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蒸汽渦街流量計測量的精度分析

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 針對蒸汽流量的實際情況,主要介紹蒸汽流量測量的方法,分析引起測量誤差較大的原因。提出了提高流量測量準確性的方法和措施,以及正確選用蒸汽流量測量儀表應注意的事項,可供流量測量工作借鑒。

  1 過熱蒸汽流量測量的不確定性

  過熱蒸汽是由飽和蒸汽加熱升溫獲得。過熱蒸汽的溫度與壓力是兩個獨立參數,其它狀態參數由這兩個參數決定。過熱蒸汽在經過輸送后,隨著工況(如溫度、壓力)的變化,特別是在過熱度不高的情況下,因為熱量損失溫度降低而使其從過熱狀態進入飽和或過飽和狀態,轉變成為飽和蒸汽或帶有水滴的過飽和蒸汽。飽和蒸汽突然大幅度減壓,一部分液滴在絕熱膨脹時也會轉變成為過熱蒸汽,這樣就形成汽液兩相流介質,一般流量計都不能準確檢測兩相流體的流量,從而產生流量測量誤差。


惠科達儀表-渦街流量計
  2 飽和蒸汽流量測量的不確定性
  飽和蒸汽的溫度與壓力之間一一對應,二者之間只有一個獨立參數。飽和蒸汽容易凝結,在傳輸過程中如有熱量損失,蒸汽中便有液滴或液霧形成,并導致溫度與壓力的降低。含有液滴或液霧的蒸汽稱為濕蒸汽。嚴格來說,飽和蒸汽或多或少都含有液滴或液霧,所以不同狀態下不能用同一氣體狀態方程式來描述。飽和蒸汽中液滴或液霧的含量反映了蒸汽的質量,一般用干度這一參數來表示。蒸汽的干度是指單位體積飽和蒸汽中干蒸汽所占的百分數。

  準確計量飽和蒸汽流量較困難,一般流量計都不能準確檢測兩相流體的流量,蒸汽壓力波動將引起蒸汽比體積的變化,流量測量值會產生附加誤差。所以,在飽和蒸汽測量中,必須設法保持測量點處蒸汽斷度穩定,必要時還應采取補償措施。

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  3 測量誤差分析

  目前使用流量儀表測量蒸汽流量,測量介質都是指單相流的過熱蒸汽或飽和蒸汽。對于相流經常變化的蒸汽,會存在測量不準確的問題。對此,需保持蒸汽的過熱度,盡量減少蒸汽的含水量,例如加強蒸汽管道的保溫措施,減少蒸汽的壓力損失等,以提高測量的準確度。然而,這些方法并不能徹底解決蒸汽流量測量準確的問題,解決這一問題的根本辦法是開發一種可測兩相流動介質的流量儀表。

惠科達儀表-渦街流量計
  用于檢測氣體流量的流量計種類很多,以速度式和比體積流量計應用zui普遍,它們的共同特點是可測定氣體的比體積流量,而比體積流量Gv又是狀態的函數,工作狀態下氣體的比體積流量并不能確切的反映實際流量。對此,工程上一般都以標準狀態比體積流值或質量流量表示。采用刻度氣體流量計時,選定氣體正常溫度、壓力為設計條件,將設計狀態下的比體積流量折算為標準比體積流量或質量流量,其折算系數中含有氣體比體積的因素,當氣體的工作狀態偏離設汁狀態,比體積流量測量值將產生誤差。此外,氣體的禪分、含量或溫度的變化,都對流量測量產生影響。所以,蒸汽流量的測量更需要采取補償措施,并且因蒸汽的狀態變化補償因素也比較復雜。
  過熱蒸汽的比體積由蒸汽的溫度、壓力兩個參數決定,而且在不同的參數范圍內,比體積的表達形式也不相同,無法用同一通式表示,所以不能獲得統一的比體積計算公式,只能個別推導求得溫度、壓力補償公體。在溫度、壓力波動范圍較大的場合,除進行溫度、壓力補償外,還需要考慮對過熱蒸汽體積膨脹系數ε的補償。

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