一種簡易氣體流量測量裝置及測量方法
【專利摘要】一種簡易氣體流量測量裝置及測量方法，屬于管道氣體流量測量設備及方法【技術領域】。其技術方案是：調(diào)節(jié)閥安裝在氣體管道上，閥前壓力測量裝置安裝在調(diào)節(jié)閥前部的氣體管道上，閥后壓力測量裝置安裝在調(diào)節(jié)閥后部的氣體管道上，溫度測量裝置安裝在閥后壓力測量裝置的后部，調(diào)節(jié)閥、閥前壓力測量裝置、閥后壓力測量裝置、溫度測量裝置的輸出信號分別與現(xiàn)場控制站連接。本發(fā)明不使用流量儀表設備，利用安裝的調(diào)節(jié)閥的流量特性、流量系數(shù)Ci值計算公式、調(diào)節(jié)閥前后壓力值與溫度值間接計算出氣體流量，與實際安裝的孔板流量計比較，流量誤差可以控制±3%范圍內(nèi)，用于指導工藝生產(chǎn)，解決了現(xiàn)場中無法安裝流量計或缺少流量計的流量測量的難題。
【專利說明】一種簡易氣體流量測量裝置及測量方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種簡易氣體流量測量裝置及測量方法，屬于管道氣體流量測量設備 及方法【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 冶金企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)中，管道氣體流量一般采用孔板和插入式氣體流量計等標準節(jié) 流裝置進行流量測量，再利用調(diào)節(jié)閥對氣體流量進行調(diào)節(jié)。從標準節(jié)流裝置與調(diào)節(jié)閥的流 量計算公式可以看出，兩者有共同的特點，都是利用管道截面積與氣體流速的乘積計算體 積流量，只是氣體流量計為恒面積，調(diào)節(jié)閥為變面積。目前有些管道的不能通過氣體流量計 等標準節(jié)流裝置進行流量測量，其原因一是管道的管徑大、直管段小，無法安裝流量計量裝 置，二是在不需準確流量計量管道中沒有安裝流量計。因此如何對沒有安裝流量計的管道 進行流量測量是目前困擾企業(yè)和技術人員的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種簡易氣體流量測量裝置及測量方法，這種 裝置和方法可以不使用流量儀表設備，利用安裝在管道中的的流量調(diào)節(jié)閥間接計算出氣體 流量，用于指導工藝生產(chǎn)，解決現(xiàn)場中無法安裝或缺少流量計但有調(diào)節(jié)閥的流量測量的難 題。
[0004] 解決上述技術問題的技術方案是：
[0005] -種簡易氣體流量測量裝置，它的構成中包括氣體管道、調(diào)節(jié)閥、閥前壓力測量裝 置、閥后壓力測量裝置、溫度測量裝置、現(xiàn)場控制站、操作員站，調(diào)節(jié)閥安裝在氣體管道上， 沿氣體流向的方向，閥前壓力測量裝置安裝在調(diào)節(jié)閥前部的氣體管道上，閥后壓力測量裝 置安裝在調(diào)節(jié)閥后部的氣體管道上，溫度測量裝置安裝在閥后壓力測量裝置的后部，調(diào)節(jié) 閥、閥前壓力測量裝置、閥后壓力測量裝置、溫度測量裝置的輸出信號分別與現(xiàn)場控制站連 接，現(xiàn)場控制站與操作員站連接。
[0006] 上述簡易氣體流量測量裝置，所述調(diào)節(jié)閥為電動或氣動調(diào)節(jié)閥，閥前壓力測量裝 置和閥后壓力測量裝置均為壓力變送器，溫度測量裝置為PtlOO熱電阻。
[0007] 使用上述簡易氣體流量測量裝置的氣體流量測量方法，它采用以下步驟：
[0008] 1、確定所安裝的調(diào)節(jié)閥的流量特性及這種調(diào)節(jié)閥的流量計算公式
[0009] 冶金企業(yè)氣體流量調(diào)節(jié)閥的流量特性為直線特性和對數(shù)特性中的一種，調(diào)節(jié)閥選 型后，流量特性就已確定；
[0010] 直線特性的調(diào)節(jié)閥的流量公式為：
[0011]

【權利要求】
1. 一種簡易氣體流量測量裝置，其特征在于：它的構成中包括氣體管道（1)、調(diào)節(jié)閥 (2)、閥前壓力測量裝置（3)、閥后壓力測量裝置（4)、溫度測量裝置（5)、現(xiàn)場控制站（6)、操 作員站（7)，調(diào)節(jié)閥（2)安裝在氣體管道（1)上，沿氣體流向的方向，閥前壓力測量裝置（3) 安裝在調(diào)節(jié)閥（2)前部的氣體管道（1)上，閥后壓力測量裝置（4)安裝在調(diào)節(jié)閥（2)后部 的氣體管道（1)上，溫度測量裝置（5)安裝在閥后壓力測量裝置（4)的后部，調(diào)節(jié)閥（2)、閥 前壓力測量裝置（3)、閥后壓力測量裝置（4)、溫度測量裝置（5)的輸出信號分別與現(xiàn)場控 制站（6)連接，現(xiàn)場控制站（6)與操作員站（7)連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種簡易氣體流量測量裝置，其特征在于：所述調(diào)節(jié)閥（2) 為電動或氣動調(diào)節(jié)閥，所述閥前壓力測量裝置（3)、閥后壓力測量裝置（4)均為壓力變速 器，溫度測量裝置（5)為PtlOO熱電阻。
