[发明专利]一种基于热湿平衡的压缩空气流量测算方法及其装置

说明书

一种基于热湿平衡的压缩空气流量测算方法，包括：步骤S1：进行压缩空气进出口水蒸气分压计算；步骤S2：进行压缩空气进出口饱和含湿量计算；步骤S3：进行环境空气含湿量计算；步骤S4：进行空气含湿量比较；步骤S5：判断冷却器压缩空气进出口的实际含湿量；步骤S6：进行压缩空气进出口的焓值计算；步骤S7：进行换热量计算；步骤S8：进行压缩空气流量计算。如此测量精度高、适用性较好。本发明还提供一种基于热湿平衡的压缩空气流量测算装置。

技术领域

本发明涉及流体测量技术领域，特别是一种基于热湿平衡的压缩空气流量测算方法及其装置。

背景技术

经空气压缩机做功使体积缩小、压力提高的带压空气称为压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源，在汽车、化工、能源利用等各种行业广泛使用。据统计，压缩空气系统的能耗约占企业电力消耗总量的15％～30％，是传统工业用能的重要组成部分。

在碳中和时代背景下，储能技术能够实现削峰填谷和平稳输出，减小可再生能源的波动性和间歇性对电网电能质量的影响，对我国未来能源转型有着重要的战略意义。压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage，简称CAES)技术因具有规模大、灵活性强等特点，被认为具有较大的发展潜力和应用前景。

在压缩空气的制备、处理、储运过程中，压缩空气的流量计量与系统运行能耗、除湿效果、费用结算等多方面息息相关，准确测定非常关键。然而目前，压缩空气的使用普遍存在以下问题：压缩空气的流量难以测量或测量精度不高、或测量得出的数值无法校核，压缩空气的泄漏缺乏有效监管方法，压缩空气的使用处于无成本意识、无节制的状态。该问题的产生，与压缩空气流量测定方法和装置直接相关。

当前行业内压缩空气流量测定中，由于压缩空气存在带水情况，孔板流量计可能由于孔板前积水影响测定精度、差压流量计引压管易积水影响测定精度，因此涡街式流量计占主导地位。涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体，流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。当通流截面一定时，流速与导容积流量成正比。因此，测量振荡频率即可测得流量。涡街式流量计具有无可动部件、测量范围宽、压损小的优点。涡街式流量计在工程实践中也存在很多限制，这也造成了涡街式流量计测定压缩空气流量的精度不如预期，主要包括：

1.外来振动会使涡街流量计产生测量误差，甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动，使测量精度降低，大管径影响更为明显。如需在空压机附近测定压缩空气流量时，产生的振动将对测定结果产生巨大影响。

2.直管段要求高。涡街流量计一般要求保证前10～40D后5～20D(不同厂家要求不同)的直管段，从而保证压缩空气均匀通过涡街流量计，如果流量计的上游管道有弯头或膨胀或收缩管，则对直管段长度的要求会更高。工程实践中，经常存在空间受限无法满足该直管段要求的情况，因此测定精度也会受到很大影响。

可见，在工程实践中，使用常规的涡街、孔板、差压式流量计都可能存在测量不准的问题。如能提出一种高精度、强适用性的压缩空气流量测算方法和装置，能够加强工业生产和压缩空气储能过程的监测和控制，有利于系统能效的提高，符合碳中和时代背景的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种测量精度高、适用性较好的基于热湿平衡的压缩空气流量测算方法，以解决上述问题。

一种基于热湿平衡的压缩空气流量测算方法，包括：

步骤S1：进行压缩空气进出口水蒸气分压计算；

步骤S2：进行压缩空气进出口饱和含湿量计算；

步骤S3：进行环境空气含湿量计算；

步骤S4：进行空气含湿量比较；

步骤S5：判断冷却器压缩空气进出口的实际含湿量；