摘要:由(you)于蒸汽(qi)系統溫(wen)度較高(gao),飽和蒸(zheng)汽又易(yi)變爲氣(qi)液兩相(xiang)流,相比(bi)之下測(ce)量難度(du)大,甚至(zhi)無法測(ce)量,因此(ci)對蒸汽(qi)測量系(xi)統的要(yao)求就要(yao)高于其(qi)他普通(tong)介質測(ce)量,有些(xie)計量器(qi)具滿足(zu)不了要(yao)求。各廠(chang)級間的(de)蒸汽計(ji)量争議(yi)較大,從(cong)長遠來(lai)看,蒸汽(qi)計量工(gong)作迫切(qie)需要提(ti)高精度(du)。本課題(ti)讨論多(duo)參數渦(wo)街流量(liang)計 對蒸(zheng)汽計量(liang)的應用(yong)。
1前言
　　蒸(zheng)汽作爲(wei)重要的(de)二次能(neng)源，在節(jie)能降耗(hao)領域有(you)着很重(zhong)的角色(se),承鋼的(de)能源短(duan)缺，降成(cheng)本是重(zhong)中之重(zhong)要考慮(lü)的。進行(hang)節能降(jiang)耗活動(dong),首先想(xiang)到的應(ying)是計量(liang),隻有準(zhun)确的計(ji)量才有(you)資格說(shuo)節能了(le)多少。随(sui)着公司(si)蒸汽計(ji)量網絡(luo)的完善(shan)，各加熱(re)爐都進(jin)行了蒸(zheng)汽回收(shou)的計量(liang)。承鋼在(zai)節能減(jian)排這.-塊(kuai)應重點(dian)想到蒸(zheng)汽的利(li)用,但怎(zen)麽衡量(liang)節能減(jian)排的量(liang),蒸汽計(ji)量就尤(you)爲顯的(de)重要。
2蒸(zheng)汽流量(liang)的測量(liang)的知識(shi)
2.1.蒸汽流(liu)量測量(liang)不準确(que)是的原(yuan)因
2.1.1過熱(re)蒸汽
　　蒸(zheng)汽是比(bi)較特殊(shu)的介質(zhi)，一般情(qing)況下所(suo)說的蒸(zheng)汽是指(zhi)過熱蒸(zheng)汽。過熱(re)蒸汽是(shi)由飽和(he)蒸汽加(jia)熱升溫(wen)獲得。其(qi)中絕不(bu)含液滴(di)或液霧(wu)，屬于實(shi)際氣體(ti)。過熱蒸(zheng)汽的溫(wen)度與壓(ya)力參數(shu)是兩個(ge)獨立參(can)數，其密(mi)度應由(you)這兩個(ge)參數決(jue)定。
　　過熱(re)蒸汽在(zai)經過長(zhang)距離輸(shu)送後,随(sui)着工況(kuang)(如溫度(du)、壓力)的(de)變化,特(te)别是在(zai)過熱度(du)不高的(de)情況下(xia)，會因爲(wei)熱量損(sun)失溫度(du)降低而(er)使其從(cong)過狀态(tai)進入飽(bao)和或過(guo)飽和狀(zhuang)态，轉變(bian)成爲飽(bao)和蒸汽(qi)或帶有(you)水滴的(de)過飽和(he)蒸汽。飽(bao)和蒸汽(qi)突然大(da)幅度減(jian)壓，液體(ti)出現絕(jue)熱膨脹(zhang)時也會(hui)轉變成(cheng)爲過熱(re)蒸汽,這(zhe)樣就形(xing)成汽液(ye)兩相流(liu)介質。
2.1.2飽(bao)和蒸汽(qi)
　　未經過(guo)熱處理(li)的蒸汽(qi)稱爲飽(bao)和蒸汽(qi)。它是無(wu)色、無味(wei)不能燃(ran)燒又無(wu)[wiki]腐蝕[/wiki]性(xing)的氣體(ti)。飽和蒸(zheng)汽中液(ye)滴或液(ye)霧的含(han)量反映(ying)了蒸汽(qi)的質量(liang),一般用(yong)千度這(zhe)一參數(shu)來表示(shi)。蒸汽的(de)幹度是(shi)指單位(wei)體積飽(bao)和蒸汽(qi)中幹蒸(zheng)汽所占(zhan)的百分(fen)數，以“x”表(biao)示。
