影響蒸汽流量計正確測量的因素和解決方法

關(guān)于影響蒸汽流量計正確測量的因素和解決方法第1頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

我公司蒸汽流量計有：孔板流量計，噴嘴流量計，渦街流量計，彎管流量計等。蒸汽的計量不同于其它流體如水、空氣等介質(zhì)，在實際測量中影響其精確測量的因素較多，同時在國內(nèi)關(guān)于蒸汽測量方面也存在不少誤區(qū)。影響正確測量蒸汽流量的因素很多，下面我們分析一下影響正確測量蒸汽流量的因素及處理方法。公司流量計簡介問題一：我公司所用的蒸汽流量計有哪幾種？第2頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三一、蒸汽流量的變化對測量的影響

公司內(nèi)的用汽負(fù)荷比較穩(wěn)定，熱用戶、生產(chǎn)用汽單位的用汽，由于用汽的時間性、生產(chǎn)任務(wù)、人為因素等原因的用汽量我們可能無法知道或變化很大，流量計必須能夠測量從極端的低負(fù)荷至最大負(fù)荷的整個范圍。因此流量計在可能的流動工況下具有盡可能大的量程比。但涉及量程比時我們還要注意，因為量程比是居于現(xiàn)實的流動速度上，通過查資料發(fā)現(xiàn)對于蒸汽系統(tǒng)一般的最大允許速度為35m／s，更高的流動速度會引起系統(tǒng)的沖蝕和噪音。比如標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、彎管等流量計流速超過量程時由于變送器的量程限制流量不增加，仍顯示為最大量程。渦街流量計流速超過量程時，由于噪音的影響，發(fā)現(xiàn)有的渦街流量計量程不但不增加，反而減少。而不同的流量計允許的最低流速是不同的，根據(jù)流量測量原理，大部分流量計有小信號切除的功能，因此對于流量變化比較大的系統(tǒng)，很容易造成在低流量(低流速)時有些流量計無法正確計量或不能計量的事實。儀表的選型時要盡可能選擇流量量程比大的流量計，避免在測量小流量時不正確或流量“丟失”現(xiàn)象，但具體如何選擇還要根據(jù)具體情況而定。問題二：如何消除蒸汽流量的變化對測量的影響？第3頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三二、蒸汽壓力和和溫度變化引起的密度變化

在理想情況下，蒸汽的壓力能保持絕對的恒定。然而，在現(xiàn)實世界中，由于蒸汽系統(tǒng)負(fù)荷的變化、系統(tǒng)的壓力降，爐、機(jī)運行參數(shù)的變化，熱網(wǎng)熱用戶用汽量大小等原因都會引起壓力的變化，有時這種變化是很大的，在輸送蒸汽的過程中即使在壓力不變，由于蒸汽管道的對外散熱，也要損失掉一部分熱量，從而引起溫度的變化，導(dǎo)致蒸汽密度發(fā)生了變化。

如孔板流量計：孔板和差壓變送器輸出的是差壓信號。其質(zhì)量流量與流量計的幾何外型、差壓平方根和密度平方根有關(guān)。其質(zhì)量流量公式是第4頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三其中：qm——流體質(zhì)量流量Kg/s

d——節(jié)流件孔徑c——流體流出系數(shù)β——節(jié)流件孔徑與管道內(nèi)徑d/D

ρ——節(jié)流件裝置上游取壓口處的流體密度Kg/m3

ε——流束膨脹系數(shù)Δp——節(jié)流裝置上下游取壓口的壓力之差第5頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

孔板和差壓變送器輸出的差壓信號只和流體流速有關(guān)，而和介質(zhì)的密度、壓力、溫度無關(guān)。即對于給定的流動速度，1MPa和0．5MPa的蒸汽，或300℃和200℃的蒸汽，對同一個孔板和差壓變送器其輸出信號是相同的。因此，對于一個孔板式蒸汽流量計如果指定在某壓力或溫度下工作，而實際運行于不同的壓力和溫度，即在一定的差壓下，因溫度和壓力變化引起的誤差可用以下方法簡單計算：其中：e——基于真實流量的誤差，％

