在我們DCS工程實(shí)施中，經(jīng)常會有氣體流量溫壓補(bǔ)償、分子量補(bǔ)償或密度補(bǔ)償計(jì)算，目的是為了保證流量測量計(jì)量、累積準(zhǔn)確，配料合理及控制、有效；經(jīng)常會有把氣體流量的計(jì)量單位由體積單位轉(zhuǎn)換成質(zhì)量流量單位。生產(chǎn)過程中由于實(shí)際溫度、壓力經(jīng)常的變化與波動而偏離設(shè)計(jì)值（基準(zhǔn)值），勢必造成實(shí)際的瞬時流量測量有誤差，導(dǎo)致累積流量也會有誤差，為了糾正該誤差，在DCS方案設(shè)計(jì)時必需考慮對氣體流量測量進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算。在實(shí)際工程中，遇到氣體zui多的是天然氣流量補(bǔ)償計(jì)算、飽和蒸汽流量補(bǔ)償計(jì)算和空氣流量補(bǔ)償計(jì)算，下面以工程應(yīng)用實(shí)例給予介紹，其它氣體流量補(bǔ)償計(jì)算可以參照本實(shí)例。
在DCS系統(tǒng)中，一般都有的溫壓補(bǔ)償功能模塊，工程人員完成相關(guān)參數(shù)的設(shè)置和回路連接即可。不論是差壓式流量計(jì)（孔板、噴嘴、阿牛巴、文丘里等），還是容積式流量計(jì)（旋渦、電磁等），在DCS工程實(shí)施中，其流量都可以進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算。
一、 天然氣流量補(bǔ)償計(jì)算
在以天然氣為原料的化工裝置中，天然氣流量均需要進(jìn)行溫壓補(bǔ)償和分子量補(bǔ)償。例如：以長慶油田天然氣為原料的某甲醇廠，在DCS系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)時，我們看看工程對天然氣流量進(jìn)行溫壓補(bǔ)償和分子量補(bǔ)償?shù)姆桨冈O(shè)計(jì)情況。由用戶提供天然氣的組份分析，實(shí)際天然氣平均組分：
CH4= 96.37 %，C2H6= 0.77 %，C3H8= 0.06 %，C4H10= 0.0 %，C5H12= 0.0 %，CO2= 2.61 %，N2= 0.15 %，O2= 0.03%，H2= 0.01%。
1、FI400：指示單元，入轉(zhuǎn)化爐天然氣體積流量顯示（孔板設(shè)計(jì)為0℃時的天然氣標(biāo)準(zhǔn)體積流量），刻度范圍0.0～50000.0 NM3/H
2、FL0202：數(shù)據(jù)設(shè)定單元，入轉(zhuǎn)化爐天然氣實(shí)際平均分子量手動設(shè)定（SP=16.9191），刻度范圍：0.00～20.00。
計(jì)算方法：平均分子量M（天）=各氣體組分的分子量*各氣體組分的百分?jǐn)?shù)相加
實(shí)例推算：根據(jù)用戶提供的實(shí)際天然氣平均成分，得：
M天=16.04*96.37%+30.07*0.77%+44.097*0.06%+58.124*0.00%+72.151*0.00%+44.01*2.61%（CO2）+28.013*0.15%（N2）+32*0.03%（O2）+2*0.01%（H2）=16.9191
3、TI1507：指示單元，入轉(zhuǎn)化爐天然氣溫度顯示， 0.00～200.00℃。
4、PI102：指示單元，入轉(zhuǎn)化爐天然氣壓力顯示，0.00～6.00Mpa。
5、FX203A：溫壓補(bǔ)償運(yùn)算單元，天然氣流量溫壓補(bǔ)償計(jì)算。
l 儀表刻度范圍： 0.0～50000.0 NM3/H
l 補(bǔ)償溫度：TI1507.PV，設(shè)計(jì)Tb=132℃
l 補(bǔ)償壓力：PI102.PV，設(shè)計(jì)Pb=4.3Mpa（絕壓）
溫壓補(bǔ)償公式：
F-------補(bǔ)償后流量，即FX203A.PV
f-------補(bǔ)償前流量，即FI400.PV
P------測量壓力（表壓），即PI102.PV
Pb-----設(shè)計(jì)壓力（基準(zhǔn)壓力）（絕壓），設(shè)計(jì)Pb=4.3Mpa（絕壓）
T------測量溫度，即TI1507.PV
Tb----設(shè)計(jì)溫度（基準(zhǔn)溫度），設(shè)計(jì)Tb=132℃
P0-----大氣壓，P0=0.101325Mpa
所以：
6、FX203B：計(jì)算單元，把0℃天然氣標(biāo)準(zhǔn)體積流量換算成20℃的標(biāo)準(zhǔn)體積流量。
l FX203A儀表刻度范圍： 0.0～50000.0 NM3/H（0℃標(biāo)準(zhǔn)體積流量）
l FX203B儀表刻度范圍： 0.0～50000.0 NM3/H（20℃標(biāo)準(zhǔn)體積流量）
由于：
