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:

①飽和蒸汽的溫度與壓力之間一- -對應(yīng),二者之間只有- 個獨立變量。

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。

●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)時,流量示值將產(chǎn)生誤差,對測量也產(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-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,在蒸汽壓力波動時,必須采取壓力補(bǔ)償措施,這是因為在流量方程中,都含有蒸汽密度的因素,工作條件與設(shè)計條件不-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> 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)采取以下三項措施:

(1)輸送蒸汽的管路必須有良好的保溫措施防熱量損失。

(2)在蒸汽管路上要逐段疏水,在管道的更低 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-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- -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-款合適的流量儀表也就變成- -項技術(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)行在更佳 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、校驗費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用)。在我們的實際工作中,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:

●渦街流量計

渦街流量計是基于卡門渦街原理而研制成功的一種新型流量計。 70至80年代是渦街流量計迅速發(fā)展時期,開發(fā)出眾多類型阻流體及檢測性的渦街流量計,并大量投放市場。我國渦街在發(fā)展高峰期,曾達(dá)到數(shù)十家,應(yīng)該說,渦街流量計尚屬發(fā)展中的產(chǎn)品，但由于它具有其它流量計不可兼得的優(yōu)點,使用渦街流量計的比例大幅度上升。已經(jīng)廣泛用于各個領(lǐng)域，將在未來流量儀表中占主導(dǎo)地位,是孔板流量計的理想替代產(chǎn)品。它具有以下特點:

①結(jié)構(gòu)簡單牢固,測量部分無可動部件,長期彰于髟予可靠.

②維護(hù)量少且維護(hù)十分方便,安裝費(fèi)用低。

③輸出與流量成正比的脈沖信號,無零點漂移,精度高,并方便與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)。

④應(yīng)用范圍廣,適用于各種氣體、蒸汽和液體的流量測量。

⑤流量測量范圍寬,量程比可達(dá)1 : 10.

⑥壓力損失小。運(yùn)行費(fèi)用低，更具節(jié)能意義。

⑦在-定的雷諾數(shù)范圍內(nèi),輸出信號頻率不受流體物理性質(zhì)和組分變化影響,儀表系數(shù)僅與漩渦發(fā)生體的形狀和尺寸有關(guān),測量流體的體積流量無需補(bǔ)償,調(diào)換配件后無需重新標(biāo)定儀表的系數(shù)。

但該流量計也存在一定的局限:

①渦街流量計是速度式流量計，漩渦分離的穩(wěn)定性受流速影響,故對直管段有一定的要求, -般是D.后5D。

②應(yīng)力式渦街流量計對振動較為敏感,故在振動較大的管道安裝流量計時。管道要有一定的減震措施。

③應(yīng)力式渦街流量計采用壓電晶體作為檢測傳感器,故其受溫度的限制,一般為(-40~ + 300)C測量溫度不高于400°C ,否則探頭極易因老化而失準(zhǔn)。

④當(dāng)流體介質(zhì)為兩相流或者脈動流時對測量有影響。

OPEC-LUGB系列渦街流量計(250度以下) +OPEC系列高溫型壓力變送器+中文型流量積算儀+鎧裝熱電阻(用于參考,不用于積算)。

●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- -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。特別是耍經(jīng)常對差壓變送器進(jìn)行校驗,以保證零點的準(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)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。

OPEC-LGL系列孔板流量計+OPEC系列高溫型差壓變送器+ OPEC系列高溫型壓力變送器+中文液晶智能型流量積算儀+鎧裝熱電阻(不用于積算,用于參考)

OPE-LGV系列V錐流量計+ OPEC系列高溫型+ OPEC系列高溫型壓力變送器+中文液晶智能型流量積算儀+鎧裝熱電阻(不用于積算,用于參考