ρsp——指定壓力溫度下的蒸汽密度，Kg/m3

ρact——實際工況下的蒸汽密度，Kg/m3第6頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

應(yīng)用舉例

一

一個孔板蒸汽流量計如果指定在過熱蒸汽壓力為0．5MPa下工作，而實際的運行壓力為0．4MPa。通過查過熱蒸汽密度表得知：在相同的溫度（290℃）下壓力為0．5MPa的蒸汽密度為1．9495Kg/m3，壓力為0．4MPa的蒸汽密度為1．5554Kg/m3。注：以上壓力是指絕對壓力，如果不告知，下面所說的壓力均為絕對壓力。其測量誤差為：e＝[√1.9495／√1.5554一1]×100％＝+11．9％第7頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

應(yīng)用舉例二

一個孔板蒸汽流量計如果指定在過熱蒸汽溫度為290℃工作，而實際的運行溫度為250℃。通過查過熱蒸汽密度表得知：在相同壓力下（0．5MPa）溫度為290℃的蒸汽密度為1．9495Kg/m3，溫度為250℃的蒸汽密度為2．1081Kg/m3。其測量誤差為：e＝[√1.9495／√2.1081一1]×100％＝－3．8％第8頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

再如渦街流量計：

渦街流量計質(zhì)量流量公式：

qm＝（3600f／K）?ρ

f——頻率（Hz）

K——儀表系數(shù)

渦街流量計的測量探頭信號輸出只和流速有關(guān)，而和介質(zhì)的密度、壓力、溫度無關(guān)。即對于給定的流動速度，1MPa和0．5MPa的蒸汽，或300℃和200℃的蒸汽，對同一個渦街流量計探頭其輸出信號是相同的。因此，對于一個渦街蒸汽流量計指定在某壓力或溫度下工作，而實際運行于不同的壓力和溫度，其因溫度和壓力變化引起的誤差可用以下方法簡單計算：

e＝[ρsp／ρact一1]×100％

其中：e——基于真實流量的誤差，％

ρsp——指定壓力溫度下的蒸汽密度，Kg/m3

ρact——實際工況下的蒸汽密度，Kg/m3第9頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三應(yīng)用舉例三

一個渦街蒸汽流量計指定在過熱蒸汽壓力為0．5MPa下工作，而實際的運行壓力為0．4MPa。通過查過熱蒸汽密度表得知：在相同的溫度下（290℃）壓力為0．5MPa的蒸汽密度為1．9495Kg/m3，壓力為0．4MPa的蒸汽密度為1．5554Kg/m3。其測量誤差為：e＝(1.9498／1.5554一1)×100％＝+25．3％再如：一個渦街蒸汽流量計指定在過熱蒸汽溫度為290℃下工作，而實際的運行溫度為250℃。通過查過熱蒸汽密度表得知：在相同壓力（0．5MPa）下溫度為290℃的蒸汽密度為1．9495Kg/m3，溫度為250℃的蒸汽密度為2．1081Kg/m3。其測量誤差為：e＝(1.9498／2.1081一1)×100％＝－7．5％第10頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三三、蒸汽干度對于飽和蒸汽的影響

目前，用于測量蒸汽流量的流量計大部分為體積流量計。首先測得體積流量，然后通過蒸汽的密度(固定密度或根據(jù)溫度、壓力補償)計算質(zhì)量流量，也就是假定蒸汽為完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，這幾乎適用于所有的情況，特別是目前國內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽品質(zhì)不同，蒸汽輸送管道沒有有效的凝結(jié)水排放。因此通過以上方法測得的蒸汽質(zhì)量不盡正確。如果不考慮蒸汽干度的影響，得出的數(shù)據(jù)會低于實際的流量。

實際的蒸汽流量和假定干蒸汽(蒸汽干度=1)所測得的流量可以用以下公式近似表達(dá)：

Qmx＝Qmd／﹝x﹞1／2

其中：Qmx——實際干度下的質(zhì)量流量kg／h

Qmd——干飽和蒸汽下的流量kg／h

x——蒸汽干度第11頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三通過上述公式，如果蒸汽的干度為0．95，而測量時認(rèn)為100％的干蒸汽，則實際測量誤差為:

e＝Qmx／Qmd–1

＝1／﹝x﹞1／2–1

＝1／﹝0．95﹞1／2–1

＝2．6％

因此流量計的積算儀應(yīng)該包括能設(shè)置飽和蒸汽干度的功能。但在實際工況確定蒸汽的干度也很困難。如果能夠改進(jìn)蒸汽流量計入口處的蒸汽品質(zhì)，則能改進(jìn)蒸汽流量計的測量精度。

