[发明专利]一种简易气体流量测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种简易气体流量测量装置，其特征在于：它的构成中包括气体管道(1)、调节阀(2)、阀前压力测量装置(3)、阀后压力测量装置(4)、温度测量装置(5)、现场控制站(6)、操作员站(7)，调节阀(2)安装在气体管道(1)上，沿气体流向的方向，阀前压力测量装置(3)安装在调节阀(2)前部的气体管道(1)上，阀后压力测量装置(4)安装在调节阀(2)后部的气体管道(1)上，温度测量装置(5)安装在阀后压力测量装置(4)的后部，调节阀(2)、阀前压力测量装置(3)、阀后压力测量装置(4)、温度测量装置(5)的输出信号分别与现场控制站(6)连接，现场控制站(6)与操作员站(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种简易气体流量测量装置，其特征在于：所述调节阀(2)为电动或气动调节阀，所述阀前压力测量装置(3)、阀后压力测量装置(4)均为压力变速器，温度测量装置(5)为Pt100热电阻。

3.一种使用权利要求1或2所述简易气体流量测量装置的气体流量测量方法，其特征在于，它采用以下步骤：

A、确定所安装的调节阀的流量特性及这种调节阀的流量计算公式

冶金企业气体流量调节阀的流量特性为直线特性和对数特性中的一种，调节阀选型后，流量特性就已确定；

直线特性的调节阀的流量公式为：

QiQMAX=1R[1+(R-1)lL]----------------------------------(1)]]>

对数特性的调节阀的流量公式为：

QiQMAXR(lL-1)----------------------------------------------(2)]]>

式(1)、式(2)中：Q_i—调节阀l开度下的流量，Nm³/h；

Q_MAX—调节阀可调节的最大流量，Nm³/h；

Q_MIN—调节阀可调节的最小流量，Nm³/h；

R=QMAXQMIN;]]>

l—调节阀的开度，0-100％；

L—调节阀的最大开度，等于100％。

B、确定流量系数C_i值计算公式

根据安装在气体管道上的阀前压力测量装置测得的表压力p₁(阀前绝对压力P₁＝100+p₁，单位：100kPa)、阀后压力测量装置测得的表压力p₂(阀后绝对压力P₂＝100+p₂，单位：100kPa)和温度测量装置测得的温度t(℃)，判断以下条件：

a.当P₂＞0.5P₁时，为一般流动气体，选定调节阀的C_i计算公式：

Ci=Qi380γN(273+t)P12-P22--------------------------------(3)]]>

当Q_i＝Q_MAX时，C_i＝C_MAX，则(3)变为(4)：

QMAX=380CMAXP12-P22γN(273+t)----------------------(4)]]>

b.当P₂≤0.5P₁时，为阻塞流动气体，选定调节阀的C_i计算公式：

Ci=Qi330γN(273+t)P1--------------------------------(5)]]>

当Q_i＝Q_MAX时，C_i＝C_MAX，则(5)变为(6)：

QMAX=330P1CMAX1γN(273+t)------------------(6)]]>

式(3)–式(6)中：Q_i—调节阀l开度下的流量，Nm³/h；

γ_N—气体重度，kg/Nm³；

C_i—调节阀流量系数，Nm³/h；

Q_MAX—调节阀可调节的最大流量，Nm³/h；

C_MAX—调节阀最大流量系数；

C、确定通过调节阀的气体流量计算公式

a.当P₂＞0.5P₁时，为一般流动气体

调节阀为直线特性时，将(4)代入(1)得(7)：

Qi=1R[1+(R-1)lL]380CMAXP12-P22γN(273+t)---------------------(7)]]>

调节阀为对数特性时，将(4)代入(2)得(8)：

Qi=R(lL-1)380CMAXP12-P22γN(273+t)---------------------(8)]]>

b.当P₂≤0.5P₁时，为阻塞流动气体

调节阀为直线特性时，将(6)代入(1)得(9)：

Qi=1R[1+(R-1)lL]330P1CMAX1γN(273+t)--------(9)]]>

调节阀为对数特性时，将(6)代入(2)得(10)：

Qi=R(lL-1)330P1CMAX1γN(273+t)---------------------(10)]]>

D、计算调节阀的气体流量

通过式(7)-式(10)分别计算出对应于一般流动气体、阻塞流动气体的具有直线特性和对数特性的调节阀的气体流量。