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閱讀：350發(fā)布時(shí)間：2022-1-4
，采用溫度、壓力和壓縮系數(shù)補(bǔ)償?shù)姆椒梢杂脕?lái)測(cè)量氣體質(zhì)量流量，但這于組成穩(wěn)定或組成只有很小變化的一般氣體，這時(shí)，組成對(duì)流體密度的影響可予忽略，因此對(duì)測(cè)量示值的影響也可忽略。
對(duì)于組成變化較大的氣體，組成對(duì)流體密度的影響就不能忽略了。例如在煉油廠、石化廠，有些石油加工過程中的石油氣組成變化很大，流體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度在較大的范圍內(nèi)變化。有的煤氣系統(tǒng)變化范圍可達(dá)0.1554～2.0321kg/Nm3[16]，這時(shí)，如果仍然將流體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度當(dāng)作常數(shù)來(lái)處理，測(cè)量誤差就將達(dá)到百分之幾十，這是不允許的。
采用渦街流量計(jì)與孔板差壓式流量計(jì)串聯(lián)并同流量演算器一起組合而成的測(cè)量系統(tǒng)能很好地解決這個(gè)問題，其原理框圖如圖3.25所示。
圖3.25 測(cè)量組分變化氣體的質(zhì)量流量框圖
在該系統(tǒng)中，有下面的關(guān)系式[16]。渦街流量傳感器數(shù)學(xué)模型為
qm= 
(3.59)
式中qm——質(zhì)量流量；
——渦街流量傳感器出口端流體密度；
f——渦街流量傳感器輸出頻率；
Kt——渦街流量傳感器工作狀態(tài)下流量系數(shù)。
孔板式差壓流量計(jì)數(shù)學(xué)模型為
qm=k1 
(3.60)
式中 k1——系數(shù)；
1——節(jié)流體正端取壓口處流體密度；
p——差壓。
將式（3.60）平方后除以式（3.59）得
qm= 
（3.61）
由于孔板差壓式流量計(jì)串聯(lián)在渦街流量計(jì)后面，ρ1與ρ 近似相等，即
ρ1=ρ （3.62）
所以式（3.61）可化簡(jiǎn)為
qm= 
(3.63)
在流量演算器中具體實(shí)現(xiàn)式（3.63）時(shí)， 
p可由式（3.64）求得。
（3.64）
式中 Ai——差壓輸入信號(hào)；
——流量測(cè)量上限所對(duì)應(yīng)得差壓。
而k1可由孔板差壓式流量計(jì)得滿度條件求得。
從式（3.60）得
qmmax=k1 
（3.65）
式中 qmmax——流量測(cè)量上限；
——設(shè)計(jì)狀態(tài)下孔板正端取壓口流體密度。
所以
k1=qmmax/ 
因此，將Kt、 
、qmmax和 
置入演算器，儀表就能從輸入信號(hào)Ai 和f計(jì)算qm。
演算器不僅能計(jì)算和顯示質(zhì)量流量，而且能計(jì)算和顯示密度 
。
將式（3.59）、式（3.63）和式（3.62）聯(lián)立解之得
（3.66）
儀表顯示的流體密度值可用成分分析儀器測(cè)得的混合氣體組分值，與經(jīng)下式計(jì)算得到的理論密度進(jìn)行比較，求得示值誤差。
＋… 
（3.67）
式中 
——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)混合氣體密度；
X1…Xm——各組分的含量（V/V）；
X1+X2+…+Xm-1+Xm=99%
… 
n——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件下各組分密度。
工作狀態(tài)下混合氣體理論密度 
f為
f＝ 
（3.68）
求得理論密度后，還可用式（3.59）計(jì)算理論質(zhì)量流量，用以校驗(yàn)儀表的質(zhì)量流量示值。
這一方法尤其適合流體組分變化頻繁、變化幅度大的對(duì)象，但需兩臺(tái)流量計(jì)，對(duì)于管徑較大的對(duì)象，投資略大些。所以，對(duì)于組分變化不頻繁、變化幅度也不很大的對(duì)象，例如天然氣流量測(cè)量，可用溫度、壓力補(bǔ)償、再配上組分修正的方法，更可節(jié)約投資。
使用這個(gè)方法進(jìn)行組分補(bǔ)償時(shí)，選擇幾個(gè)變化幅度較大的組分定期用儀器進(jìn)行分析，并用人工方法修改流量演算器中相應(yīng)窗口的組分設(shè)置值，用新的分析值取代原有的設(shè)置值。儀表運(yùn)行后就可按式（3.67）和式（3.68）計(jì)算流體密度，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量流量或標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量。
智能流量演算器是工業(yè)儀表，采用演算器完成上述演算不僅精確度高，可靠性號(hào)，而且安裝使用方便。
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