因此，對于飽合蒸汽干度的影響，應(yīng)注意干度的的修正，確保高品質(zhì)的蒸汽流經(jīng)流量計。建議在流量計的上游安裝汽水分離裝置，以提高測量正確性。

第12頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三四、流體相變對測量結(jié)果的影響1.汽相變液相

過熱蒸汽在經(jīng)過長距離輸送后，往往會因為熱量損失溫度降低而脫離過熱狀態(tài)，進(jìn)入飽和狀態(tài)，甚至部分蒸汽冷凝變成水滴而出現(xiàn)相變。這些水滴對流量測量結(jié)果究竟有多大影響，下面舉例說明。

有一常用壓力為1.0MPa的過熱蒸汽，其流量為qm，假設(shè)經(jīng)長距離輸送后有10%qm冷凝成水滴，令其為qmL,而保持汽態(tài)的部分為qms，從定義知，此時濕蒸汽的干度為

由于采用溫壓補償，所以按照臨界飽和狀態(tài)查表，得到此時的蒸汽(干部分)密度為ρs=5.6808kg/m3，查水密度表知此時水滴的密度為ρL=882.47kg/m3，顯然水滴與蒸汽干部分的體積流量為第13頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

由定義知，蒸汽干部分體積流量占濕蒸汽總體積流量之比RV為

在該例中，RV=99.93%，由此可見，在濕蒸汽中，水滴所占的體積可忽略不計。問題三：凝結(jié)成的水滴在飽和蒸汽體積流量計中有何影響？第14頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三2.蒸汽狀態(tài)判別

蒸汽狀態(tài)判別其實比較簡單。在下圖所示的過熱蒸汽密度表示意圖中，從壓力測定值P0出發(fā)去查溫度，如果溫度測定值大于飽和溫度t1，則判別蒸汽為“過熱蒸汽”；如果溫度測定值小于t1，則判別蒸汽狀態(tài)為“過飽和蒸汽”，此時，溫度信號與壓力信號不平衡。如果溫度測定值等于t1，則判別蒸汽狀態(tài)為“飽和蒸汽”，此時溫度信號與壓力信號處于平衡狀態(tài)。如果我們沒有下面的過熱蒸汽密度表示意圖，也可以通過飽和蒸汽密度表去查溫度也可以粗略地估計一下。問題四：如何判別蒸汽處于何種狀態(tài)？第15頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

當(dāng)過熱蒸汽因熱量損失而脫離過熱狀態(tài)后，只可能出現(xiàn)兩種情況。一種是進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)，另一種是進(jìn)入過飽和狀態(tài)。如果進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)，從理論上講，流量計不會因此而增大誤差，因為在流量計流量計算公式中，根據(jù)蒸汽壓力查出的ρ與實際密度是相符的。如果進(jìn)入過飽和狀態(tài)，情況就復(fù)雜了。一般認(rèn)為，蒸汽干度較高(X≥95%)時流體可視為單相流體。溫壓補償可按通常方法進(jìn)行，但出現(xiàn)一定誤差。在流量計流量計算公式中，ρ是實際流體濕飽和蒸汽的密度，其值比臨界飽和狀態(tài)的大，而且干度越低密度越大。而人們根據(jù)壓力查出的是臨界飽和狀態(tài)的密度，比實際密度小，所以質(zhì)量流量計算結(jié)果出現(xiàn)負(fù)誤差。在濕度不進(jìn)行測量的情況下，X是未知數(shù)，因此，測量結(jié)果偏低多少也是個未知數(shù)。

在蒸汽干度較低(X<95%)時，管道中的流體處于二相流狀態(tài)。情況嚴(yán)重時。流體分層流動，產(chǎn)生誤差更大。問題五：過熱蒸汽在輸送過程中因熱量損失后可能是哪種狀態(tài)？3.過熱蒸汽變成飽和蒸汽第16頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三4.濕飽和蒸汽變成過熱蒸汽