　　準确(que)計量飽(bao)和蒸汽(qi)流量比(bi)較困難(nan)，因爲飽(bao)和蒸汽(qi)的幹度(du)難以保(bao)證，一般(ban)流量計(ji)都不能(neng)準确檢(jian)測雙相(xiang)流體的(de)流量，蒸(zheng)汽壓力(li)波動将(jiang)引起蒸(zheng)汽密.度(du)的變化(hua),流量計(ji)示值産(chan)生附加(jia)誤差。所(suo)以在蒸(zheng)汽計量(liang)中，必須(xu)設法保(bao)持測量(liang)點處蒸(zheng)汽的幹(gan)度以滿(man)足要求(qiu),必要時(shi)還應采(cai)取補償(chang)措施,實(shi)現準确(que)的測量(liang)。
2.2測量的(de)分析
　　目(mu)前使用(yong)流量儀(yi)表測量(liang)蒸汽流(liu)量，測量(liang)介質都(dou)是指單(dan)相的過(guo)熱蒸汽(qi)或飽和(he)蒸汽。對(dui)于相流(liu)經常變(bian)化的蒸(zheng)汽,肯定(ding)會存在(zai)測量不(bu)正确的(de)問題。這(zhe)個問題(ti)的解決(jue)方法是(shi)保持蒸(zheng)汽的過(guo)熱度，盡(jin)量減少(shao)蒸汽的(de)含水量(liang),例如加(jia)強蒸汽(qi)管道的(de)保溫措(cuo)施,減少(shao)蒸汽的(de)壓力損(sun)失等,以(yi)提高測(ce)量的正(zheng)确率。然(ran)而這些(xie)方法并(bing)不能徹(che)底解決(jue)蒸汽流(liu)量測量(liang)不正确(que)的問題(ti)，解決這(zhe)一問題(ti)的根本(ben)辦法是(shi)開發-種(zhong)可測兩(liang)相流動(dong)介質的(de)流量儀(yi)表。
　　用于(yu)檢測氣(qi)體流量(liang)的流量(liang)計種類(lei)很多，以(yi)速度式(shi)和容積(ji)流量計(ji)應用最(zui)普遍，它(ta)們的共(gong)同特點(dian)是隻能(neng)連續測(ce)定工況(kuang)下的體(ti)積流量(liang)，而體積(ji)流量又(you)是狀态(tai)的函數(shu)，工作狀(zhuang)态下的(de)體積流(liu)量不能(neng)确切的(de)表示實(shi)際流量(liang)，工程上(shang)-般都以(yi)标準狀(zhuang)态體積(ji)流量或(huo)質量流(liu)量表示(shi)。所謂标(biao)準狀态(tai)體積是(shi)0℃、1個标準(zhun)大氣壓(ya)下的氣(qi)體體積(ji)或20℃、1個标(biao)準大氣(qi)壓下的(de)體積。以(yi)質量流(liu)量爲計(ji)量單位(wei)的情況(kuang),目前應(ying)用不多(duo)。采用刻(ke)度氣體(ti)流量計(ji)時,選定(ding)氣體正(zheng)常溫度(du)、壓力爲(wei)設計條(tiao)件，将設(she)計狀态(tai)下的體(ti)積流量(liang)折算爲(wei)标準體(ti)積流量(liang)或質量(liang)流量，其(qi)折算系(xi)數中含(han)有氣體(ti)密度的(de)因素，當(dang)氣體介(jie)質的工(gong)作狀态(tai)偏離設(she)計狀态(tai),流量示(shi)值将産(chan)生誤差(cha)。此外氣(qi)體介質(zhi)的組成(cheng)、含量或(huo)溫度的(de)變化,對(dui)流量測(ce)量也産(chan)生影響(xiang)，所以蒸(zheng)汽流量(liang)的測量(liang)更需要(yao)采取補(bu)償措施(shi)，并且因(yin)蒸汽的(de)狀态變(bian)化補償(chang)因素也(ye)比較複(fu)雜。
　　過熱(re)蒸汽的(de)密度由(you)蒸汽的(de)溫度、壓(ya)力兩個(ge)參數決(jue)定,而且(qie)在參數(shu)的不同(tong)範圍内(nei),密度的(de)表達形(xing)式也不(bu)相同,無(wu)法用同(tong)一通式(shi)表示,所(suo)以不能(neng)獲得統(tong)一的密(mi)度計算(suan)公式,隻(zhi)能個别(bie)推導求(qiu)得溫度(du)、壓力補(bu)償公式(shi)。在溫度(du)、壓力波(bo)動範圍(wei)較大的(de)場合,除(chu)進行溫(wen)度、壓力(li)補償外(wai),還需要(yao)考慮對(dui)氣體膨(peng)脹系數(shu)ε的補償(chang)。
