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隨著成本意識的不斷增強, 對能源計量的準確性提出了更高的要求, 蒸汽計量由于流體工況變化對測量精度的影響特別大, 除了溫度、壓力補償要被提到重要位置, 對流體散熱和減壓等原因?qū)е铝黧w發(fā)生相變而偏離設計狀態(tài)所引起的流體測量誤差也要引起足夠的重視。
蒸汽分為飽和蒸汽和過熱蒸汽, 一般來說, 蒸汽流量計廠家會給出飽和、過熱蒸汽質(zhì)量流量范圍表以供用戶選型, 以便確定口徑大小。對于過熱蒸汽要進行溫度壓力補償, 對于真正意義上的飽和蒸汽只需進行溫度或壓力補償即可, 在測量時根據(jù)溫度壓力查密度表以求得所需質(zhì)量流量。
在實際測量時, 由于工況變化, 飽和蒸汽和過熱蒸汽都有可能偏離原來的設計狀態(tài), 就使得通常由蒸汽溫度壓力求取其密度的關系發(fā)生變化, 對計量準確性造成影響, 下面予以討論。
1.過熱蒸汽
在流量積算儀中可根據(jù)過熱蒸汽的溫度、壓力查表得密度求取質(zhì)量流量, 但當過熱蒸汽在經(jīng)過長距離輸送后, 或由于管道保溫措施不當, 往往會因為熱量損失溫度降低使其從過熱狀態(tài)進入臨界飽和狀態(tài), 甚至部分蒸汽冷凝出現(xiàn)相變而變成水滴,這時成為濕飽和蒸汽(過飽和蒸汽)。
蒸汽流量計的輸出僅與流過測量管的流體流速成正比, 在測濕飽和蒸汽時, 水滴對蒸汽流量計輸出的影響可忽略, 故可以認為, 蒸汽流量計的輸出*是由濕飽和蒸汽的干部分(飽和部分)所引起, 而干部分的密度可根據(jù)壓力補償或溫度補償查出。
蒸汽計量時如果雙方約定按蒸汽干部分結(jié)算費用, 冷凝水不收費, 則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, 則蒸汽流量計的計量結(jié)果偏低(1 -Φ), Φ為濕飽和蒸汽的干度。
2.濕飽和蒸汽
當蒸汽流量計安裝在減壓閥后, 濕飽和蒸汽突然較大幅度減壓, 流體出現(xiàn)絕熱膨脹, 水滴部分蒸發(fā), 同時從液相和汽相中吸收汽化熱, 使汽液相溫度降低, 如果溫度降低得不多或蒸發(fā)前濕度較高,會使溫度迅速降低到與新的壓力所對應的飽和溫度, 建立新的平衡, 這時蒸汽仍為飽和蒸汽, 如果壓力降低得很多或蒸發(fā)前濕度較低, 則因水滴蒸發(fā)而使溫度降低后仍高于新的壓力所對應的飽和溫度,則蒸汽變?yōu)檫^熱蒸汽。上述蒸發(fā)發(fā)生后, 前一種對補償無影響, 僅僅是蒸汽中的干部分增加, 干度相應增大, 后一種情況即濕飽和蒸汽變?yōu)檫^熱蒸汽, 這時對流量計的影響分如下3 種情況。
1)設計時已經(jīng)考慮到蒸汽變?yōu)檫^熱狀態(tài), 或處于何種狀態(tài)難以確定, 或有時是過熱狀態(tài)有時是飽和狀態(tài), 所以采用溫壓補償, 則上述相變對測量結(jié)果無影響。
2)設計時按飽和蒸汽考慮, 而且采用壓力補償, 則上述相變將帶來較小的誤差, 即過熱蒸汽溫度同飽和蒸汽溫度之差所對應的密度差造成的補償誤差。
3)設計時按飽和蒸汽考慮, 但采用溫度補償,即將過熱蒸汽溫度當作飽和溫度去查密度表, 一般會引起較大誤差。
解決以上問題有以下3 種方法。
1)將總蒸汽流量計安裝在減壓閥前, 由于上述蒸汽未經(jīng)減壓, 不存在相變問題, 所以將流量計安裝在減壓閥之前, 按飽和蒸汽補償方法處理, 可保證測量精度。
2)如果流量計只能安裝在減壓閥后面, 則可增裝1 臺壓力變送器, 進行溫壓補償。
3)如果減壓閥的穩(wěn)定性能較好, 可將流量計上游壓力值作為一個恒定值設置到二次表內(nèi), 進行溫度壓力補償。
蒸汽流量計