濕飽和蒸汽變成過熱蒸汽，一般發(fā)生在濕飽和蒸汽突然較大幅度減壓，流體出現(xiàn)絕熱膨脹時。(1)相變過程

濕飽和蒸汽中的水滴，其壓力和溫度處于平衡狀態(tài)，在壓力突然降低而低于平衡壓力時，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，都會使溫度迅速降低到與新的壓力所對應(yīng)的飽和溫度，建立新的平衡。這時蒸汽仍為濕飽和蒸汽。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(yīng)的飽和溫度，則蒸汽變?yōu)檫^熱狀態(tài)。(2)蒸發(fā)對流量測量的影響上述蒸發(fā)發(fā)生后得到的兩種結(jié)果，前一種對我們的補償無影響，僅僅是蒸汽中的干部分增加，干度相應(yīng)增大。如果蒸發(fā)發(fā)生后，蒸汽變?yōu)檫^熱狀態(tài)，而流量計又恰巧安裝在減壓之后的管道上。這時對流量計的影響分三種情況。問題六：飽和蒸汽在輸送遠(yuǎn)程中在何種情況下變會為過熱蒸汽？第17頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

第一種情況是設(shè)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。

第二種情況是設(shè)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溫度之差所對應(yīng)的密度差造成的補償誤差。

第三種情況是設(shè)計時按飽和蒸汽考慮，但采用溫度補償，則將過熱蒸汽溫度當(dāng)作飽和溫度去查密度表。一般會引起較大的誤差。(3)應(yīng)用舉例某一單位輸出的蒸汽為飽和蒸汽，并根據(jù)各用戶中蒸汽壓力要求值最高的一個決定供汽壓力為1.0MPa（本例中所指的壓力為表壓）。多數(shù)用戶在蒸汽總管進(jìn)換熱裝置時先經(jīng)減壓閥減壓。如下圖第18頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

用作蒸汽計量裝置的渦街流量計安裝在減壓(穩(wěn)壓)閥之后。原設(shè)計按飽和蒸汽考慮，采用溫度補償。經(jīng)減壓，蒸汽總管帶入的水滴蒸發(fā)完后汽溫仍高于飽和溫度，呈過熱狀態(tài)，現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)如上圖所示。這時流量二次表按照所測量到的溫度t2=162.4℃查飽和蒸汽密度表，得ρ2=3.4364kg/m3，而按照t2和P2兩個測量值查過熱蒸汽密度表，得密度ρ2′=2.6928Kg/m3，所以質(zhì)量流量計算結(jié)果出現(xiàn)27.6%的誤差，即第19頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三e=（ρ2–ρ2′）/ρ2′

=（3.4364–2.6928）/2.6928=27.6%

在本例中，如果采用壓力補償，則根據(jù)P2=0.42MPa的信號查飽和蒸汽密度表，應(yīng)得到ρ2?=2.7697Kg/m3，則壓力補償時產(chǎn)生的誤差為

e=（ρ2–ρ2?）/ρ2′

=（2.7697–2.6928）/2.6928=2.8%(4)解決辦法將蒸汽流量計安裝在減壓閥之前，上述蒸汽未經(jīng)減壓時，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。如果流量計只能安裝在減壓閥后面，采用溫壓補償。如果減壓閥的穩(wěn)壓性能較好，可將流量計上游壓力值作為一個恒定值設(shè)置到二次表內(nèi)進(jìn)行溫度壓力補償。問題七：如何消除飽和蒸汽變相為過熱蒸汽對流量計的影響？第20頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三5、流體現(xiàn)變相一點體會(1)飽和蒸汽的工況補償，可以采用壓力補償，也可以采用溫度補償。(2)過熱蒸汽變成過飽和蒸汽后，對流量計的正確計量有一定的影響，選擇流量表及補償方法要特別慎重。(3)過飽和蒸汽變成過熱蒸汽后，若采用的是壓力補償，引入的誤差很??；若采用的是溫度補償，引入的誤差很大。但合理選擇儀表測量點位置。選用合適的補償方式，可將此誤差消除或降到很小。

以上我們討論的幾個比較重要但容易被忽略的影響蒸汽測量蒸汽流量的因素，當(dāng)然影響測量正確程度的因素還包括正確的安裝、流量計的選型等。第21頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

