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影响正确测量蒸汽流量的因素
点击次数:459 发布时间:2014-08-22

能否正确测量蒸汽的流量除了流量计本身的计量性能以外, 还受到很多因素的影响, 下面将讨论其中几个:
1.蒸汽流量的变化
为了确保得到的流量信息能够正确表示在整个制程工况或需求范围内的蒸汽流量, 流量计必须能够测量从极端的低负荷至zui大负荷的整个范围。而实际的蒸汽负荷可能无法知道或变化很大, 因此流量计在可能的流动工况下具有尽可能大的量程比。
但涉及量程比时我们必须小心, 因为量程比是居于现实的流动速度上, 例如对于蒸汽系统一般的zui大允许速度为35m/s , 更高的流动速度会引起系统的冲蚀和噪音。而不同的流量计允许的zui低流速是不同的, 例如一般涡尖流量计所能测量的zui低蒸汽流速为2.8m/s , 而蒸汽流量计的zui低允许流速为0.6m/ s 。因此对于流量变化比较大的系统, 很容易造成在低流量(低流速)时有些流量计无法正确计量或不能计量的事实。
2.蒸汽压力和温度变化所引的密度变化
在理想情况下, 蒸汽的压力能保持的恒定。然而, 在现实世界中, 蒸汽系统负荷的变化、系统的压力降和制程参数的变化都会引起压力的变化, 有时这种变化是很大的。在过热蒸汽系统中, 即使在压力不变时过热度的变化也会引起蒸汽密度的变化。
为了正确计量蒸汽的质量流量, 必须考虑蒸汽压力和温度的变化。对于蒸汽流量计必须具有内置的管线压力和温度补偿功能, 即蒸汽密度补偿。
然而目前用来测量蒸汽质量流量的大多数流量计系统没有自动的压力和温度补偿, 指定操作在某一压力下。如果管道压力(对过热蒸汽包括温度)能真正固定, 则很好, 但是, 即使是相对很小的压力变化也会影响测量精度。不同类型的流量计影响的方式不同:
a. 速度式流量计
例如涡尖流量计:涡尖流量计的信号输出只和流速有关, 而和介质的密度、压力、温度无关。即对于给定的流动速度3 bar g 和17 bar g 的蒸汽, 对同一个涡尖流量计其输出信号是相同的。因此, 对于一个涡尖蒸汽流量计指定在某压力下工作, 而实际运行于不同的压力, 则误差可用以下方法简单计算:

其中:e ———基于真实流量的误差%
ρsp ———指定压力下的蒸汽密度kg /m3
ρact ———实际工况下的蒸汽密度kg /m3
例如, 一个涡尖蒸汽流量计指定在5 bar g 下工作, 而实际的运行压力为4. 2 bar g 。则测量误差为:

b. 差压式流量计
如孔板流量计:孔板和差压变送器输出的是差压信号。其质量流量与流量计的几何外型、差压平方根和密度平方根有关。因此, 对于一个给定的流量计, 在一定的差压下, 压力变化引起的误差如下:

其中:e ———基于真实流量的误差%
ρsp ———指定压力下的蒸汽密度kg /m3
ρact ———实际工况下的蒸汽密度kg /m3
例如, 一个孔板蒸汽流量计指定在5 bar g 下工
作, 而实际运行压力为4. 2 bar g , 则测量误差为:

3.蒸汽干度对于饱和蒸汽的影响
目前, 用于测量蒸汽流量的流量计大部分为体积流量计, 首先测得体积流量, 然后通过蒸汽的密度(固定密度或根据温度、压力补偿)计算质量流量, 也就是假定蒸汽为完全干燥。但是, 蒸汽并非完全干燥, 这几乎适用于所有的情况, 特别是目前国内产生的蒸汽品质普遍较差, 蒸汽输送管道没有有效的凝结水排放。因此通过以上方法测得的蒸汽质量不尽
正确。如果不考虑蒸汽干度的影响, 得出的数据会低于实际的流量。
实际的蒸汽流量和假定干蒸汽(蒸汽干度=1 )所测得的流量可以用以下公式近似表达:

其中:Qmx ———实际干度下的质量流量kg /h
Qmd干饱和蒸汽下的流量kg /h
χ———蒸汽干度
因此流量计的积算仪应该包括能设置饱和蒸汽干度的功能。但在实际工况确定蒸汽的干度也很困难。如果能够改进蒸汽流量计入口处的蒸汽品质,则能改进蒸汽流量计的测量精度。例如根据图4 , 如果蒸汽的干度为0. 95 , 而测量时认为100 %的干蒸汽, 则误差为2. 6 %。
因此, 建议在流量计的上游安装汽水分离装置,以提高测量正确性。
以上我们讨论了3 个比较重要但容易被忽略的影响蒸汽测量蒸汽流量的因素, 当然影响测量正确程度的因素还包括正确的安装、流量计的选型等。

蒸汽流量计 旋翼式蒸汽流量计 饱和蒸汽流量计 过热蒸汽流量计 锅炉蒸汽流量计

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