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蒸汽涡街流量计在蒸汽介质中的应用

蒸汽涡街流量计蒸汽分为饱和蒸汽和过热蒸汽,一般来说,涡街流量计厂家会给出饱和、过热蒸汽质量流量范围表以供用户选型,以便确定口径大小。对于过热蒸汽要进行温度压力补偿,对于真正意义上的饱和蒸汽只需进行温度或压力补偿即可,在测量时根据温度压力查密度表以求得所需质量流量。在实际测量时由于工况变化,饱和蒸汽和过热蒸汽都有可能偏离原来的设计状态,就使得通常由蒸汽温度压力求取其密度的关系发生变化,对计量准确性造成影响。
1.过热蒸汽
在流量计算仪中可根据过热蒸汽的温度、压力查表得密度求取质量流量,但当过热蒸汽在经过长距离输送后,或由于管道保温措施不当,往往会因为热量损失温度降低使其从过热状态进入临界饱和状态,甚至部分蒸汽冷凝出现相变而变成水滴,这时成为湿饱和蒸汽(过饱各蒸汽)。
涡街流量计的输出仅与流过测量管的流体流速成正比,在测湿饱和蒸汽时,水滴对涡街流量计输出的影响可忽略不计,故可以认为涡街流量计的输出完全是由湿饱各蒸汽的干部分(饱和部分)所引起,而干部分的密度可根据压力补偿或温度补偿精确查出。蒸汽计量时如果双方约定按蒸汽干部分结算费用,冷凝水不收费,则相变对测量的影响微不足道,可以忽略;如果冷凝水也按照蒸汽一样收费,则涡街流量计的计量结果偏低。
2.湿饱和蒸汽
当涡街流量计安装在减压阀后,湿饱和蒸汽突然较大幅度减压,流体出现绝热膨胀,水滴部分蒸发,同时从液相和汽相中吸收汽化热,使汽液相温度降低,如果温度降低得不多或蒸发前湿度较高,会使温度迅速降低到与新的压力所对应的饱和温度,建立新的平衡,这时蒸汽仍为饱和蒸汽,如果压力降低得很多或蒸发前湿度较低,则因水滴蒸发而使温度降低后仍高于新的压力所对应的饱和温度,则蒸汽变为过热蒸汽。
上述蒸发发生后,前一种对补偿无影响,仅仅是蒸汽中的干部分增加,干度相应增大,后一种情况即湿饱和蒸汽变为过热蒸汽,这时对流量计的影响分如下三种情况:
(1)设计时已经考虑到蒸汽变为过热状态,或处于何种状态难以确定,或有时是过热状态有时是饱和状态,所以采用温压补偿,则上述相变对测量结果无影响。
(2)设计时按饱和蒸汽考虑,而且采用压力补偿,则上述相变将带来较小的误差,即过热蒸汽温度同饱和蒸汽温度之差所对应的密度差造成的补偿误差。
(3)设计时按饱和蒸汽考虑,但采用温度补偿,即将过热蒸汽温度当作饱和温度去查密度表,一般会引起较大误差。
解决以上问题有以下三种方法:
(1)将总蒸汽流量计安装在减压阀前,由于上述蒸汽未经减压,不存在相变问题,所以将流量计安装在减压阀之前,按饱和蒸汽补偿方法处理,可保证测量精确度。
(2)如果流量计只能安装在减压阀后面,则可增装1台压力变送器,进行温压补偿。
(3)如果减压阀的稳定性能较好,可将流量计上游压力值转一个恒定值设置到显示仪表内,进行温度压力补偿。

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