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多參數(shù)天然氣流量計在天然氣熱調系統(tǒng)中的應用

   性能可靠的差壓流量的測量是世界上應用最廣泛的流量測量技術,在氣體、液體、蒸汽的測量過程中大量采用。差壓流量測量可以彌補量程比窄和準確度低的缺點,同時用戶還可以定義小流量信號切除。
    優(yōu)點:
    ●為實現(xiàn)更好的過程控制,可將現(xiàn)有的差壓(DP)體積流量測量升級為質量流量測量。
    ●因減少了管線開孔及硬件的數(shù)量,降低了維護費用,易于安裝且費用低。
    ●一臺變送器適用于多種測量介質,各種各樣的測量元件及引壓管,不同的管線尺寸。
    ●應用3095MVEA(工程輔助)軟件易于組態(tài)。
    ●一臺變送器提供4個測量參數(shù)。
    ●1%測量準確度,量程比8:1。
    ●一體化表頭同時顯示累積流量和瞬時流量。
    ●333HART信號分配器無需在管線上進行任何操作,即可另外提供三路模擬信號給檢測或控制室。HART信號分配器接受3095MV的數(shù)字信號,然后將其轉換為三路獨立的模擬信號。
    ●對流量進行全補償:
    傳統(tǒng)的差壓(DP)流量補償是用一個簡化的質量流量公式在DCS或流量計算機上進行。此簡化的公式用一個常數(shù)代表真實流量計算中的許多參數(shù)。
    式中:Qm—流體質量流量(t/h、kg/h);Qv—流體體積流量(m3/h、Nm3/h);C—系數(shù);γRE—管道粗糙度的修正系數(shù);ε—流束膨脹系數(shù);α0—光管流量系數(shù);d1—工作溫度下的節(jié)流件開孔直徑(mm);△p—差壓(kPa);ρ1—工作狀態(tài)下被測流體密度(kg/m3)。
    而通常簡化為:
    式中:Qm—流體質量流量(t/h、kg/h);K—常數(shù);△p—差壓(kPa);P—介質絕對壓力(MPa);T—介質絕對溫度(K)。
    常數(shù)K包括單位轉換系數(shù)、漸近系數(shù)、氣體膨脹系數(shù)和釋放系數(shù)。
    事實上,只有單位轉換系數(shù)為常數(shù),其他量(像釋放系數(shù)、漸近系數(shù)及氣體膨脹系數(shù))都為過程變量的函數(shù)。簡化的流量公式不能補償這些量的變化,故在計算的流量中產(chǎn)生不可預見的誤差。
    3095MV流量變送器采用動態(tài)流量補償,是將所有的動態(tài)流量狀態(tài)參數(shù)與流量信號組合從而計算真實流量。
    式中:Qm—流體質量流量(t/h、kg/h);N—單位轉換系數(shù);Cd—釋放系數(shù):E—漸近系數(shù);Y1—氣體膨脹系數(shù);d—差壓元件的內孔徑;ρ—密度。
    3095MV能夠在最廣泛的測量量程內提供最好的差壓(DP)測量準確度,它實時、動態(tài)地計算所有的流量公式內的參數(shù),包括釋放系數(shù)、漸近系數(shù)、熱膨脹系數(shù)和密度。此全補償?shù)牧髁抗綔p少了傳統(tǒng)差壓(DP)流量測量的不確定因素,故提供了準確的流量計算 
     天然氣流量計熱調控制中流量信號的作用
    1.玻殼池爐分玻屏池爐和玻錐池爐兩類,用于熔制制造玻殼用的特種玻璃。作為玻殼玻璃的供應者,窯爐對其爐內溫度、壓力的穩(wěn)定性要求特別嚴格,而天然氣作為玻殼池爐的主要燃料,其熱值的穩(wěn)定性直接關系到池爐內溫度的穩(wěn)定性,最終會影響產(chǎn)品的質量和產(chǎn)量,因此對天然氣熱值的控制要求準確度高。
    2.熱值調整是基于能量平衡原理來實現(xiàn)的,天然氣屬于可燃氣體,燃燒后放出熱量,空氣本身并不燃燒,沒有燃燒熱,空氣和天然氣混合后,熱值將降低,即能量稀釋。
    設原天然氣熱值為QN,天然氣流量為FN,調后熱值設定為QS,稀釋用空氣量為FA,實際空氣流量為FP。
    QN×FN = QS(FN + FA)
    FA=(QN×FN)/QS - FN
    根據(jù)上述基本關系,用兩臺熱量計分別測出原天然氣熱值QN和調后熱值QP,用天然氣流量計測出天然氣流量FN及空氣流量FP并標準化,QN、QS、FN、FP都送入流量控制器進行演算,算出FR作為空氣流量控制閥的預調信號,通過輸出處理去控制空氣流量控制閥達一預置開度,從而使天然氣和空氣以一定比率進行混合,通過渦輪發(fā)生器得到一定熱值的混合氣QP。
    當調后熱值QP與設定值QS出現(xiàn)偏差或空氣流量發(fā)生自發(fā)性擾動后,通過流量控制器的PID串級調節(jié),輸出一控制信號,通過輸出處理來改變空氣流量控制閥的開度加大或減小空氣量,使熱值維持給定值。
    3.由熱調系統(tǒng)工作原理可知,天然氣的流量和空氣的流量信號在熱值控制中起重要作用,因此其準確度和穩(wěn)定性直接影響到天然氣熱值的控制準確度,采用準確度高的多參數(shù)天然氣流量計可以提高天然氣熱值的控制準確度,從而保證玻殼的穩(wěn)定生產(chǎn)。

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