昆山科爾源儀器儀表有限公司
會(huì)員1.png)
昆山科爾源儀器儀表有限公司
暫無(wú)信息 |
閱讀：8發(fā)布時(shí)間：2025-7-4
1 引言
蒸汽是使用廣泛的載熱工質(zhì)，是重要的二次能源，蒸汽流量的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)節(jié)省能源、提高經(jīng)濟(jì)效益等方面都有重要意義。目前，用于蒸汽測(cè)量的流量?jī)x表主要有渦街流量計(jì)、差壓式（孔板、均速管、彎管）流量計(jì)、分流旋翼式流量計(jì)等，這里主要討論渦街流量計(jì)。
2 蒸汽測(cè)量
蒸汽流量測(cè)量方法按工作原理細(xì)分，可分為直接式質(zhì)量流量計(jì)和推導(dǎo)式（也稱間接式）質(zhì)量流量計(jì)兩大類。前者直接檢測(cè)與質(zhì)量流量成函數(shù)關(guān)系的變量求得質(zhì)量流量；后者用體積流量計(jì)和其它變量測(cè)量?jī)x表，或兩種不同測(cè)量原理的流量計(jì)組合成的儀表，經(jīng)計(jì)算求得質(zhì)量流量。
現(xiàn)在廣泛使用的蒸汽質(zhì)量流量計(jì)絕大多數(shù)仍為推導(dǎo)式，其中，渦街流量計(jì)就是推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)。
渦街流量計(jì)測(cè)量質(zhì)量流量的表達(dá)式為：
（1）
式中：qm――質(zhì)量流量，kg/h；
f ―― 渦街流量計(jì)輸出頻率，P/s；
Kt―― 工作狀態(tài)下的流量系數(shù)，P/L；
ρf ――流體密度，kg/m3。
由表達(dá)式可見(jiàn)，工程上普遍使用的推導(dǎo)式蒸汽質(zhì)量流量測(cè)量系統(tǒng)，關(guān)鍵是求取蒸汽密度，而該值可根據(jù)溫度、壓力通過(guò)查密度表求取。
由于蒸汽分為飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽，對(duì)于過(guò)熱蒸汽要進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償，對(duì)于真正意義上的飽和蒸汽只需進(jìn)行溫度或壓力補(bǔ)償既可，下面進(jìn)行討論。
2.1 過(guò)熱蒸汽
在實(shí)際測(cè)量時(shí)，由于工況變化，飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽都有可能偏離原來(lái)的設(shè)計(jì)狀態(tài)，就使得通常由蒸汽溫度、壓力求取其密度的關(guān)系發(fā)生變化，對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性造成影響，當(dāng)過(guò)熱蒸汽在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離輸送后，或由于管道保溫措施不當(dāng)，往往會(huì)因?yàn)闊崃繐p失溫度降低使其從過(guò)熱狀態(tài)進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)，甚至部分蒸汽冷凝出現(xiàn)相變而變成水滴。這些水滴對(duì)流量測(cè)量結(jié)果究竟有多大影響，下面舉例說(shuō)明。
有一常用壓力為1.0MPa 的過(guò)熱蒸汽，其流量為qm，假設(shè)經(jīng)長(zhǎng)距離輸送后有10% qm冷凝成水滴，令其為qm1而保持氣態(tài)的部分為qms，從定義知，此時(shí)濕蒸汽的干度為：
（2）
由于采用溫壓補(bǔ)償，故依臨界飽和狀態(tài)查表，得到此時(shí)的蒸汽（干部分）密度ρs=5.6808kg/m3，查水密度表知此時(shí)水滴的密度ρL=882.47kg/m3，顯然水滴與蒸汽干部分的體積流量為：
qv1=qm1/ρ1 （3）
qvs=qms/ρ （4）
式中：qv1―― 水滴的體積流量，m3/s；
qvs―― 蒸汽干部分的體積流量，m3/s。
由定義知，蒸汽干部分體積流量占濕蒸汽總體積流量qv之比Rv為：
（5）
因?yàn)?/p>
（6）
所以
（7）
在該例中，Rv=99.93% ，由此可見(jiàn)，在濕蒸汽中，水滴所占的體積比可忽略不計(jì)。
渦街流量計(jì)的輸出僅與流過(guò)測(cè)量管的流體流速成正比，在測(cè)濕飽和蒸汽時(shí)，水滴對(duì)渦街流量計(jì)輸出的影響可忽略，故可以認(rèn)為，渦街流量計(jì)的輸出是由濕飽和蒸汽的干部分所引起，而干部分的密度，無(wú)論是壓力補(bǔ)償或溫度補(bǔ)償，都可較精確查出。
