是根据标准状态折算成热值后的数据,具有同工序或同行业的可比性;而非标准状态或工况下的数据没有可比性和指导性。

　　在实际测量过程中,影响计量数据准确性的测量介质有工作压力、温度和湿度等。虽然在仪表的设计和选型时,这3个参数作为设计依据已经包含在结果数据中,但在运行过程中,它们是实时变化的。对于工作压力和工作温度的变化,一般的常规仪表都可以很方便地通过温压补偿运算,对流量数据进行修正;而湿度的变化是一般常规仪表所无法修正的,因此,常常被忽视。在实际流量测量工作中,通过比较节流装置流量量程和差压对应关系,发现湿度对流量值具有很大的影响。以干气体和100%湿气体为例分别计算,得出的流量量程误差值达到20%左右。

　　1　流体测量原理

　　本文以GB/T 2624-2006、GB/T 18215. 1-2000标准中规定的节流装置及流量方程为分析基础和理论依据,并以20℃、1个标准大气压为标准状态。常用的标准节流装置主要有标准孔板、标准喷嘴、标准文丘里管等。

　　流量方程如下:

　　式中:qm为质量流量, kg/s;d为节流孔孔径,mm;ΔP为差压,Pa;ρ1为流体密度, kg/m³。

　　通过进一步变换得到:

　　式中:q20为标准状态流量,Nm³/h;M为质量流量,kg/h。

　　2　湿度对流量计量的影响

　　综上所述,可以得出湿度影响计量数据的理论计算公式。

　　当介质为干气体时,φ=0,根据式(2)可知仪表的计量数据为:

　　式中:ρg为干气体工况下的密度。

　　在节流装置进行设计、选型时,用户提供的(气体介质)工艺最大量和常用量必须是标准状态下的干气体量,这样才能保证仪表按设计参数投入运行后的读数值是标准状态下的干气体值或流过节流装置的湿气体中的干气体值。

　　当介质为湿气体时,φ≠0,湿度对介质的直接影响就是介质中含有了水分,湿气体密度ρ1与干气体密度ρg相比发生了变化,即介质中增加了湿气体的密度ρs1,同时减少了干气体的密度ρg1。