--------大氣壓，0.101325Mpa
-------0℃時的體積流量，即FX203A.PV
-------0℃時的溫度，273.15K
P-------大氣壓，0.101325Mpa
V------20℃時的體積流量，即FX203B.PV
T------20℃時的溫度，T=293.15K
所以有：
7、FI400A：計(jì)算單元，把入轉(zhuǎn)化爐天然氣體積流量換算成質(zhì)量流量，儀表刻度范圍：0.00～42.00 T/H。
1） 1Kgmol=1千克分子=1Kg/M（Kg/分子量）;
2） 1Kgmol=22.4NM3
3） 分子量M天的單位：0.00～20.00 Kg/ Kgmol
質(zhì)量流量（T/H）=[體積流量（NM3/H）*平均分子量M天]/（1000*22.4）
計(jì)算方法：
質(zhì)量流量（T/H）= FI400A.PV
體積流量（NM3/H）= FX203A.PV （標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)0℃，0.101325Mpa）
平均分子量M（天）= FL0202.SP
即： FI400A.PV=4.4643*10-5 *FX203A.PV*FL0202.SP
8、FX0203：計(jì)算單元，入轉(zhuǎn)化爐天然氣質(zhì)量流量進(jìn)行分子量補(bǔ)償計(jì)算（0.00～42.00 T/H）。
計(jì)算方法：
A、體積流量分子量補(bǔ)償公式：補(bǔ)償后體積流量=補(bǔ)償前體積流量
B、質(zhì)量流量分子量或密度補(bǔ)償公式：
補(bǔ)償后質(zhì)量流量=補(bǔ)償前質(zhì)量流量（或）
分子量補(bǔ)償后質(zhì)量流量（T/H）= FX0203.PV
分子量補(bǔ)償前質(zhì)量流量（T/H）= FI400A.PV
M天= FL0202.SP（實(shí)際平均分子量）
M設(shè)= 17（FT400孔板設(shè)計(jì)平均分子量）
采用上面公式B，得：
9、FRCA1：PID調(diào)節(jié)單元，入轉(zhuǎn)化爐天然氣流量調(diào)節(jié)器。
l 儀表刻度范圍：0.00～42.00 T/H
l 反作用
l 比例帶：P=300%，積分：I=50秒，微分：D=0秒
l FCV1為FC閥（氣開閥）
二、 蒸汽流量補(bǔ)償計(jì)算
在絕大多數(shù)工廠都有蒸汽，一般對主要蒸汽、計(jì)量蒸汽和控制蒸汽均需要進(jìn)行流量溫壓補(bǔ)償。例如：某廠的中壓蒸汽流量控制，在DCS系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)時，我們看看工程對中壓蒸汽流量進(jìn)行溫壓補(bǔ)償?shù)姆桨冈O(shè)計(jì)情況。
1、FI0002：指示單元，入轉(zhuǎn)化爐中壓蒸汽流量顯示，刻度范圍0.00～150.00T/H。
2、TI0002：指示單元，進(jìn)轉(zhuǎn)化爐中壓蒸汽溫度顯示，刻度范圍0.00～600.00℃。
3、PI0013：指示單元，進(jìn)101-B中壓蒸汽壓力顯示，刻度范圍0.00～6.00Mpa。
4、FX0208：溫壓補(bǔ)償運(yùn)算單元，進(jìn)轉(zhuǎn)化爐中壓蒸汽流量溫壓補(bǔ)償計(jì)算。
l 儀表刻度范圍： 0.00～150.00T/H
l 補(bǔ)償溫度：TI0002.PV，設(shè)計(jì)Tb=320℃
l 補(bǔ)償壓力：PI0013.PV，設(shè)計(jì)Pb=4.0Mpa（絕壓）
溫壓補(bǔ)償公式：
F-------補(bǔ)償后流量，即FX0208.PV
f-------補(bǔ)償前流量，即FI0002.PV
P------測量壓力（表壓Mpa），即PI0013.PV
Pb-----設(shè)計(jì)壓力（基準(zhǔn)壓力）（絕壓），設(shè)計(jì)Pb=4.0Mpa
T------測量溫度，即TI0002.PV
Tb----設(shè)計(jì)溫度（基準(zhǔn)溫度），設(shè)計(jì)Tb=320℃
P0-----大氣壓，P0=0.101325Mpa
所以：
5、FRCA2：PID調(diào)節(jié)單元，入轉(zhuǎn)化爐中壓蒸汽流量調(diào)節(jié)器。
l 儀表刻度范圍：0.00～150.00 T/H
l 反作用
l 比例帶：P=500%，積分：I=25秒，微分：D=0秒
l FCV2為FO閥（氣關(guān)閥）
調(diào)節(jié)器的輸出OP增加，閥門開打；反之，閥門關(guān)小。
6、XC0002：FRCA2調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)過反相器再到調(diào)節(jié)閥（0.00～100.00 %）。
XC0002.OP=100.00 - FRCA2.OP
