摘要(yào):由于蒸(zhēng)汽系統(tong)溫度較(jiao)高,飽和(he)蒸汽又(yòu)易變爲(wei)氣液兩(liang)相流,相(xiàng)比之下(xià)測量難(nan)度大,甚(shen)至無法(fǎ)測量,因(yīn)此對蒸(zhēng)汽測量(liang)系統的(de)要求就(jiu)要高于(yu)其他普(pǔ)通介質(zhì)測量,有(you)些計量(liàng)器具滿(mǎn)足不了(le)要求。各(gè)廠級間(jiān)的蒸汽(qì)計量争(zheng)議較大(dà),從長遠(yuǎn)來看,蒸(zheng)汽計量(liàng)工作迫(pò)切需要(yào)提高精(jing)度。本課(ke)題讨論(lùn)多參數(shù)渦街流(liu)量計 對(dui)蒸汽計(jì)量的應(yīng)用。
1前言(yan)
　　蒸汽作(zuò)爲重要(yào)的二次(cì)能源，在(zài)節能降(jiàng)耗領域(yu)有着很(hěn)重的角(jiǎo)色,承鋼(gang)的能源(yuan)短缺，降(jiàng)成本是(shi)重中之(zhī)重要考(kao)慮的。進(jin)行節能(néng)降耗活(huo)動,首先(xian)想到的(de)應是計(jì)量,隻有(you)準确的(de)計量才(cai)有資格(gé)說節能(neng)了多少(shao)。随着公(gong)司蒸汽(qì)計量網(wǎng)絡的完(wan)善，各加(jiā)熱爐都(dōu)進行了(le)蒸汽回(huí)收的計(jì)量。承鋼(gāng)在節能(néng)減排這(zhè).-塊應重(zhong)點想到(dào)蒸汽的(de)利用,但(dan)怎麽衡(héng)量節能(neng)減排的(de)量,蒸汽(qi)計量就(jiù)尤爲顯(xiǎn)的重要(yào)。
2蒸汽流(liú)量的測(cè)量的知(zhi)識
2.1.蒸汽(qì)流量測(cè)量不準(zhun)确是的(de)原因
2.1.1過(guo)熱蒸汽(qi)
　　蒸汽是(shi)比較特(te)殊的介(jiè)質，一般(ban)情況下(xià)所說的(de)蒸汽是(shì)指過熱(rè)蒸汽。過(guo)熱蒸汽(qì)是由飽(bao)和蒸汽(qì)加熱升(sheng)溫獲得(dé)。其中絕(jue)不含液(yè)滴或液(yè)霧，屬于(yú)實際氣(qi)體。過熱(rè)蒸汽的(de)溫度與(yǔ)壓力參(cān)數是兩(liang)個獨立(lì)參數，其(qí)密度應(ying)由這兩(liang)個參數(shu)決定。
　　過(guo)熱蒸汽(qì)在經過(guò)長距離(li)輸送後(hou),随着工(gong)況(如溫(wēn)度、壓力(li))的變化(huà),特别是(shì)在過熱(rè)度不高(gao)的情況(kuàng)下，會因(yin)爲熱量(liàng)損失溫(wēn)度降低(di)而使其(qi)從過狀(zhuàng)态進入(ru)飽和或(huò)過飽和(hé)狀态，轉(zhuǎn)變成爲(wèi)飽和蒸(zhēng)汽或帶(dai)有水滴(di)的過飽(bao)和蒸汽(qì)。飽和蒸(zhēng)汽突然(rán)大幅度(dù)減壓，液(ye)體出現(xiàn)絕熱膨(péng)脹時也(ye)會轉變(bian)成爲過(guò)熱蒸汽(qi),這樣就(jiu)形成汽(qì)液兩相(xiàng)流介質(zhi)。
2.1.2飽和蒸(zheng)汽
　　未經(jīng)過熱處(chù)理的蒸(zheng)汽稱爲(wei)飽和蒸(zheng)汽。它是(shì)無色、無(wu)味不能(néng)燃燒又(yòu)無[wiki]腐蝕(shí)[/wiki]性的氣(qi)體。飽和(he)蒸汽中(zhong)液滴或(huo)液霧的(de)含量反(fǎn)映了蒸(zheng)汽的質(zhì)量,一般(ban)用千度(du)這一參(can)數來表(biǎo)示。蒸汽(qì)的幹度(du)是指單(dān)位體積(jī)飽和蒸(zheng)汽中幹(gan)蒸汽所(suo)占的百(bǎi)分數，以(yi)“x”表示。
