在我們DCS工程實(shí)施中，經(jīng)常會(huì )有氣體流量溫壓補償、分子量補償或密度補償計算，目的是為了保證流量測量計量、累積準確，配料合理及控制、有效；經(jīng)常會(huì )有把氣體流量的計量單位由體積單位轉換成質(zhì)量流量單位。生產(chǎn)過(guò)程中由于實(shí)際溫度、壓力經(jīng)常的變化與波動(dòng)而偏離設計值（基準值），勢必造成實(shí)際的瞬時(shí)流量測量有誤差，導致累積流量也會(huì )有誤差，為了糾正該誤差，在DCS方案設計時(shí)必需考慮對氣體流量測量進(jìn)行補償計算。在實(shí)際工程中，遇到氣體zui多的是天然氣流量補償計算、飽和蒸汽流量補償計算和空氣流量補償計算，下面以工程應用實(shí)例給予介紹，其它氣體流量補償計算可以參照本實(shí)例。
在DCS系統中，一般都有的溫壓補償功能模塊，工程人員完成相關(guān)參數的設置和回路連接即可。不論是差壓式流量計（孔板、噴嘴、阿牛巴、文丘里等），還是容積式流量計（旋渦、電磁等），在DCS工程實(shí)施中，其流量都可以進(jìn)行補償計算。
一、 天然氣流量補償計算
在以天然氣為原料的化工裝置中，天然氣流量均需要進(jìn)行溫壓補償和分子量補償。例如：以長(cháng)慶油田天然氣為原料的某甲醇廠(chǎng)，在DCS系統控制方案設計時(shí)，我們看看工程對天然氣流量進(jìn)行溫壓補償和分子量補償的方案設計情況。由用戶(hù)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，入轉化爐天然氣體積流量顯示（孔板設計為0℃時(shí)的天然氣標準體積流量），刻度范圍0.0～50000.0 NM3/H
2、FL0202：數據設定單元，入轉化爐天然氣實(shí)際平均分子量手動(dòng)設定（SP=16.9191），刻度范圍：0.00～20.00。
計算方法：平均分子量M（天）=各氣體組分的分子量*各氣體組分的百分數相加
實(shí)例推算：根據用戶(hù)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，入轉化爐天然氣溫度顯示， 0.00～200.00℃。
4、PI102：指示單元，入轉化爐天然氣壓力顯示，0.00～6.00Mpa。
5、FX203A：溫壓補償運算單元，天然氣流量溫壓補償計算。
l 儀表刻度范圍： 0.0～50000.0 NM3/H
l 補償溫度：TI1507.PV，設計Tb=132℃
l 補償壓力：PI102.PV，設計Pb=4.3Mpa（絕壓）
溫壓補償公式：
F-------補償后流量，即FX203A.PV
f-------補償前流量，即FI400.PV
P------測量壓力（表壓），即PI102.PV
Pb-----設計壓力（基準壓力）（絕壓），設計Pb=4.3Mpa（絕壓）
T------測量溫度，即TI1507.PV
Tb----設計溫度（基準溫度），設計Tb=132℃
P0-----大氣壓，P0=0.101325Mpa
所以：
6、FX203B：計算單元，把0℃天然氣標準體積流量換算成20℃的標準體積流量。
l FX203A儀表刻度范圍： 0.0～50000.0 NM3/H（0℃標準體積流量）
l FX203B儀表刻度范圍： 0.0～50000.0 NM3/H（20℃標準體積流量）
由于：
--------大氣壓，0.101325Mpa
-------0℃時(shí)的體積流量，即FX203A.PV
-------0℃時(shí)的溫度，273.15K
P-------大氣壓，0.101325Mpa
V------20℃時(shí)的體積流量，即FX203B.PV
T------20℃時(shí)的溫度，T=293.15K
所以有：
7、FI400A：計算單元，把入轉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）
計算方法：
質(zhì)量流量（T/H）= FI400A.PV
體積流量（NM3/H）= FX203A.PV （標準狀態(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：計算單元，入轉化爐天然氣質(zhì)量流量進(jìn)行分子量補償計算（0.00～42.00 T/H）。
計算方法：
A、體積流量分子量補償公式：補償后體積流量=補償前體積流量
B、質(zhì)量流量分子量或密度補償公式：
補償后質(zhì)量流量=補償前質(zhì)量流量（或）
分子量補償后質(zhì)量流量（T/H）= FX0203.PV
分子量補償前質(zhì)量流量（T/H）= FI400A.PV
M天= FL0202.SP（實(shí)際平均分子量）
M設= 17（FT400孔板設計平均分子量）
采用上面公式B，得：
9、FRCA1：PID調節單元，入轉化爐天然氣流量調節器。
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(kāi)閥）
二、 蒸汽流量補償計算
