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蒸汽涡街流量计测量的精度分析

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 针对蒸汽流量的实际情况,主要介绍蒸汽流量测量的方法,分析引起测量误差较大的原因。提出了提高流量测量准确性的方法和措施,以及正确选用蒸汽流量测量仪表应注意的事项,可供流量测量工作借鉴。

  1 过热蒸汽流量测量的不确定性

  过热蒸汽是由饱和蒸汽加热升温获得。过热蒸汽的温度与压力是两个独立参数,其它状态参数由这两个参数决定。过热蒸汽在经过输送后,随着工况(如温度、压力)的变化,特别是在过热度不高的情况下,因为热量损失温度降低而使其从过热状态进入饱和或过饱和状态,转变成为饱和蒸汽或带有水滴的过饱和蒸汽。饱和蒸汽突然大幅度减压,一部分液滴在绝热膨胀时也会转变成为过热蒸汽,这样就形成汽液两相流介质,一般流量计都不能准确检测两相流体的流量,从而产生流量测量误差。


惠科达仪表-涡街流量计
  2 饱和蒸汽流量测量的不确定性
  饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应,二者之间只有一个独立参数。饱和蒸汽容易凝结,在传输过程中如有热量损失,蒸汽中便有液滴或液雾形成,并导致温度与压力的降低。含有液滴或液雾的蒸汽称为湿蒸汽。严格来说,饱和蒸汽或多或少都含有液滴或液雾,所以不同状态下不能用同一气体状态方程式来描述。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量,一般用干度这一参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数。

  准确计量饱和蒸汽流量较困难,一般流量计都不能准确检测两相流体的流量,蒸汽压力波动将引起蒸汽比体积的变化,流量测量值会产生附加误差。所以,在饱和蒸汽测量中,必须设法保持测量点处蒸汽断度稳定,必要时还应采取补偿措施。

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  3 测量误差分析

  目前使用流量仪表测量蒸汽流量,测量介质都是指单相流的过热蒸汽或饱和蒸汽。对于相流经常变化的蒸汽,会存在测量不准确的问题。对此,需保持蒸汽的过热度,尽量减少蒸汽的含水量,例如加强蒸汽管道的保温措施,减少蒸汽的压力损失等,以提高测量的准确度。然而,这些方法并不能彻底解决蒸汽流量测量准确的问题,解决这一问题的根本办法是开发一种可测两相流动介质的流量仪表。

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  用于检测气体流量的流量计种类很多,以速度式和比体积流量计应用zui普遍,它们的共同特点是可测定气体的比体积流量,而比体积流量Gv又是状态的函数,工作状态下气体的比体积流量并不能确切的反映实际流量。对此,工程上一般都以标准状态比体积流值或质量流量表示。采用刻度气体流量计时,选定气体正常温度、压力为设计条件,将设计状态下的比体积流量折算为标准比体积流量或质量流量,其折算系数中含有气体比体积的因素,当气体的工作状态偏离设汁状态,比体积流量测量值将产生误差。此外,气体的禅分、含量或温度的变化,都对流量测量产生影响。所以,蒸汽流量的测量更需要采取补偿措施,并且因蒸汽的状态变化补偿因素也比较复杂。
  过热蒸汽的比体积由蒸汽的温度、压力两个参数决定,而且在不同的参数范围内,比体积的表达形式也不相同,无法用同一通式表示,所以不能获得统一的比体积计算公式,只能个别推导求得温度、压力补偿公体。在温度、压力波动范围较大的场合,除进行温度、压力补偿外,还需要考虑对过热蒸汽体积膨胀系数ε的补偿。

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