　　準(zhǔn)确計量(liàng)飽和蒸(zheng)汽流量(liàng)比較困(kun)難，因爲(wei)飽和蒸(zhēng)汽的幹(gàn)度難以(yǐ)保證，一(yī)般流量(liàng)計都不(bú)能準确(què)檢測雙(shuāng)相流體(ti)的流量(liàng)，蒸汽壓(yā)力波動(dong)将引起(qi)蒸汽密(mì).度的變(bian)化,流量(liàng)計示值(zhi)産生附(fu)加誤差(chà)。所以在(zài)蒸汽計(ji)量中，必(bi)須設法(fa)保持測(ce)量點處(chù)蒸汽的(de)幹度以(yǐ)滿足要(yao)求,必要(yào)時還應(ying)采取補(bǔ)償措施(shī),實現準(zhun)确的測(ce)量。
2.2測量(liang)的分析(xī)
　　目前使(shǐ)用流量(liàng)儀表測(ce)量蒸汽(qi)流量，測(ce)量介質(zhi)都是指(zhi)單相的(de)過熱蒸(zheng)汽或飽(bǎo)和蒸汽(qi)。對于相(xiàng)流經常(chang)變化的(de)蒸汽,肯(kěn)定會存(cún)在測量(liàng)不正确(què)的問題(tí)。這個問(wen)題的解(jiě)決方法(fa)是保持(chi)蒸汽的(de)過熱度(du)，盡量減(jian)少蒸汽(qi)的含水(shui)量,例如(rú)加強蒸(zheng)汽管道(dào)的保溫(wēn)措施,減(jian)少蒸汽(qi)的壓力(li)損失等(deng),以提高(gao)測量的(de)正确率(lü)。然而這(zhe)些方法(fa)并不能(neng)徹底解(jie)決蒸汽(qì)流量測(cè)量不正(zheng)确的問(wen)題，解決(jué)這一問(wen)題的根(gen)本辦法(fa)是開發(fa)-種可測(cè)兩相流(liú)動介質(zhì)的流量(liàng)儀表。
　　用(yòng)于檢測(ce)氣體流(liu)量的流(liu)量計種(zhǒng)類很多(duō)，以速度(du)式和容(róng)積流量(liang)計應用(yòng)最普遍(biàn)，它們的(de)共同特(tè)點是隻(zhi)能連續(xu)測定工(gōng)況下的(de)體積流(liú)量，而體(tǐ)積流量(liàng)又是狀(zhuang)态的函(han)數，工作(zuo)狀态下(xia)的體積(jī)流量不(bu)能确切(qiē)的表示(shi)實際流(liú)量，工程(chéng)上-般都(dou)以标準(zhǔn)狀态體(tǐ)積流量(liàng)或質量(liàng)流量表(biǎo)示。所謂(wei)标準狀(zhuang)态體積(jī)是0℃、1個标(biāo)準大氣(qi)壓下的(de)氣體體(ti)積或20℃、1個(gè)标準大(dà)氣壓下(xia)的體積(jī)。以質量(liàng)流量爲(wei)計量單(dān)位的情(qíng)況,目前(qian)應用不(bú)多。采用(yong)刻度氣(qì)體流量(liàng)計時,選(xuǎn)定氣體(tǐ)正常溫(wen)度、壓力(lì)爲設計(ji)條件，将(jiāng)設計狀(zhuang)态下的(de)體積流(liu)量折算(suan)爲标準(zhun)體積流(liú)量或質(zhi)量流量(liàng)，其折算(suan)系數中(zhōng)含有氣(qì)體密度(dù)的因素(sù)，當氣體(ti)介質的(de)工作狀(zhuàng)态偏離(li)設計狀(zhuàng)态,流量(liàng)示值将(jiāng)産生誤(wù)差。此外(wai)氣體介(jie)質的組(zǔ)成、含量(liang)或溫度(dù)的變化(huà),對流量(liàng)測量也(ye)産生影(ying)響，所以(yǐ)蒸汽流(liu)量的測(ce)量更需(xū)要采取(qǔ)補償措(cuo)施，并且(qie)因蒸汽(qì)的狀态(tai)變化補(bu)償因素(sù)也比較(jiào)複雜。
　　過(guo)熱蒸汽(qi)的密度(du)由蒸汽(qi)的溫度(dù)、壓力兩(liǎng)個參數(shù)決定,而(er)且在參(can)數的不(bú)同範圍(wéi)内,密度(dù)的表達(dá)形式也(yě)不相同(tóng),無法用(yòng)同一通(tōng)式表示(shì),所以不(bu)能獲得(dé)統一的(de)密度計(jì)算公式(shi),隻能個(gè)别推導(dao)求得溫(wen)度、壓力(li)補償公(gōng)式。在溫(wen)度、壓力(lì)波動範(fan)圍較大(da)的場合(hé),除進行(hang)溫度、壓(ya)力補償(chang)外,還需(xū)要考慮(lü)對氣體(tǐ)膨脹系(xì)數ε的補(bǔ)償。