三、 空氣流量補(bǔ)償計(jì)算
空氣是zui常見的氣體之一，許多場合需要對空氣進(jìn)行流量溫壓補(bǔ)償。例如：某廠的工藝空氣流量控制，在DCS系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)時，我們看看工程對工藝空氣流量進(jìn)行溫壓補(bǔ)償?shù)姆桨冈O(shè)計(jì)情況。
1、FI0003：指示單元，進(jìn)入二段爐的工藝空氣流量顯示，刻度范圍：0.0～70000.0 NM3/H。
2、TI003A：指示單元，入二段爐空氣溫度顯示，刻度范圍0.00～260.00℃。
3、PI003A：指示單元，入二段爐空氣壓力顯示，刻度范圍0.00～6.00Mpa。
4、FX0402：溫壓補(bǔ)償運(yùn)算單元，二段爐空氣流量溫壓補(bǔ)償計(jì)算，并把0℃標(biāo)準(zhǔn)體積流量換算成質(zhì)量流量（空氣密度=1.2931KG/ NM3）。
l 儀表刻度范圍： 0.0～90.00 T/H
l 補(bǔ)償溫度：TI003A.PV，設(shè)計(jì)Tb=181℃
l 補(bǔ)償壓力：PI003A.PV，設(shè)計(jì)Pb=3.6Mpa（絕壓）
溫壓補(bǔ)償公式：
F-------補(bǔ)償后流量，即FX0402.PV
f-------補(bǔ)償前流量，即FI0003.PV
P------測量壓力（表壓），即PI003A.PV
Pb-----設(shè)計(jì)壓力（基準(zhǔn)壓力）（絕壓），設(shè)計(jì)Pb=3.6Mpa（絕壓）
T------測量溫度，即TI003A.PV
Tb----設(shè)計(jì)溫度（基準(zhǔn)溫度），設(shè)計(jì)Tb=181℃
P0-----大氣壓，P0=0.101325Mpa
所以：
5、FIC003：PID調(diào)節(jié)單元，工藝空氣流量調(diào)節(jié)器。
l 儀表刻度范圍：0.0～90.00 T/H
l 反作用
l 比例帶：P=200%，積分：I=90秒，微分：D=0秒
l FCV3為FO閥（氣關(guān)閥）
6、XC0003：FIC003調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)過反相器再到調(diào)節(jié)閥（0.00～100.00 %）。
XC0003.OP=100.00 – FIC003.OP
四、 由DCS軟件組態(tài)實(shí)現(xiàn)的安全措施：
為了保證DCS控制方案設(shè)計(jì)科學(xué)合理，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在DCS軟件組態(tài)時，對參加溫壓補(bǔ)償計(jì)算的一次儀表均要設(shè)置正常工藝操作上下限報(bào)警值（HI、LO）、變化率報(bào)警值VL、輸入斷線報(bào)警值IOP，對PID調(diào)節(jié)器均要設(shè)置偏差報(bào)警值DV，目的是對一次儀表和主要調(diào)節(jié)器的故障和錯誤信息進(jìn)行判斷、識別，采取相應(yīng)的安全保護(hù)措施，如輸入開路、測量變化率大、輸入信號越限、偏差報(bào)警等現(xiàn)象發(fā)生時，調(diào)節(jié)系統(tǒng)切回手動狀態(tài)，并報(bào)警提醒操作人員。例如：
a） 當(dāng)FI400、TI1507、PI102之一IOP（輸入開路）時，F(xiàn)RCA1變?yōu)槭謩樱?/span>
b） 當(dāng)FI400、TI1507、PI102之一HI，或LO、或VL報(bào)警時，F(xiàn)RCA1變?yōu)槭謩樱?/span>
c） 當(dāng)FRCA1偏差±DV報(bào)警時，F(xiàn)RCA1變?yōu)镸AN（手動）；
d） FRCA1在手動MAN時，相應(yīng)的調(diào)節(jié)器會自動跟蹤，即：FRCA1.SP= FRCA1.PV；
e） 對天然氣的流量溫壓補(bǔ)償，為了避免一次儀表故障導(dǎo)致流量測量錯誤，通過設(shè)計(jì)邏輯控制策略，采取間斷性溫壓補(bǔ)償方式，即：當(dāng)參與校正的溫度、壓力測量值正常時，5秒鐘一刷新；異常（HI、或LO、或VL、或IOP）時，保持上一周期的數(shù)據(jù)，停止數(shù)據(jù)采集，流量校正采用前一次采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，當(dāng)該儀表正常后，又恢復(fù)5秒鐘采集一次。采用此方法進(jìn)行校正的目的是防止參與的儀表失靈造成整個控制系統(tǒng)誤動作而造成事故。
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