　　無論采(cai)用何種(zhong)流量計(ji)檢測飽(bao)和蒸汽(qi)的流量(liang)，在蒸汽(qi)壓力波(bo)動的條(tiao)件下工(gong)作，必須(xu)采取壓(ya)力補償(chang)措施,這(zhe)是因爲(wei)在流量(liang)方程中(zhong)，都含有(you)蒸汽密(mi)度的因(yin)素,工作(zuo)條件與(yu)設計條(tiao)件不一(yi)緻時,讀(du)數會産(chan)生誤差(cha)，誤差的(de)大小和(he)工作壓(ya)力與設(she)計壓力(li)偏差的(de)大小有(you)關,P實>P設(she)将出現(xian)負誤差(cha),否則将(jiang)出現正(zheng)誤差。蒸(zheng)汽的幹(gan)度條件(jian)是關系(xi)到能否(fou)準确計(ji)量蒸汽(qi)流量的(de)重要條(tiao)件，目前(qian)正在研(yan)制在線(xian)蒸汽幹(gan)度檢測(ce)儀表，待(dai)幹度儀(yi)表應用(yong)于蒸汽(qi)流量計(ji)量與補(bu)償系統(tong),必将進(jin)一步提(ti)高計量(liang)的準确(que)性。目前(qian)應采取(qu)以下三(san)項措施(shi):
(1)輸送蒸(zheng)汽的管(guan)路必須(xu)有良好(hao)的保溫(wen)措施防(fang)止熱量(liang)損失。
(2)在(zai)蒸汽管(guan)路上要(yao)逐段疏(shu)水,在管(guan)道的最(zui)
低處及(ji)儀表前(qian)的管道(dao)上應設(she)置疏水(shui)器，及時(shi)排出冷(leng)凝水。
(3)鍋(guo)爐操作(zuo)中應避(bi)免出現(xian)汽包液(ye)位過高(gao)現象,盡(jin)量減少(shao)負荷出(chu)現大的(de)波動。
2.3流(liu)量儀表(biao)的選型(xing)
　　對于蒸(zheng)汽計量(liang)在選擇(ze)流量儀(yi)表時應(ying)考慮5個(ge)主要因(yin)素:被測(ce)流體特(te)性、生産(chan)工藝情(qing)況、安裝(zhuang)條件、維(wei)護需求(qiu)以及流(liu)量儀表(biao)的特性(xing)。這裏,着(zhe)重讨論(lun)流量儀(yi)表的特(te)性、安裝(zhuang)條件，維(wei)護需求(qiu)以及選(xuan)用流量(liang)儀表應(ying)注意的(de)幾個問(wen)題。目前(qian),測量蒸(zheng)汽流量(liang)的儀表(biao)主要有(you) 渦街流(liu)量計 、差(cha)壓式( 孔(kong)闆流量(liang)計 、均速(su)管、彎管(guan))流量計(ji)、分流旋(xuan)翼式流(liu)量計、 阿(a)牛巴流(liu)量計 、浮(fu)子式流(liu)量計等(deng)。
本課題(ti)讨論多(duo)參數渦(wo)街流量(liang)計對蒸(zheng)汽計量(liang)的應用(yong),是因爲(wei)其測量(liang)幾乎不(bu)受流體(ti)參數(溫(wen)度壓力(li)密度黏(nian)度)變化(hua)的影響(xiang)。
3渦街流(liu)量計
　　渦(wo)街流量(liang)計是基(ji)于卡門(men)渦街原(yuan)理而研(yan)制成功(gong)的一種(zhong)新型流(liu)量計，由(you)于它具(ju)有其它(ta)流量計(ji)不可兼(jian)得的優(you)點,70年代(dai)以來得(de)到了迅(xun)速發展(zhan)。據介紹(shao),現在日(ri)本、歐美(mei)等發達(da)國家使(shi)用渦街(jie)流量計(ji)的比例(li)大幅度(du)上升,已(yi)經廣泛(fan)用于各(ge)個領域(yu),将在未(wei)來流量(liang)儀表中(zhong)占主導(dao)地位，是(shi)孔闆流(liu)量計的(de)理想替(ti)代産品(pin)。
3.1渦街流(liu)量計的(de)特點
(1)結(jie)構簡單(dan)牢固,無(wu)可動部(bu)件,長期(qi)運行十(shi)分可靠(kao);
