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蒸汽是使用廣泛的載熱工質(zhì)，是重要的二次能源，其廣泛應(yīng)用于電力、冶煉、鋼鐵、汽車、紡織印染、化纖、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。作為各行業(yè)的重要能源，蒸汽流量的準(zhǔn)確測量對節(jié)省能源提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等方面有著重要的意義。
    蒸汽受溫度和壓力變化影響分為飽和蒸汽和過熱蒸汽，其流量的測量受蒸汽密度影響比較大，故在測量蒸汽流量時需要進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償（飽和蒸汽可對溫度或壓力進(jìn)行單一補(bǔ)償）。
    目前，用于蒸汽流量測量的流量儀表主要有渦街流量計和差壓式流量計。由于差壓式流量計壓損大、維護(hù)量大、精度等級低等逐漸被用戶淘汰，相比較而言用渦街流量計測量蒸汽流量優(yōu)勢明顯。

飽和蒸汽計量系統(tǒng)

    未經(jīng)過熱處理的蒸汽稱為飽和蒸汽。它是無色、無味、不能燃燒又無腐蝕性的氣體。飽和蒸汽中液滴或液霧的含量反映了蒸汽的質(zhì)量，一般用干度這一參數(shù)來表示。蒸汽的干度是指單位體積飽和蒸汽中干蒸汽所占的百分?jǐn)?shù)。
飽和蒸汽計量系統(tǒng)有如下特點(diǎn) ：

①飽和蒸汽的溫度與壓力之間一一對應(yīng)，二者之間只有一個獨(dú)立變量。
②飽和蒸汽容易凝結(jié)，在傳輸過程中如有熱量損失，并導(dǎo)致溫度與壓力的降低。嚴(yán)格來說，飽和蒸汽或多或少都含有液滴或液霧的雙相流體，所以，不同狀態(tài)下不能用同一氣體狀態(tài)方程式來描述。
③準(zhǔn)確計量飽和蒸汽流量比較困難，因?yàn)轱柡驼羝母啥入y以保證，一般流量計都不能準(zhǔn)確檢測雙相流體的流量，蒸汽壓力波動將引起蒸汽密度的變化，流量計示值產(chǎn)生附加誤差。所以在蒸汽計量中，必須設(shè)法保持測量點(diǎn)處蒸汽的干度以滿足要求，必要時還應(yīng)采取補(bǔ)償措施，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測量。

飽和蒸汽計量系統(tǒng)安裝示意圖

飽和蒸汽計量系統(tǒng)安裝示意圖一（壓力溫度雙補(bǔ)償）

飽和蒸汽計量系統(tǒng)安裝示意圖一（壓力補(bǔ)償）

渦街流量計+溫度傳感器+壓力傳感器 現(xiàn)場安裝圖

過熱蒸汽計量系統(tǒng)

    過熱蒸汽是比較特殊的介質(zhì)，一般情況下所說的蒸汽是指過熱蒸汽。過熱蒸汽是常見的動力能源，常用來帶動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)或離心式壓縮機(jī)工作。過熱蒸汽是由飽和蒸汽加熱升溫獲得，其中絕不含液滴或液霧，屬于實(shí)際氣體。過熱蒸汽的溫度與壓力參數(shù)是兩個獨(dú)立參數(shù)，其密度應(yīng)由這兩個參數(shù)決定。可由過熱蒸汽密度表查得。過熱蒸汽在經(jīng)過長距離輸送后，隨著工況(如溫度、壓力等)的變化，特別是在過熱度不高的情況下，會因?yàn)闊崃繐p失溫度降低而使其從過熱狀態(tài)進(jìn)入飽和或過飽和狀態(tài)，轉(zhuǎn)變成為飽和蒸汽或帶有水滴的過飽和蒸汽。飽和蒸汽突然大幅度減壓，液體出現(xiàn)絕熱膨脹時也會轉(zhuǎn)變成為過熱蒸汽，這樣就形成汽液兩相流介質(zhì)。