蒸汽計(jì)量時(shí)如果雙方約定按蒸汽干部分結(jié)算費(fèi)用，冷凝水不收費(fèi)，則在本例中相變對(duì)測(cè)量的影響微不足道，可以忽略；如果冷凝水也按照蒸汽一樣收費(fèi)，則渦街流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果偏低1-X。
2.2 飽和蒸汽
當(dāng)渦街流量計(jì)安裝在減壓閥后，飽和蒸汽突然較大幅度減壓，流體出現(xiàn)絕熱膨脹，水滴部分蒸發(fā)，同時(shí)從液相和氣相中吸收汽化熱，使汽液相溫度降低。如果溫度降低得不多或蒸發(fā)前濕度較高，會(huì)使溫度迅速降低到與新的壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，建立新的平衡。這時(shí)蒸汽仍為飽和蒸汽，如果壓力降低得很多或蒸發(fā)前濕度較低，則因水滴蒸發(fā)而使溫度降低后仍高于新的壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，則蒸汽變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽。
上述蒸發(fā)發(fā)生后，前一種對(duì)補(bǔ)償無(wú)影響，僅僅是蒸汽中的干部分增加，干度相應(yīng)增大，后一種情況即飽和蒸汽變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，這時(shí)對(duì)流量計(jì)的影響分以下三種情況：
（1）設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到蒸汽變?yōu)檫^(guò)熱狀態(tài)，或處于何種狀態(tài)難以確定，或有時(shí)是過(guò)熱狀態(tài)有時(shí)是飽和狀態(tài)，所以采用溫壓補(bǔ)償，則上述相變對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響。
（2）設(shè)計(jì)時(shí)按飽和蒸汽考慮，而且采用壓力補(bǔ)償，則上述相變將帶來(lái)較小的誤差，即過(guò)熱蒸汽溫度同飽和溫度之差所對(duì)應(yīng)的密度差造成的補(bǔ)償誤差。
（3）設(shè)計(jì)時(shí)按飽和蒸汽考慮，但采用溫度補(bǔ)償，即將過(guò)熱蒸汽溫度當(dāng)作飽和溫度去查密度表，一般會(huì)引起較大誤差。
如某化工廠鍋爐房供飽和蒸汽，并根據(jù)各用戶中蒸汽壓力要求值的一個(gè)決定鍋爐供汽壓力為1.0MPa，多數(shù)用戶在蒸汽總管進(jìn)裝置時(shí)先經(jīng)減壓閥減壓?，F(xiàn)從圖1所示的一個(gè)實(shí)例著手進(jìn)行分析。
用作進(jìn)入裝置蒸汽計(jì)量的渦街流量計(jì)安裝在減壓（穩(wěn)壓）閥之后。原設(shè)計(jì)按飽和蒸汽考慮，采用溫度補(bǔ)償。經(jīng)減壓，蒸汽總管帶入的水滴蒸發(fā)完后氣溫仍高于飽和溫度，呈過(guò)熱狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)如圖1所示。這時(shí)流量二次表按照所測(cè)量到的溫度t2=162.4℃查飽和蒸汽密度表，得ρ2=3.4528kg/m3，而按照t2和P2兩個(gè)測(cè)量值查過(guò)熱蒸汽密度表，得密度ρ′2=2.6897kg/m3，所以質(zhì)量流量計(jì)結(jié)果出現(xiàn)28.37% 的誤差，即：
（8）
在本例中，如果采用壓力補(bǔ)償，則根據(jù)P2=0.42MPa的信號(hào)查飽和蒸汽密度表，應(yīng)得到ρ''2=2.7761kg/m3，則補(bǔ)償誤差為：
（9）
解決以上問(wèn)題有以下3種方法。
（1）將總蒸汽流量計(jì)安裝在減壓閥前，由于上述蒸汽未經(jīng)減壓，不存在相變問(wèn)題，所以將流量計(jì)安裝在減壓閥之前，按飽和蒸汽補(bǔ)償方法處理，可保證測(cè)量精度。
（2）如果流量計(jì)只能安裝在減壓閥后面，則可增裝一臺(tái)壓力變送器，進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。
（3）如果減壓閥的穩(wěn)定性能較好，可將流量計(jì)上游壓力值作為一個(gè)恒定值設(shè)置到二次表內(nèi)，進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償。
商鋪：http://www.ovololi.cn/st85071/
主營(yíng)產(chǎn)品：渦街流量計(jì) , 電磁流量計(jì) , 渦輪流量計(jì) , 來(lái)圖加工定制 , OEM傳感器加工
儀表網(wǎng) 設(shè)計(jì)制作，未經(jīng)允許翻錄必究 .? ? ?
請(qǐng)輸入賬號(hào)
請(qǐng)輸入密碼
請(qǐng)輸驗(yàn)證碼
請(qǐng)輸入你感興趣的產(chǎn)品
請(qǐng)簡(jiǎn)單描述您的需求
請(qǐng)選擇省份