(2)維護十(shi)分方便(bian),安裝費(fei)用低;
(3)傳(chuan)感器不(bu)直接接(jie)觸介質(zhi)，性能穩(wen)定,壽命(ming)長;
(4)輸出(chu)是與流(liu)量成正(zheng)比的脈(mo)沖信号(hao),無零點(dian)漂移,精(jing)度高,并(bing)方便與(yu)計算機(ji)聯網;
(5)測(ce)量範圍(wei)寬,量程(cheng)比可達(da)1:10;
(6)壓力損(sun)失小,運(yun)行費用(yong)低,更具(ju)節能意(yi)義;
(7)在一(yi)定的雷(lei)諾數範(fan)圍内,輸(shu)出信号(hao)頻率不(bu)受流體(ti)物理性(xing)質和組(zu)分變化(hua)影響，儀(yi)表系數(shu)僅與漩(xuan)渦發生(sheng)體的形(xing)狀和尺(chi)寸有關(guan)，測量流(liu)體的體(ti)積流量(liang)無需補(bu)償，調換(huan)配件後(hou)無需重(zhong)新标定(ding)儀表.的(de)系數;
(8)應(ying)用範圍(wei)廣,氣體(ti)、液體的(de)流量均(jun)可測量(liang);
(9)檢定周(zhou)期爲2-4年(nian)。
3.2渦街流(liu)量計的(de)局限性(xing)
(1)渦街流(liu)量計是(shi)一種速(su)度式流(liu)量計,旋(xuan)渦分離(li)的穩定(ding)性受流(liu)速影響(xiang)，故它對(dui)直管段(duan)有一定(ding).的要求(qiu),一般是(shi)前10D、後5D;
(2)測(ce)量液體(ti)時,上限(xian)流速受(shou)壓損和(he)氣蝕現(xian)象限制(zhi),一般是(shi)0.5--8m/s;
(3)測量氣(qi)體是,上(shang)限流速(su)受介質(zhi)可壓縮(suo)性.變化(hua)的限制(zhi)，下限流(liu)速受雷(lei)諾數和(he)傳感器(qi)靈敏度(du)的限制(zhi),蒸汽是(shi)8-25m/s;
(4)應力式(shi)渦街流(liu)量計對(dui)振動較(jiao)爲敏感(gan),故在振(zhen)動較大(da)的管道(dao)安裝流(liu)量計時(shi)，管道要(yao)有一定(ding)的減震(zhen)措施;
(5)應(ying)力式渦(wo)街流量(liang)計采用(yong)壓電晶(jing)體作爲(wei)檢測傳(chuan)感器，故(gu)其受溫(wen)度的限(xian)制，-般爲(wei)-40-+300℃。
4渦街流(liu)量計的(de)安裝規(gui)範

(1)傳感(gan)器上遊(you)應盡量(liang)避免安(an)裝調節(jie)閥或半(ban)開閥門(men)，調節閥(fa)或半開(kai)閥門安(an)裝在傳(chuan)感器的(de)下遊8DN(通(tong)徑的八(ba)倍)之後(hou)。
(2)渦街流(liu)量傳感(gan)器的上(shang)遊側和(he)下遊側(ce)應有較(jiao)長的直(zhi)管段。其(qi)上、下遊(you)直管段(duan)長度根(gen)據管道(dao)狀況不(bu)同而不(bu)同，直管(guan)段的具(ju)體安裝(zhuang)長度和(he)要求見(jian)下圖3。

(3)安(an)裝傳感(gan)器的直(zhi)管段應(ying)盡可能(neng)的與傳(chuan)感器通(tong)徑(DN)-緻。若(ruo)無法一(yi)緻時,應(ying)采用比(bi)傳感器(qi)通徑略(lue)大的管(guan)徑，誤差(cha)要≤3%并不(bu)超過5mm。
(4)被(bei)測介質(zhi)含有較(jiao)多雜質(zhi)時,應在(zai)傳感器(qi)上遊直(zhi)管段要(yao)求的長(zhang)度以外(wai)加裝過(guo)濾器。
(5)傳(chuan)感器應(ying)避免安(an)裝在有(you)機械振(zhen)動的管(guan)道上，并(bing)盡量避(bi)開強電(dian)磁場幹(gan)擾。當振(zhen)動不能(neng)避免時(shi)，應考慮(lü)在傳感(gan)器前後(hou)約2DN處的(de)直管段(duan)上加固(gu)定支架(jia)。
5安裝步(bu)驟.