　　無論(lun)采用何(hé)種流量(liang)計檢測(cè)飽和蒸(zhēng)汽的流(liú)量，在蒸(zhēng)汽壓力(lì)波動的(de)條件下(xia)工作，必(bi)須采取(qǔ)壓力補(bǔ)償措施(shī),這是因(yīn)爲在流(liú)量方程(cheng)中，都含(han)有蒸汽(qì)密度的(de)因素,工(gōng)作條件(jiàn)與設計(jì)條件不(bú)一緻時(shi),讀數會(huì)産生誤(wù)差，誤差(cha)的大小(xiao)和工作(zuò)壓力與(yu)設計壓(ya)力偏差(cha)的大小(xiǎo)有關,P實(shi)>P設将出(chu)現負誤(wù)差,否則(ze)将出現(xian)正誤差(chà)。蒸汽的(de)幹度條(tiao)件是關(guan)系到能(neng)否準确(què)計量蒸(zheng)汽流量(liàng)的重要(yào)條件，目(mù)前正在(zài)研制在(zài)線蒸汽(qi)幹度檢(jian)測儀表(biao)，待幹度(du)儀表應(yīng)用于蒸(zheng)汽流量(liang)計量與(yǔ)補償系(xì)統,必将(jiang)進一步(bù)提高計(ji)量的準(zhun)确性。目(mu)前應采(cǎi)取以下(xià)三項措(cuò)施:
(1)輸送(song)蒸汽的(de)管路必(bì)須有良(liang)好的保(bao)溫措施(shi)防止熱(rè)量損失(shī)。
(2)在蒸汽(qì)管路上(shang)要逐段(duàn)疏水,在(zài)管道的(de)最
低處(chu)及儀表(biao)前的管(guan)道上應(ying)設置疏(shū)水器，及(jí)時排出(chū)冷凝水(shuǐ)。
(3)鍋爐操(cao)作中應(yīng)避免出(chū)現汽包(bāo)液位過(guo)高現象(xiàng),盡量減(jian)少負荷(he)出現大(da)的波動(dong)。
2.3流量儀(yi)表的選(xuan)型
　　對于(yu)蒸汽計(ji)量在選(xuan)擇流量(liang)儀表時(shí)應考慮(lü)5個主要(yao)因素:被(bèi)測流體(ti)特性、生(sheng)産工藝(yi)情況、安(an)裝條件(jiàn)、維護需(xū)求以及(ji)流量儀(yí)表的特(tè)性。這裏(lǐ),着重讨(tǎo)論流量(liàng)儀表的(de)特性、安(an)裝條件(jian)，維護需(xū)求以及(jí)選用流(liú)量儀表(biao)應注意(yì)的幾個(gè)問題。目(mu)前,測量(liàng)蒸汽流(liu)量的儀(yí)表主要(yào)有 渦街(jie)流量計(jì) 、差壓式(shì)( 孔闆流(liú)量計 、均(jun)速管、彎(wān)管)流量(liang)計、分流(liu)旋翼式(shì)流量計(ji)、 阿牛巴(ba)流量計(ji) 、浮子式(shi)流量計(jì)等。
本課(kè)題讨論(lun)多參數(shu)渦街流(liu)量計對(duì)蒸汽計(ji)量的應(yīng)用,是因(yin)爲其測(cè)量幾乎(hū)不受流(liu)體參數(shu)(溫度壓(ya)力密度(du)黏度)變(bian)化的影(ying)響。
3渦街(jiē)流量計(ji)
　　渦街流(liú)量計是(shì)基于卡(kǎ)門渦街(jie)原理而(ér)研制成(chéng)功的一(yī)種新型(xíng)流量計(jì)，由于它(ta)具有其(qí)它流量(liàng)計不可(ke)兼得的(de)優點,70年(nián)代以來(lái)得到了(le)迅速發(fa)展。據介(jiè)紹,現在(zai)日本、歐(ou)美等發(fa)達國家(jiā)使用渦(wō)街流量(liang)計的比(bi)例大幅(fu)度上升(sheng),已經廣(guǎng)泛用于(yú)各個領(lǐng)域,将在(zài)未來流(liu)量儀表(biao)中占主(zhu)導地位(wei)，是孔闆(pǎn)流量計(ji)的理想(xiǎng)替代産(chan)品。
3.1渦街(jiē)流量計(jì)的特點(dian)
(1)結構簡(jian)單牢固(gu),無可動(dòng)部件,長(zhang)期運行(háng)十分可(kě)靠;
(2)維護(hù)十分方(fāng)便,安裝(zhuāng)費用低(dī);
