流量补偿计算组态的应用.docx

流量补偿计算组态的应用（华电技术杂志）2014年第九期1DCS流量补偿的应用艾默生公司OVATION系统对锅炉给水流量补偿组态应用分析，如图2所示。给水流量差压信号经过折线函数f(x)对流量小信号切除后输入流量计算块STEAMFLOW，同时给水温度、压力信号输入汽水热力计算块STMTBL计算出给水比容结果，然后送入STEAMFLOW对给水流量作实时流量补偿。图2中STMTBL算法块是计算水和汽的热力学特性，根据给水的压力、温度计算出水的比容，相应输入IN1，IN2，IN3，分别代表给水温度、压力和当地大气压力。锅炉给水属于压缩液体对应STMTBL算法块参数选择VCLTP。算法块的工程单位可选英制或国际单位制，通常选用国际单位制。算法块内使用的压力单位是bar，实际给水压力单位是MPa，因而给水压力输入算法块GAINBIAS乘上系数K=10换算成国际单位制。STEAMFLOW算法块将根据差压或流量输入作为流量测量进行流量补偿计算，IN1为差压或流量输入信号，IN2为STMTBL算法块的输出给水比容信号，OUT输出为经过补偿计算的给水流量。STEAMFLOW算法块提供的计算公式有。DELTAP公式适用于差压式流量计输出差压信号，未有开方需在DCS开方，FLOW公式适用于差压式流量计输出差压信号在变送器或DCS的AI输入信号已作开方处理不需在逻辑里开方。STEAM-FLOW算法块组态时输入类型选择时一定要区分清楚。算法块设置参数有SCAL是标度因子，可理解为差压式流量计的流量系数K。BASE是基本比容，默认值是1。GAIN为IN2输入变量的增益，DCS流量补偿计算逻辑图如图2所示。2流量补偿组态的问题21正确选用流量补偿计算公式查阅锅炉给水流量测量节流装置长径喷嘴设计计算书提供的数据:刻度质量流量，1000000kg/h;差压上限，60000Pa;工作压力，2228MPa;工作温度，285;操作密度，76537kg/m3;可膨胀系数，100;流量系数，10703;节流件开孔直径(d)，185687mm等，计算书中提供流量计算公式。从计算结果能够看出，上述公式与差压式流量计基本流量公式(3)是一致的，根据公式(3)和质量守恒定律可推导出。标度因子SCAL=1/=4208248，基本比容BASE=1/D=00013，将上述计算数值填入算法块功能参数栏完成设置，从中能够看出在运用DCS组态软件中的宏算法块进行组态时要对算法块计算公式深化研究，弄清楚内部参数变量的功能和参数设置方法。目前工业上应用较广泛的威力巴流量计，对其测量流体进行流量补偿计算时应根据威力巴流量计算书提供的流量计算公式进行组态。威力巴流量计算书提供气体流量公式。威力巴流量计算书是根据用户提供的工艺参数利用威力巴差压计算软件获得流量和差压对应关系的计算结果，所得计算结果中的流量系数和差压在计算时已对工艺参数中的设计温度、设计压力进行温压补偿，只需根据公式(8)进行组态输入相应的信号即可完成对气体流量补偿计算。不再用理想气体方程重复进行补偿计算，简化了计算经过。流量补偿计算的组态方式是灵敏多样的，对于不同流体和不同的流量测量仪表应采用合理的流量补偿计算公式，但计算公式的选择必须是正确且经过论证的，这样才能获得准确的流量计算结果。22流量小信号切除处理方法由于流量测量在小信号时测量误差比拟大，流量仪表的零漂及虚假信号干扰，会造成小流量测量数值变化很大。进而增大流量小信号测量的误差。为了克制各种原因引起的小信号所导致的不良后果，通常采用流量小信号切除处理方式。在图2中，给水流量利用折线函数实现小信号切除，其中算法块函数f(x)的函数x=01，y=0，x=100，y=100。固然能将小信号切除，但是改变差压输入信号的线性会产生不必要的线性误差。当切除值设置的越大，差压信号的非线性所引起的流量误差就越大。给水流量需对差压进行开方运算，由于开方对误差有放大作用，差压线性误差经开方运算后误差也会变得更大。为了合理切除小信号可做出如下改良。图3所示的当差压信号低于LOWMON设定的小信号切除点数值时自动将差压归为零对应常数A=0，差压信号的线性没有改变。随着科学技术的发展以及仪表制造技术的不断改良，差压变送器和不同类型的流量计的准确度、稳定性大幅提高，小信号切除点也越来越小。如今世界上很多仪表制造厂都将差压切除点减小为075%，对应的流量值为87%。总的原则是在能到达目的的前提下，将切除值尽量选得小一些。热工人员应根据详细条件和要求合理设定切除点。对于流量小信号的切除，最好放在DCS处理，而不要在差压变送器或流量仪表设置流量切除数值。由于DCS功能强大，能够方便、直观地看到流量变化的实时和历史趋势，能够更方便地设置和调整切除数值。23流量计算的单位要统一流量补偿计算应使用标准流量，标准流量能够真实反映流体流过管道的流量数据。通常来讲，液体和蒸汽流量用质量流量表示(kg/h或t/h)，气体流量用标准体积流量表示(m3/h)。对于电厂锅炉的风量和烟气量计算也应该使用体积流量单位m3/h而不应使用质量流量单位t/h表示，从实际流量转换成标准体积流量要根据理想气体状态方程作相应数值计算转化。当DCS算法块内部使用国际单位制或英制单位计算时，若与输入变量单位不一致，要对输入变量乘上一定系数作相应的逻辑处理。3结束语流量补偿计算组态的正确及计算结果的准确与否关系到热力系统自动控制的正常投入以及设备的稳定运行。准确的流量计算数据同时也是衡量机组安全稳定运行的一项重要经济技术考核指标，对于电厂的节能减排方面有着重要意义，希望能引起热工人员对流量计算工作的足够重视。