你好,欢迎访问 中国计量测控网(http://www.jlck.cn/) | 登录 | 注册

供热过程热量测量不确定度评定

2014/11/13 19:29:43  来源:计测网通讯员 
字号: 13号字 16号字

  摘 要:本文描述了供热过程热量测量不确定度评定方法。此方法以国家计量技术规范JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》为基础,为供热过程热量测量不确定度做出评定。推导了P参量和t参量焓灵敏系数,并通过实例验证了评定方法的实用性。

  热量测量在供热贸易结算中具有相当重要的作用。在供热系统中,热量测量对于系统监控、供热调度也是一项重要技术环节。热量测量的准确程度直接关系到热能的充分利用,因此,热量测量一直受到人们关注。基本误差计算因测量方法不同而没有形成统一的测量不确定度分析方法。因而,有必要提出按JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》实施的热量测量不确定度分析方法,评定和表示热量测量系统(热量计、热能计)的准确程度。

  一、供热过程热量测量描述

  热量测量主要依据公式

  式中:Q为瞬时热量;h为热水比焓;F为热水流量;T为热力学温度;Cv为定容比热。

  供热过程中,通过对管道中流过的热水的流量、压力、温度值进行测量,确定出压力、温度后,在子区域1内利用有关正则函数和导出函数[1]计算确定出热水比焓h或定容比热cv。再将确定的流量值F以及h或cv代入式(1)或式(2)中即可得出瞬时热量值Q。本文仅对依据式(1)的热量测量进行分析。

  在子区域内,有关热水比焓的导出函数子公式为

  式中:PC1为临界点压力22·12MPa;VC1为临界点比容0·00317m3/kg。

  式(4)中根据IFC(国际公式化委员会)的规定对比态温度Θ=t/TC1;对比态压力β=P/PC1;P—管道中热水压力(MPa);t—管道中热水温度(℃);TC1—临界点温度647·3K。导出常数如下:

  二、测量不确定度分析

  1·数学模型

  一般来说,我国的区域供热可用公式

  式中:Q为瞬时热量(MJ/h);Fr为回水质量流量(kg/h);hc为补水热比焓(MJ/kg);Fs为供水质量流量(kg/h);hs为供水热比焓(MJ/kg);hR为回水热比焓(MJ/kg)。

  计算瞬时热量用公式

来表示瞬时热量测量的基本误差。

  式中,δQ为瞬时热量测量基本误差;U95为瞬时热量测量扩展不确定度;QSPAN为实际瞬时热量上限值。

  式(5)中输入变量Xi分别定义见表1

  因瞬时供热量上多元变量F、P、t的复合函数,其合成不确定度Uc(Q)可由下式得出

  式中,u2(xi)为xi变量的标准不确定度。其变量的灵敏系数(不确定度传播律)为

  2·不确定度来源

  (1)压力测量不确定度

  压力测量不确定度包括Ps参量、Pr参量和Pc参量不确定度u(x2)、u(x5)和u(x7)。P参量测量不确定度来源主要包括压力标准器传递误差、压力变送器基本误差、压力变送器温度影响、温度变送器环境影响、二次仪表基本误差和二次仪表温度影响。

  (2)温度测量不确定度

  温度测量不确定度包括ts参量、tr参量和tc参量不确定度u(x3)、u(x6)和u(x8)。t参量测量不确定度来源主要包括温度标准器传递误差、铂电阻测温误差、变送器基本误差、温度变送器环境影响、二次仪表基本误差和二次仪表温度影响。

  (3)流量测量不确定度

  流量测量不确定度包括Fs参量和Fc参量不确定度u(x1)和u(x4)。其主要测量不确定度来源为标准流量装置测量不确定度、流量计测量基本误差、流量计环境影响(包括安装位置)、体积流量与质量流量转换误差、二次仪表基本误差和二次仪表温度影响。

  3·合成不确定度

  设供热过程参与测量的各参数Xi彼此独立,其合成不确定度为

  上述测量不确定度的取值主要取自于检定证书给出的准确度、测量基本误差以及仪表说明书规定的指标,置信概率依经验或实际情况而定。一般说来,若上述B类不确定度按均匀分布考虑,置信概率P=0·95,则各不确定度来源的自由度υi=50(i=1~8)。因此,有效自由度为

  4·扩展不确定度

  给定供热过程热量测量的置信概率P95,根据νeff值查t分布表可得扩展不确定度

  三、供热量测量不确定度实际评定

  热力公司某一区域供热管网中,参与热量测量的实际运行参数见表2,参与测量的各参量的标准不确定度见表3。

  根据式(7)可计算瞬时热量测量合成不确定度uc(Q)=1·6(MJ/h);有效自由度νeff=187;包含因子k95=t95(187)=1·96。因此,瞬时热量测量扩展不确定度U95=k95·uc(Q)=1·96×1·6=3·13(MJ/h)。根据实际运行数据得到的最大瞬时热量QSPAN=80·067(MJ/h)。该测量系统瞬时热量的基本误差为=3·9%。

  四、结论

  1·本文描述的实际供热过程瞬时热量测量不确定度评定方法,使评定热量测量不确程度统一到中华人民共和国国家计量技术规范JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。

  2·从以上描述和实际评定举例可见,本文提供的评定方法可用于供热过程热量测量不确定度的评定。测量不确定度来源考虑到仪表实际运行环境对测量所产生的影响。

  3·由于供热过程中瞬时热量测量手段多样化,各个参量测量选用的测量仪表、标准测量设备不确定度来源的分析无法提出统一的具体评估方法。本文提出的方法和评定举例仅供参考。

  参考文献

  [1]钟史明等编著·具有参数的水和水蒸汽性质参数手册·水利电力出版社,1987

  [2] JJF1059-1999测量不确定度评定与表示·中国计量出版社

  [3]“The IFC-1967 Formulation for Industrial Use”·Ussyed by TheInternational Formulation Committee of The 6th·Conterence onThe Properties of Steam(1967),New York,Asme

  [4] J·H·Keenan, F·Gkeyes, P·H·Hill&J·G·Moore: STEAM TA-BLES Themodynamic Droperties of water Include Vapor,Liquid,and Solid Phases(International System of Units- S·L), JohnWiley&Sons,Icn·,New York,1978

  本文作者:刘宝琦 关维琦 何 欣 钱 芸 凌子松 刘 芸(吉林省计量科学研究院,长春市130022)

【免责声明】本文仅代表作者个人观点,与中国计量测控网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以 及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

计测微信
前沿的计量测试资讯海量呈现,高端的计量测试技术权威发布。
service@jlck.cn
计测客户端下载
这里有计量领域最大的社交圈子,您可以在这里交流互动、拓展人脉、施展才华。iPhone
这里有计量领域最大的社交圈子,您可以在这里交流互动、拓展人脉、施展才华。Android

共有0参与评论,查看评论

用户名: 密码:


关于我们 | 广告业务 | 网站地图 | 网站导航 | 服务条款 | 版权所有 | 设为首页 | 加入收藏
Copyright © 2009 jlck.cn. All Rights Reserved 中国计量测控网 版权所有    
京ICP备09069416号-1   京公网安备110401021000079号   计测网客服:010-62453984
  邮编:100095   邮箱:liwei@jlck.cn   广告业务QQ:1329516046  客服QQ:568796035   投稿QQ:1606741657