提高蒸汽流量计量准确性的思考

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1、提高蒸汽流量计量准确性的思考摘要：蒸汽流量的计量是流量计量的难点。阐述了蒸汽流量计量的特点，指出了影响蒸汽流量计量的主要问题，并提出了提高蒸汽流量计量准确性的对策建议。　　关键词：流量计量；蒸汽；准确性　　　　1蒸汽流量计量的特点　　　　1.1饱和蒸汽流量计量中的“两相流”　　当前，用户基本上都使用饱和蒸汽，通常用干度(指饱和蒸汽中的含水量多少)来衡量饱和蒸汽的质量好坏。最好的是干饱和蒸汽，一般称为过热饱和蒸汽，其含水量可忽略不计；干度差的称湿饱和蒸汽，含水量最多可达30%，这就存在着饱和蒸汽的“两相流”问

2、题。因为任何蒸汽计量仪表在计算饱和蒸汽流量时所用的设计压力下的蒸汽密度值都采用其干度X=1时的数值，也就是干蒸汽的数值；同时，湿蒸汽因含有密度比干蒸汽大数百倍的液体水粒，在管道中流动时其速度要比干蒸汽小，这样所测得的差压值就低了，反映在仪表读数、记录上就存在着密度和流速受干度影响所带来的叠加性的双重负误差，并造成湿饱和蒸汽计量难度。　　1.2蒸汽流量计量中的蒸汽密度补偿　　计量饱和蒸汽或过热蒸汽常用质量流量，单位为kg/h或t/h。质量流量大小与蒸汽的密度有关，而蒸汽的密度又直接受蒸汽的压力及温度影响。在蒸

3、汽计量过程中，随着蒸汽压力及温度不断变化，密度也随着变化，使质量流量也随着变化。如果计量仪表不能跟踪这种变化，势必造成计量误差。在蒸汽计量过程中，一般都是通过压力及温度传感器跟踪蒸汽压力及温度变化来达到密度补偿目的。饱和蒸汽的密度变化与其压力或温度成正比关系，因而单独通过测压力或测温度都可以对饱和蒸汽进行密度补偿。过热蒸汽的密度与其压力、温度成函数关系，而不是正比关系。过热蒸汽的密度补偿必须同时测其压力和温度。现代蒸汽流量计都具有白动密度补偿。　　1.3蒸汽流量计量中的高温高压问题　　高温高压是蒸汽计量又一

4、显著特点，它造成大多数流量计量仪表难以适应，因而可供蒸汽计量的仪表种类不多。例如大型热电厂输送的过热蒸汽，有的高达500℃以上，压力高达10MPa以上。使用蒸汽计量仪表首先要考虑耐高温、高压，而且要求有良好的稳定性、可靠性、密封性。一般都请厂家专门设计制造，并留有相当的余地，以确保安全可靠运行。　　　　2影响蒸汽流量计量的主要问题　　　　当前，在国内关于蒸汽测量方面存在不少误区，很多用户往往认为购买了高品质的流量计就可以得到准确的计量结果。蒸汽的计量不同于其它流体如水、空气等介质，在实际测量中影响其精确测量

5、的因素较多，经常会出现流量计本身检定合格，而实际却感觉计量“不准”的现象。影响蒸汽流量准确计量的因素主要有以下六个方面。　　(1)量程比不足。量程比是指一个流量计能确保给定的精度和再现性的范围内，所能测量的最大流量和最小流量之比。但涉及量程比时我们必须小心，因为量程比是基于实际的流速，蒸汽系统一般的最大允许速度为35m/s，更高的流动速度会引起系统的冲蚀和噪音。而不同的流量计允许的最低流速是不同的，一般涡街流量计所能测量的最低蒸汽流速为2.8m/s，对于量程比不足的情况，应采用大量程比的流量计（Gilflo

6、ILVA流量计的最低允许流速为0.6m/s，最大量程比可达100：1）或选择多个流量计并联。　　(2)上下游直管段不足。对于传统的涡街或孔板流量计，其前后安装直管段要求分别约为20D和5D。如果上下游直管段不足，则会导致流体未充分发展，存在旋涡和流速分布剖面畸变。流速剖面畸变通常由管道局部阻碍（如阀门）或弯管所造成，而旋涡普遍是由两个或两个以上空间（立体）弯管所引起的。上下游直管段不足可以通过安装流动调整器来调整，最简单有效的办法是采用对上下游直管段要求较低的流量计。　　(3)蒸汽的密度补偿不正确。为了正确

7、计量蒸汽的质量流量，必须考虑蒸汽压力和温度的变化，即蒸汽密度补偿。不同类型的流量计受密度变化影响的方式不同。涡街流量计的信号输出只和流速有关，而和介质的密度、压力和温度无关，差压式流量计其质量流量与流量计的几何外型、差压平方根和密度平方根有关。①补偿精确度的差异。测温对补偿精确度影响较大。如采用相同精度等级的温度和压力感应器，测温误差引起的密度差异要大于测压误差。②压力测量影响因素。在蒸汽压力的测量中，由于引压管内冷凝水的重力作用会使压力变送器测量到的压力同蒸汽压力之间出现一定的差值。测压误差如果不予以校正

8、，则会影响蒸汽密度的计算，引起流量计量的误差。对于上述现象，可在二次表（流量计算机内）进行零点迁移，既简单又准确。③温度测量影响因素。从流量计现场使用的情况来看，温度测量误差除了测温元件的固有误差之外，还同安装的不规范有关。　　(4)蒸汽干度的影响。目前，用于测量蒸汽流量的流量计大部分为体积流量计，首先测得体积流量，然后通过蒸汽的密度计算质量流量，也就是假定蒸汽为完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，如果不考虑蒸汽干