過熱蒸汽計量系統(tǒng)安裝示意圖

過熱蒸汽計量系統(tǒng)安裝示意圖一（孔板流量計+溫度壓力補(bǔ)償型）

過熱蒸汽計量系統(tǒng)安裝示意圖一（高溫渦街流量計+溫度壓力補(bǔ)償型）

測量的分析

     目前使用流量儀表測量蒸汽流量，測量介質(zhì)都是指單相的過熱蒸汽或飽和蒸汽。對于相流經(jīng)常變化的蒸汽，肯定會存在測量不準(zhǔn)確的問題。這個問題的解決方法是保持蒸汽的過熱度，盡量減少蒸汽的含水量，例如加強(qiáng)蒸汽管道的保溫措施，減少蒸汽的壓力損失等，以提高蒸汽測量的準(zhǔn)確度。然而這些方法并不能*解決蒸汽流量測量不準(zhǔn)確的問題，解決這一問題的根本辦法是開發(fā)一種可測兩相流動介質(zhì)的流量儀表。
   當(dāng)蒸汽的工作狀態(tài)偏離設(shè)計狀態(tài)，流量示值將產(chǎn)生誤差。對流量測量也產(chǎn)生影響，所以蒸汽流量的測量需要采取補(bǔ)償措施，并且因蒸汽的狀態(tài)變化補(bǔ)償因素也比較復(fù)雜。過熱蒸汽的密度由蒸汽的溫度、壓力兩個參數(shù)決定，而且在參數(shù)的不同范圍內(nèi)，密度的表達(dá)形式也不相同，無法用同一通式表示，所以不能獲得統(tǒng)一的密度計算公式，只能個別推導(dǎo)求得溫度、壓力補(bǔ)償公式。在溫度、壓力波動范圍較大的場合，除進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償外，還需要考慮對氣體膨脹系數(shù)的補(bǔ)償。
 無論采用何種流量計檢測飽和蒸汽的流量，在蒸汽壓力波動的條件下工作，必須采取壓力補(bǔ)償措施，這是因?yàn)樵诹髁糠匠讨?，都含有蒸汽密度的因素，工作條件與設(shè)計條件不一致時，讀數(shù)會產(chǎn)生誤差，誤差的大小和工作壓力與設(shè)計壓力偏差的大小有關(guān)，P實(shí)>P設(shè)將出現(xiàn)負(fù)誤差，否則將出現(xiàn)正誤差。蒸汽的干度條件是關(guān)系到能否準(zhǔn)確計量蒸汽流量的重要條件，目前正在研制在線蒸汽干度檢測儀表，待干度儀表應(yīng)用于蒸汽流量計量與補(bǔ)償系統(tǒng)，必將進(jìn)一步提高計量的準(zhǔn)確性。目前應(yīng)采取以下三項(xiàng)措施：

(1)輸送蒸汽的管路必須有良好的保溫措施防止熱量損失。

(2)在蒸汽管路上要逐段疏水，在管道的低處及儀表前的管道上應(yīng)設(shè)置疏水器，及時排出冷凝水。

(3)鍋爐操作中應(yīng)避免出現(xiàn)汽包液位過高現(xiàn)象，盡量減少負(fù)荷出現(xiàn)大的波動。

飽和蒸汽流量儀表的選型對比

    目前，工業(yè)用流量儀表種類多達(dá)60余種，主要有渦街流量計、差壓式(孔板、均速管、彎管)流量計、分流旋翼式流量計、阿牛巴流量計、浮子式流量計等。而歷*還沒有一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量儀表，任何流量儀表都有它特定的適用性，也有其局限性。如果流量儀表選擇不當(dāng)，流量肯定測量不準(zhǔn)。但流量測量是一種復(fù)雜的技術(shù)，而流量儀表種類繁多，即使針對某一確定的應(yīng)用，選擇一款合適的流量儀表也就變成一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，需要在做出終選擇之前仔細(xì)而深入地考慮和權(quán)衡許多與測量問題有關(guān)的因素。因此，儀表的正確選型是儀表正常使用的關(guān)鍵，實(shí)際應(yīng)用中，太多的故障是由于儀表的選型不合理造成的，詳細(xì)了解現(xiàn)場應(yīng)用的工況條件及介質(zhì)參數(shù)，選擇合適的壓力，溫度，防護(hù)，防爆等級及材質(zhì)，結(jié)構(gòu)方式，以保證儀表能運(yùn)行狀態(tài)。

    蒸汽計量在選擇流量儀表時應(yīng)考慮5個主要因素：測量方法、性能要求和儀表規(guī)范、被測流體特性、環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)條件(購置費(fèi)用、安裝費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、校驗(yàn)費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用)。在我們的實(shí)際工作中，無論工礦企業(yè)上是用于生產(chǎn)的集中供熱工作中，使用多的是孔板式(噴嘴式)流量計和渦街流量計，在此以這兩種流量計為例加以比較說明：

差壓式流量計

差壓式流量計是由安裝于管道中的流量檢測件(即產(chǎn)生差壓裝置，簡稱一次儀表)產(chǎn)生的差壓，已知的流體條件和一次儀表與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表，由差壓裝置、引壓管和差壓計三部分組成。這種以孔板流量計為代表的差壓式流量計應(yīng)用歷史悠久、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，應(yīng)用十分普遍，可不必實(shí)流標(biāo)定、差壓顯示儀表的標(biāo)準(zhǔn)化以及系列化和通用化程度高、理論精度高、應(yīng)用范圍廣和適應(yīng)性強(qiáng)、初始投資費(fèi)用低。但經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)孔板流量計也存在不足：

①應(yīng)用中許多因素(設(shè)計參數(shù)與工況參數(shù)不符，上游直管段長度不足，孔板和管道不同心，孔板A面受污，銳角磨損等)對其測量精度有非常大的影響，使其測量誤差增大，致使度降低。特別是要經(jīng)常對差壓變松器進(jìn)行校驗(yàn)，以保證零點(diǎn)的準(zhǔn)確，并經(jīng)常對三通閥門進(jìn)行檢查，防止發(fā)生堵塞而導(dǎo)致的計量失準(zhǔn)。
 ②安裝工程量大，較為麻煩，且要求高，需經(jīng)常維護(hù)及拆洗的工作量較大。
 ③需配差壓變送器使用，增加了維護(hù)的工作量，另需敷設(shè)導(dǎo)壓管，且在冬季需對導(dǎo)壓管進(jìn)行保溫，不可以安裝在室外。
 ④流量量程比為1∶3～1∶4范圍度低，對小流量的測量困難，流量范圍窄。
 ⑤壓力損失較大，刻度非線性，運(yùn)行費(fèi)用高。