蒸汽流量测量若干问题的讨论

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1、蒸汽流量测量若干问题的讨论北京博思达新世纪测控技术有限公司王京安摘要：分析我国蒸汽流量计量现状，结合相关国家标准的制定动态，提出了采用ISA1932喷嘴配套流量计算机的宽量程高精度蒸汽流量计量解决方案。分析指出了目前节流装置在蒸汽流量计量中误差产生的原因。探讨了水蒸气密度补偿计算的准确计算方法。关键词：蒸汽；流量计量；ISA1932喷嘴；干度；密度补偿；宽量程1．问题的提出要提高能源管理水平，必须要有准确的计量。但是蒸汽（特别是湿蒸汽）的准确计量是长期以来困扰着流量测量工作者的老大难问题。其存在的问题：(1)我国现有蒸汽计量没有统一的标准，对仪

2、表系统不确定度不能做出权威性的评估，使贸易双方由于量差引起的矛盾难以解决。(2)仪表选型缺乏规范性的技术依据的指导，使仪表选型、安装、使用不合理或超测量范围使用造成测量的偏差过大。(3)饱和蒸汽由于其本身的物理特性，在输送过程中常常是以汽、水两相流出现（即饱和蒸汽的干度小于100%），目前的蒸汽计量没有对干度进行修正，使测量的准确度大为下降。(4)用户使用蒸汽是用所载之热能，而不是工质本身，所以用质量作为蒸汽结算单位不尽合理。2．《蒸汽流量测量方法》国家标准（制定中）涉及的几个主要问题2.1关于能量计量问题热能是一个状态参数，不同状态、等质量的

3、蒸汽含有的热能相差很大。所以，以质量为蒸汽的结算单位不能真实反映蒸汽的价值。这会造成一些热用户不积极利用蒸汽，而寻求新的热源。《蒸汽测量方法》国家标准（以下简称《蒸汽标准》）针对上述情况，将以能量作为蒸汽的结算单位，并给出相应的数学模型和不确定度的计算，以及根据不同的用热方式来确定能量计算的参考点。同时考虑到人们多年使用蒸汽质量为交结单位的习惯，作为一种过渡，仍保留以质量为蒸汽结算单位，并给出相应的数学模型和不确定度的计算。2.2关于湿蒸汽干度修正问题1饱和蒸汽在蒸汽中占有相当大的比例，湿蒸汽是饱和蒸汽实际存在的几乎唯一形式。过热蒸汽在经过长距

4、离的输送后也往往会成为湿蒸汽。湿蒸汽实质是一种饱和蒸汽和水的两相流，任何汽、液两相流的测量方案中都必须要测量干度这一重要参数。如不考虑干度，将带来很大误差。对测量质量流量是如此，对能量测量亦是如此。例如：当蒸汽压力为2.5Mpa,干度85%时，如不考虑干度的影响，以干蒸汽密度代替湿蒸汽密度，将带来14.5%左右的质量流量测量误差和5.2%左右的能量流量测量误差。而GB/T1716-1997《企业能源计量器具配备和管理导则》中对企业蒸汽流量计量准确度要求为2.5%，所以目前的蒸汽测量方法远达不到GB/T17167-1997的要求。国内外许多专家学

5、者对湿蒸汽计量进行了大量的研究、试验工作。国内一些企业也对干度计进行了试制工作，但由于没有标准，并未在实际生产中应用。《蒸汽标准》将给出湿蒸汽的修正公式及干度的测量方法，它将进一步推动干度计的研制、产生和使用。2.3关于蒸汽的品质问题目前，蒸汽的计量是以质量作为结算单位，即按热量结算，也涉及蒸汽的品质品位，然而不同品质品位的蒸汽不仅热量不同，而且做功能力有很大差异。例如：我国大型热电厂的锅炉燃烧效率均与国外无大的差异均达98%以上），但发电效率却明显低于发达国家（我国约36%，世界先进水平已达42%），除了管理水平等因素外，主要的技术原因是能源

6、品位利用水平的差距。工业蒸汽的利用上这种差距更为明显，而且供气含水较多。如果有关的价格政策、国家标准以及作为技术基础的评价和测量方法研究不能体现出这种差异，就谈不上作为商品的蒸汽按质论价，不利于蒸汽生产、输送质量的提高，高品位的蒸汽得不到合理的应用，导致我国蒸汽利用率普遍低下，挫伤了热用户用汽积极性，造成资源严重浪费。因此，蒸汽品质品位的评价，也将是《蒸汽标准》要解决的课题之一。2.4关于仪表的选型问题目前测量蒸汽用得最多的是标准孔板节流装置，但是由于蒸汽温度高、流速快、范围度宽、孔板不能完全满足要求。《蒸汽标准》不局限于标准孔板的应用，而是涵

7、盖了GB/T2624-93，以及ISO5167-2003（E）中涉及的所有标准节流装置的应用，特别是现代机械加工手段的普及，使用者可根据具体条件有更多的选择余地，其中更适合蒸汽检测的标准喷嘴将成为首选产品。3．蒸汽流量测量（质量计量）应用方案的讨论3.1节流式流量计宽程方案2《蒸汽标准》的制定对蒸汽流量测量作了原则性规定，使我国的蒸汽计量更具科学性、准确性及合理性，必将丰富我国计量科学的内容。在促进计量科学发展的同时，我们也应注意到《蒸汽标准》是一个方法标准，它不可能也不应该去具体评价一个计量系统、计量仪表的优劣。在符合标准的基本原则的情况下，

8、构建一个合理的测量系统是十分必要的。节流式流量计在蒸汽计量中占有重要的地位。节流式流量计技术成熟，特别是标准节流装置按标准GB/T2624-93、IS