(3)傳感器(qì)不直接(jie)接觸介(jiè)質，性能(neng)穩定,壽(shòu)命長;
(4)輸(shu)出是與(yǔ)流量成(cheng)正比的(de)脈沖信(xin)号,無零(líng)點漂移(yi),精度高(gāo),并方便(bian)與計算(suàn)機聯網(wang);
(5)測量範(fàn)圍寬,量(liang)程比可(kě)達1:10;
(6)壓力(li)損失小(xiǎo),運行費(fèi)用低,更(gèng)具節能(néng)意義;
(7)在(zai)一定的(de)雷諾數(shu)範圍内(nèi),輸出信(xin)号頻率(lǜ)不受流(liu)體物理(lǐ)性質和(hé)組分變(biàn)化影響(xiang)，儀表系(xi)數僅與(yǔ)漩渦發(fā)生體的(de)形狀和(hé)尺寸有(yǒu)關，測量(liang)流體的(de)體積流(liú)量無需(xu)補償，調(diào)換配件(jiàn)後無需(xū)重新标(biāo)定儀表(biao).的系數(shu);
(8)應用範(fan)圍廣,氣(qi)體、液體(ti)的流量(liang)均可測(ce)量;
(9)檢定(ding)周期爲(wèi)2-4年。
3.2渦街(jie)流量計(jì)的局限(xiàn)性
(1)渦街(jie)流量計(jì)是一種(zhǒng)速度式(shi)流量計(jì),旋渦分(fen)離的穩(wen)定性受(shòu)流速影(ying)響，故它(ta)對直管(guǎn)段有一(yī)定.的要(yào)求,一般(ban)是前10D、後(hou)5D;
(2)測量液(yè)體時,上(shàng)限流速(su)受壓損(sun)和氣蝕(shí)現象限(xian)制,一般(ban)是0.5--8m/s;
(3)測量(liang)氣體是(shì),上限流(liu)速受介(jie)質可壓(ya)縮性.變(biàn)化的限(xian)制，下限(xian)流速受(shòu)雷諾數(shù)和傳感(gǎn)器靈敏(min)度的限(xiàn)制,蒸汽(qi)是8-25m/s;
(4)應力(li)式渦街(jie)流量計(jì)對振動(dòng)較爲敏(min)感,故在(zài)振動較(jiào)大的管(guǎn)道安裝(zhuang)流量計(jì)時，管道(dào)要有一(yī)定的減(jian)震措施(shi);
(5)應力式(shi)渦街流(liu)量計采(cai)用壓電(diàn)晶體作(zuo)爲檢測(cè)傳感器(qi)，故其受(shòu)溫度的(de)限制，-般(ban)爲-40-+300℃。
4渦街(jie)流量計(ji)的安裝(zhuang)規範

(1)傳(chuan)感器上(shang)遊應盡(jìn)量避免(mian)安裝調(diao)節閥或(huò)半開閥(fa)門，調節(jie)閥或半(bàn)開閥門(men)安裝在(zai)傳感器(qì)的下遊(yóu)8DN(通徑的(de)八倍)之(zhi)後。
(2)渦街(jie)流量傳(chuán)感器的(de)上遊側(ce)和下遊(you)側應有(you)較長的(de)直管段(duàn)。其上、下(xià)遊直管(guan)段長度(du)根據管(guǎn)道狀況(kuàng)不同而(er)不同，直(zhí)管段的(de)具體安(ān)裝長度(dù)和要求(qiu)見下圖(tú)3。

(3)安裝傳(chuán)感器的(de)直管段(duan)應盡可(kě)能的與(yǔ)傳感器(qì)通徑(DN)-緻(zhì)。若無法(fǎ)一緻時(shí),應采用(yòng)比傳感(gǎn)器通徑(jìng)略大的(de)管徑，誤(wu)差要≤3%并(bìng)不超過(guò)5mm。
(4)被測介(jiè)質含有(yǒu)較多雜(za)質時,應(ying)在傳感(gǎn)器上遊(you)直管段(duàn)要求的(de)長度以(yi)外加裝(zhuang)過濾器(qi)。
(5)傳感器(qi)應避免(miǎn)安裝在(zài)有機械(xiè)振動的(de)管道上(shàng)，并盡量(liàng)避開強(qiáng)電磁場(chǎng)幹擾。當(dāng)振動不(bú)能避免(miǎn)時，應考(kǎo)慮在傳(chuan)感器前(qian)後約2DN處(chu)的直管(guan)段上加(jia)固定支(zhi)架。
5安裝(zhuang)步驟.