在絕大多數工廠(chǎng)都有蒸汽，一般對主要蒸汽、計量蒸汽和控制蒸汽均需要進(jìn)行流量溫壓補償。例如：某廠(chǎng)的中壓蒸汽流量控制，在DCS系統控制方案設計時(shí)，我們看看工程對中壓蒸汽流量進(jìn)行溫壓補償的方案設計情況。
1、FI0002：指示單元，入轉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：溫壓補償運算單元，進(jìn)轉化爐中壓蒸汽流量溫壓補償計算。
l 儀表刻度范圍： 0.00～150.00T/H
l 補償溫度：TI0002.PV，設計Tb=320℃
l 補償壓力：PI0013.PV，設計Pb=4.0Mpa（絕壓）
溫壓補償公式：
F-------補償后流量，即FX0208.PV
f-------補償前流量，即FI0002.PV
P------測量壓力（表壓Mpa），即PI0013.PV
Pb-----設計壓力（基準壓力）（絕壓），設計Pb=4.0Mpa
T------測量溫度，即TI0002.PV
Tb----設計溫度（基準溫度），設計Tb=320℃
P0-----大氣壓，P0=0.101325Mpa
所以：
5、FRCA2：PID調節單元，入轉化爐中壓蒸汽流量調節器。
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）
調節器的輸出OP增加，閥門(mén)開(kāi)打；反之，閥門(mén)關(guān)小。
6、XC0002：FRCA2調節器的輸出經(jīng)過(guò)反相器再到調節閥（0.00～100.00 %）。
XC0002.OP=100.00 - FRCA2.OP
三、 空氣流量補償計算
空氣是zui常見(jiàn)的氣體之一，許多場(chǎng)合需要對空氣進(jìn)行流量溫壓補償。例如：某廠(chǎng)的工藝空氣流量控制，在DCS系統控制方案設計時(shí)，我們看看工程對工藝空氣流量進(jìn)行溫壓補償的方案設計情況。
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：溫壓補償運算單元，二段爐空氣流量溫壓補償計算，并把0℃標準體積流量換算成質(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 補償溫度：TI003A.PV，設計Tb=181℃
l 補償壓力：PI003A.PV，設計Pb=3.6Mpa（絕壓）
溫壓補償公式：
F-------補償后流量，即FX0402.PV
f-------補償前流量，即FI0003.PV
P------測量壓力（表壓），即PI003A.PV
Pb-----設計壓力（基準壓力）（絕壓），設計Pb=3.6Mpa（絕壓）
T------測量溫度，即TI003A.PV
Tb----設計溫度（基準溫度），設計Tb=181℃
P0-----大氣壓，P0=0.101325Mpa
所以：
5、FIC003：PID調節單元，工藝空氣流量調節器。
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調節器的輸出經(jīng)過(guò)反相器再到調節閥（0.00～100.00 %）。
XC0003.OP=100.00 – FIC003.OP
四、 由DCS軟件組態(tài)實(shí)現的安全措施：
為了保證DCS控制方案設計科學(xué)合理，根據實(shí)際經(jīng)驗，在DCS軟件組態(tài)時(shí)，對參加溫壓補償計算的一次儀表均要設置正常工藝操作上下限報警值（HI、LO）、變化率報警值VL、輸入斷線(xiàn)報警值IOP，對PID調節器均要設置偏差報警值DV，目的是對一次儀表和主要調節器的故障和錯誤信息進(jìn)行判斷、識別，采取相應的安全保護措施，如輸入開(kāi)路、測量變化率大、輸入信號越限、偏差報警等現象發(fā)生時(shí)，調節系統切回手動(dòng)狀態(tài)，并報警提醒操作人員。例如：
a） 當FI400、TI1507、PI102之一IOP（輸入開(kāi)路）時(shí)，FRCA1變?yōu)槭謩?dòng)；
b） 當FI400、TI1507、PI102之一HI，或LO、或VL報警時(shí)，FRCA1變?yōu)槭謩?dòng)；
c） 當FRCA1偏差±DV報警時(shí)，FRCA1變?yōu)镸AN（手動(dòng)）；
d） FRCA1在手動(dòng)MAN時(shí)，相應的調節器會(huì )自動(dòng)跟蹤，即：FRCA1.SP= FRCA1.PV；
e） 對天然氣的流量溫壓補償，為了避免一次儀表故障導致流量測量錯誤，通過(guò)設計邏輯控制策略，采取間斷性溫壓補償方式，即：當參與校正的溫度、壓力測量值正常時(shí)，5秒鐘一刷新；異常（HI、或LO、或VL、或IOP）時(shí)，保持上一周期的數據，停止數據采集，流量校正采用前一次采集的數據進(jìn)行校正，當該儀表正常后，又恢復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(gè)控制系統誤動(dòng)作而造成事故。
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