3. -種使用權利要求1或2所述簡易氣體流量測量裝置的氣體流量測量方法，其特征 在于，它采用以下步驟： A、 確定所安裝的調(diào)節(jié)閥的流量特性及這種調(diào)節(jié)閥的流量計算公式 冶金企業(yè)氣體流量調(diào)節(jié)閥的流量特性為直線特性和對數(shù)特性中的一種，調(diào)節(jié)閥選型 后，流量特性就已確定； 直線特性的調(diào)節(jié)閥的流量公式為： -^--[1+ (/?-〇-]---------------------------------- ( 1) ζ)ΜΑΧ R L 對數(shù)特性的調(diào)節(jié)閥的流量公式為： 丨1---------------------------------------------- (2) QM4X 式（1)、式⑵中說一調(diào)節(jié)閥1開度下的流量，Nm3/h ; Qmx一調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)的最大流量，Nm3/h ; Qmin一調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)的最小流量，Nm3/h ; R _ (--! V Qmin 1一調(diào)節(jié)閥的開度，〇_l〇〇% ; L 一調(diào)節(jié)閥的最大開度，等于100%。 B、 確定流量系數(shù)Ci值計算公式 根據(jù)安裝在氣體管道上的閥前壓力測量裝置測得的表壓力Pl(閥前絕對壓力匕= 100+Pl，單位：100kPa)、閥后壓力測量裝置測得的表壓力p2 (閥后絕對壓力P2 = 100+p2，單 位：100kPa)和溫度測量裝置測得的溫度t(°C )，判斷以下條件： a.當P2 > 0. 5Pi時，為一般流動氣體，選定調(diào)節(jié)閥的Q計算公式： c _Q^ |j^(273+t) -------------------------------- (3) 380. Pf-P22 當 Qi = QMX 時，Q = CMX，則（3)變?yōu)椋?): Qmax=380Cmax -/1 ~?2~- ---------------------- (4) 1(rN(273+t) b.當P2 < 0. 5Pi時，為阻塞流動氣體，選定調(diào)節(jié)閥的Q計算公式： q. V,N(273+t) Ci= Vl ^ N- -------------------------------- (5) 330 P, 當 Qi = QMX 時，Q = CMX，則（5)變?yōu)椋?): Omax= 3 3 OPi Cmax I- -- ------------------ (6) ☆N(273+t) 式⑶-式（6)中：Qi-調(diào)節(jié)閥1開度下的流量，Nm3/h ; YN-氣體重度，kg/Nm3 ; Q-調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)，Nm3/h ; Qmx一調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)的最大流量，Nm3/h ; C"Af調(diào)節(jié)閥最大流量系數(shù)； C、 確定通過調(diào)節(jié)閥的氣體流量計算公式 a. 當P2 > 0· 5Pi時，為一般流動氣體 調(diào)節(jié)閥為直線特性時，將（4)代入（1)得（7): 1. p,2.p,2 Q =-[]+(/?-!)-] 380CMAX -~- --------------------- (7) ^ ^(273+t) 調(diào)節(jié)閥為對數(shù)特性時，將（4)代入（2)得（8): (丄-1) F)i2-P，2 Qt=RL 380Cmax -~- --------------------- (8) V'(273+t) b. 當P2彡0· 5Pi時，為阻塞流動氣體 調(diào)節(jié)閥為直線特性時，將（6)代入（1)得（9): Q =丄[1+(/? -1)丄]330P丨Cmax --^-- -------- (9) 尺 乙 k(273+t) 調(diào)節(jié)閥為對數(shù)特性時，將（6)代入（2)得（10): Q,= i?(z 1} 330P,Cmax --~l--- --------------------- (10) 和/273+t) D、 計算調(diào)節(jié)閥的氣體流量 通過式（7)-式（10)分別計算出對應于一般流動氣體、阻塞流動氣體的具有直線特性 和對數(shù)特性的調(diào)節(jié)閥的氣體流量。
【文檔編號】G01F1/34GK104236640SQ201410415867
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權日:2014年8月22日
【發(fā)明者】魏金輝 申請人:河北鋼鐵股份有限公司承德分公司