(1)将(jiang)配備的(de)專用法(fa)蘭分别(bie)焊接到(dao)上遊和(hé)下遊直(zhi)管段上(shang)，應使專(zhuan)用法蘭(lán)與直管(guǎn)段的内(nei)徑嚴格(gé)保持垂(chuí)直和同(tong)心。
(2)将傳(chuán)感器夾(jia)裝在焊(hàn)有專用(yòng)法蘭的(de)上、下遊(yóu)直管段(duàn).上,并用(yòng)螺栓緊(jin)固。應使(shi)上遊和(he)下遊直(zhi)管段與(yǔ)傳感器(qi)保持同(tóng)心。
(3)應注(zhu)意傳感(gan)器的流(liu)向标志(zhì)要與管(guan)道内流(liú)體的流(liú)向一緻(zhì)。
6防爆型(xing)傳感器(qì)的安裝(zhuāng)要求
防(fang)爆型傳(chuan)感器必(bi)須與合(hé)适的關(guan)聯設備(bèi)安全栅(shan)組成本(běn)質安全(quán)型防爆(bào)系統(見(jiàn)圖4),通過(guò)電源.信(xìn)号安全(quán)栅再連(lian)接到流(liu)量顯示(shì)儀表上(shàng)。

(1)安裝前(qian)應在安(ān)全場所(suo)将傳感(gan)器與防(fang)爆安全(quán)栅通電(dian)檢查,無(wu)異常後(hòu)再進行(hang)安裝。在(zai)易爆場(chǎng)所安裝(zhuāng)傳感器(qi),應避免(mian)傳感器(qi)由高處(chù)墜落,不(bú)允許用(yòng)重物敲(qiāo)擊傳感(gǎn)器和管(guan)道。
(2)傳感(gǎn)器必須(xū)與指定(dìng)的安全(quán)栅組成(cheng)防爆系(xi)統方可(kě)有效。與(yǔ)其它設(she)備組成(cheng)系統時(shí),防爆性(xing)能.消失(shi)。絕對不(bu)允許将(jiāng)安全栅(shan)安裝在(zai)危險場(chang)所。傳感(gan).器與安(an)全栅之(zhī)間連接(jie)屏蔽電(dian)纜的分(fen)布電容(róng)和電感(gan)必須符(fu)合防爆(bào)銘牌上(shàng)的規定(ding)值。.
7安裝(zhuāng)渦街流(liú)計時應(yīng)特别注(zhù)意
(1)專用(yòng)法蘭與(yu)直管段(duàn)焊接時(shí),應卸下(xià)傳感器(qi),一定不(bu)能帶着(zhe)傳感器(qi)焊接法(fa)蘭。
(2)傳感(gan)器安裝(zhuang)前,法蘭(lán)凹槽内(nei)必須放(fàng)好密
封(fēng)圈。
(3)取壓(yā)點和測(cè)溫點，應(yīng)分别在(zài)傳感器(qì)的下遊(yóu)3-5DN處和6~8DN處(chù)見圖5。

(4)高(gao)溫管道(dào)進行保(bao)溫處理(lǐ)時,不要(yao)将傳感(gǎn)器包起(qǐ)來,以免(miǎn)導緻損(sun)壞。
(5)連接(jiē)渦街流(liú)量計的(de)電纜走(zou)向,應盡(jìn)可能遠(yuan)離強電(dian)磁場的(de)幹擾場(chang)合。絕對(dui)不允許(xǔ)與高壓(ya)電纜一(yi)起敷設(she)。屏蔽電(dian)纜應盡(jìn)量縮短(duan),最大長(zhang)度不超(chao)，過500米,且(qie)不得盤(pán)卷,以減(jian)少分布(bù)電感。
8結(jie)束語
　　 蒸(zhēng)汽流量(liàng)測量還(hai)有很多(duō)問題亟(jí)待解決(jue)，在開發(fā)新的測(ce)量技術(shu)的同時(shí)，我們更(gèng)應注重(zhòng)運用現(xian)代科學(xue)手段,進(jin)行應用(yòng)技術深(shen)層次的(de)開發,切(qie)實有效(xiào)地解決(jue)一些實(shi)際問題(tí)。

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