以某工业造纸项目为例，由蒸汽流程图可知，从电站来蒸汽由总管分为两支管，高压侧蒸汽支管压力、温度不变，另一蒸汽支管经减温减压装置后，蒸汽的压力和温度均有所降低，两蒸汽分支管均安装有孔板流量计、温度变送器和压力变送器，并全部接入DCS中。蒸汽流程图如图1所示。
根据孔板流量计算说明书，介质为过热蒸汽，两台孔板流量计设计工况压力分别为0.85MPa和0.5MPa，工况温度分别为200℃和172℃，流量分别为0～15t/h和0～50t/h，各类系数及蒸汽工况密度等参数均已在计算说明书中给出。
实际运行时，高压侧蒸汽管道压力为0.65～0.7MPa，温度为220℃左右。低压侧蒸汽管道压力为0.45～0.5MPa，温度为160℃左右。可知低压侧蒸汽管的实际工况与设计工况相比，压力和温度相对较低，而高压侧蒸汽管的实际工况压力比设计工况偏低，温度偏高。按照孔板计算说明书要求，在DCS程序中设置好流量计算公式，直接代入各项参数，通过差压变送器显示的差压值计算出过热蒸汽瞬时流量。按照过热蒸汽性质推算，低压侧蒸汽实际流量应该略高于孔板流量计测量流量，高压侧蒸汽实际流量应该低于孔板流量计测量流量。
未进行温压补偿前，两台孔板流量计流量运行曲线图如图2所示，正常运行时高压侧蒸汽流量为10t/h左右，低压侧蒸汽流量为３2t/h左右。
计算过热蒸汽密度一般采用1967年IFC（国际公式化委员会）拟定的工业用公式。1997年，IAPWS（国际水和水蒸气联合会）在IFC-1967公式的基础上，制定并通过了全新的水和水蒸汽计算IAPWS-IF97公式，目前IAPWS-1997公式是最全面、准确计算水蒸汽热力性质公式。但上述两套公式有大量的条件要求，不同区间有不同的密度公式，计算也十分复杂。IFC根据公式编制了标准的蒸汽密度表，该蒸汽密度表数据齐全适用性广，简单易查，而且在化工生产中常用的蒸汽温度为0～600℃，压力为0.1～5.0MPa，公式均能满足使用要求，是目前获取蒸汽密度最广泛的方法之一。
根据孔板流量计运行的温度、压力区间，查询过热蒸汽密度表如表1所示。
因为工况原因实际上蒸汽密度是在一直变化中，所以常用的查表法并不适用于DCS程序中。因此需要采用相对简单的密度补偿公式，在一定范围内满足蒸汽密度表的要求，就可以快速实现密度补偿提高测量精度。实现密度补偿的方法有很多，本文采用密度拟合法对过热蒸汽进行温压补偿，相对比较容易输入DCS程序中，在要求的蒸汽温压区间内也比较符合IFC⁃1967/IAPWS⁃1997公式要求，计算精度也较高。
拟合公式为：
式中:ρ为补偿后的蒸汽密度，kg/m3；T为过热蒸汽温度，℃；ｐ为过热蒸汽压力，MPa。
根据拟合公式，参考孔板流量计实际运行的温度、压力区间，计算出过热蒸汽密度如表2所示。
根据蒸汽流程图1所示，将变送器所测过热蒸汽温度和压力数值，代入式(4)中，分别计算出补偿后的两分支管过热蒸汽密度，最后代入孔板流量计计算说明书中的流量公式，求出补偿。 |