(1)将配(pei)備的專(zhuan)用法蘭(lan)分别焊(han)接到上(shang)遊和下(xia)遊直管(guan)段上，應(ying)使專用(yong)法蘭與(yu)直管段(duan)的内徑(jing)嚴格保(bao)持垂直(zhi)和同心(xin)。
(2)将傳感(gan)器夾裝(zhuang)在焊有(you)專用法(fa)蘭的上(shang)、下遊直(zhi)管段.上(shang),并用螺(luo)栓緊固(gu)。應使上(shang)遊和下(xia)遊直管(guan)段與傳(chuan)感器保(bao)持同心(xin)。
(3)應注意(yi)傳感器(qi)的流向(xiang)标志要(yao)與管道(dao)内流體(ti)的流向(xiang)一緻。
6防(fang)爆型傳(chuan)感器的(de)安裝要(yao)求
防爆(bao)型傳感(gan)器必須(xu)與合适(shi)的關聯(lian)設備安(an)全栅組(zu)成本質(zhi)安全型(xing)防爆系(xi)統(見圖(tu)4),通過電(dian)源.信号(hao)安全栅(shan)再連接(jie)到流量(liang)顯示儀(yi)表上。

(1)安(an)裝前應(ying)在安全(quan)場所将(jiang)傳感器(qi)與防爆(bao)安全栅(shan)通電檢(jian)查,無異(yi)常後再(zai)進行安(an)裝。在易(yi)爆場所(suo)安裝傳(chuan)感器,應(ying)避免傳(chuan)感器由(you)高處墜(zhui)落,不允(yun)許用重(zhong)物敲擊(ji)傳感器(qi)和管道(dao)。
(2)傳感器(qi)必須與(yu)指定的(de)安全栅(shan)組成防(fang)爆系統(tong)方可有(you)效。與其(qi)它設備(bei)組成系(xi)統時,防(fang)爆性能(neng).消失。絕(jue)對不允(yun)許将安(an)全栅安(an)裝在危(wei)險場所(suo)。傳感.器(qi)與安全(quan)栅之間(jian)連接屏(ping)蔽電纜(lan)的分布(bu)電容和(he)電感必(bi)須符合(he)防爆銘(ming)牌上的(de)規定值(zhi)。.
7安裝渦(wo)街流計(ji)時應特(te)别注意(yi)
(1)專用法(fa)蘭與直(zhi)管段焊(han)接時,應(ying)卸下傳(chuan)感器,一(yi)定不能(neng)帶着傳(chuan)感器焊(han)接法蘭(lan)。
(2)傳感器(qi)安裝前(qian),法蘭凹(ao)槽内必(bi)須放好(hao)密
封圈(quan)。
(3)取壓點(dian)和測溫(wen)點，應分(fen)别在傳(chuan)感器的(de)下遊3-5DN處(chu)和6~8DN處見(jian)圖5。

(4)高溫(wen)管道進(jin)行保溫(wen)處理時(shi),不要将(jiang)傳感器(qi)包起來(lai),以免導(dao)緻損壞(huai)。
(5)連接渦(wo)街流量(liang)計的電(dian)纜走向(xiang),應盡可(ke)能遠離(li)強電磁(ci)場的幹(gan)擾場合(he)。絕對不(bu)允許與(yu)高壓電(dian)纜一起(qi)敷設。屏(ping)蔽電纜(lan)應盡量(liang)縮短,最(zui)大長度(du)不超，過(guo)500米,且不(bu)得盤卷(juan),以減少(shao)分布電(dian)感。
8結束(shu)語
　　 蒸汽(qi)流量測(ce)量還有(you)很多問(wen)題亟待(dai)解決，在(zai)開發新(xin)的測量(liang)技術的(de)同時，我(wo)們更應(ying)注重運(yun)用現代(dai)科學手(shou)段,進行(hang)應用技(ji)術深層(ceng)次的開(kai)發,切實(shi)有效地(di)解決一(yi)些實際(ji)問題。

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