水蒸氣測量選用渦街流量計量表的突出特點

發布：2018-12-18 | 點擊：人次

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水蒸氣顧名思義是氣相，但在一定條件下會變成液相；飽和水蒸氣中的水滴本是液相，但在一定條件會被蒸發變成氣相。這是蒸汽質量流量測量中常常碰到的汽水相變。

在推導式質量流量計中，關鍵環節是蒸汽密度的求取，蒸汽相變發生后，就使得通常由蒸汽溫度壓力求取其密度的關系發生變化，因此必須認真對待。

（1）氣相變液相過熱蒸汽在經過長距離輸送后，往往會因為熱量損失、溫度降低，使其從過熱狀態進入飽和狀態，甚至部分蒸汽冷凝出現相變而變成水滴。這些水滴對流量測量結果究竟有多大影響，下面舉例說明。

有一常用壓力為1.0MPa 的過熱蒸汽，其流量為qm，假設經長距離輸送后有10％qm冷凝成水滴，令其為qm1，而保持氣態的部分為qms，從定義知，此時濕蒸汽的干度為

X＝（3.22）

由于采用溫壓補償，所以按照臨界飽和狀態查表，得到此時的蒸汽（干部分）密度為ρs＝5.6808kg/m3，，查水密度表知此時水滴的密度為ρL＝882.47 kg/m3，顯然水滴與蒸汽干部分的體積流量為

qvl=qml/ρ1 (3.23)

qvs=qms/ρ2 (3.24)

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

Rv= (3.25)

因為（3.26）

所以 Rv= (3.27)

在該例中，Rv=99.93%，由此可見，在濕蒸汽中，水滴所占的體積比可忽略不計。

① 選用渦街流量計時濕度對測量結果的影響。渦街流量計的輸出僅與流過測量管的流體流速成正比，在測量濕飽和蒸汽時，水滴對渦街流量計輸出的影響可忽略,故可認為，渦街流量計的輸出完全是由濕蒸汽的干部分所引起。而干部分的密度，無論是壓力補償或溫度補償，都可較精確地查出。

蒸汽計量地結果往往作為供需雙方經濟結算地依據。如果雙方約定按蒸汽干部分結算費用，冷凝水不收費，則在本例中相變對測量的影響微不足道，可以忽略。如果冷凝水也按照蒸汽一樣收費，則渦街流量計的計量結果偏低值為1－X。

②選用孔板流量計時濕度對測量結果的影響。從GB/T2624-1993標準知[1]，孔板流量計測量蒸汽質量流量時有式（3.1）。

當過熱蒸汽熱量損失而脫離過熱狀態后，只可能出現兩種情況。一種是進入臨界飽和狀態,另一種是進入過飽和狀態。如果進入臨界飽和狀態，從理論上講，流量計不會因此而增大誤差，因為在式（3.1）中，根據蒸汽壓力查出的р1與實際密度是相符的。如果進入過飽和狀態，情況就復雜了。

一般認為，蒸汽干度較高（X≥95％）時流體表現為均相流動。溫壓補償可按通常方法進行；但出現一定誤差。在式（3.1）中，р1是實際流體濕飽和蒸汽的密度，其值比臨界飽和狀態的大，而且干度越低密度越大。而人們根據壓力查出的是臨界飽和狀態的密度，比實際密度小，所以質量流量計結果出現負誤差。在濕度不進行測量的情況下，X是未知數，因此，測量結果偏低多少是個未知數。

在蒸汽干度較低（X≤95％）時，管道中的流體出現分層流動，產生誤差更大。

（2）濕飽和蒸汽變成過熱蒸汽濕飽和蒸汽變成過熱蒸汽，一般發生在濕飽和蒸汽突然較大幅度減壓，流體出現絕熱膨脹時。

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水蒸氣測量選用渦街流量計量表的突出特點