五、蒸汽流量計應(yīng)具有的性能

“沒有計量，就沒有管理”，為了正確測量蒸汽的流量，一個蒸汽流量計必須具備以下性能：5．1良好的再現(xiàn)性再現(xiàn)性是描述流量計能多次顯示一個確定的流量值的能力。再現(xiàn)性不應(yīng)該和測量精度混淆。一個流量計對一個確定的流量能多次顯示良好的同一性，但其值有可能是錯誤的或者是不正確的。流量計的再現(xiàn)性有助于改進(jìn)工廠的效率、改進(jìn)工藝過程的控制。5．2

高的測量精度測量精度是衡量蒸汽流量計的顯示值和“真實”值的吻合程度。精度有兩種差別很大的方法表示：5．2．1

測量值誤差或?qū)嶋H示值誤差如果流量計系統(tǒng)的實際示值誤差為±3％，并且指示流量為1000kg／h，其“不確定值”在1030kg／h和970kg／h之間。當(dāng)流量為500kg／h時，其誤差仍然為±3％，“不確定值”在515kg／h和485kg／h之間。第22頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三5．2．2

F．S．D或者全量程誤差在本表示方法中，誤差以流量計的最大測量值的百分比表示。假定一個流量計其最大測量值為1000kg／h，其精度為全量程的±3％，則當(dāng)流量為500kg／h時，其“不確定值”在530kg／h和470kg／h之間。可以看出，此時對于“實際測量值”其不確定性為±6％。并且當(dāng)流量減少時，其不確定性增大，也即誤差增大。所以在考察一個流量計的精度時，一定要注意是示值誤差還是全量程誤差。5．3

量程比

一個流量計精度很重要，但口徑選擇正確和使流量計盡可能接近用戶的實際需要也很關(guān)鍵。量程比是指一個流量計能確保給定的精度和再現(xiàn)性的范圍內(nèi)，所能測量的最大流量和最小流量之比。問題八：對于一臺量程1000kg／h流量計，F(xiàn)SD為±3％，當(dāng)流量為500kg／h時，計算其不確度？第23頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三下面是我公司一些常用的蒸汽流量計典型的量程比

流量計類型 典型的量程比

孔板流量計 4：l

彎管流量計 10：l

渦街流量計 從4：l至25：l取決于實際應(yīng)用

超聲波流量計 40：l至200：l

在典型的蒸汽系統(tǒng)中，蒸汽負(fù)荷有峰值，也有極端低值，如午休時間或午夜。而每個流量計的選擇是根據(jù)所處理的最大流量。例如，在某一應(yīng)用中，最大流量為1000kg/h，同時選用了一孔板流量計，一般孔板流量計的量程比為4：1，也即該流量計在1000kg／h至250kg／h內(nèi)能達(dá)到它所標(biāo)的性能。當(dāng)實際流量低于該值時，流量計不能達(dá)到它的性能，誤差開始積累。最好的情況是測量不再正確，最差的情況是流量會“丟失”。問題八：蒸汽流量計應(yīng)具有的重要性能？良好的再現(xiàn)性、高的測量精度、測量誤差小、量程比寬等

第24頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三在下圖的實例中，最壞情況時“流量丟失”1700kg或約一天中30％的總流量。因此，蒸汽流量希望能正確計量，有必要了解正確的蒸汽用量，同時選擇量程比足夠大的流量計以滿足蒸汽負(fù)載的變化。從長遠(yuǎn)來看，高量程比流量計很重要：高量程比能處理流量增加或減少的需要，完全消除錯誤讀數(shù)。

量程比引起的誤差示意第25頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三5．4

蒸汽密度的自動補償功在前面關(guān)于影響蒸汽流量正確測量中討論到，在現(xiàn)實世界中，完全恒定的蒸汽壓力、溫度是不存在的。下圖表示一個典型的飽和蒸汽應(yīng)用的變化周期。在起機(jī)階段，系統(tǒng)壓力逐漸升高至正常的5barg，然而由于工藝過程負(fù)載等各種因素的變化，系統(tǒng)的壓力總是在波動。對于一個簡單的、沒有密度自動補償?shù)牧髁坑?，在一天中的累計誤差是很明顯的。因此，對應(yīng)用于蒸汽系統(tǒng)的流量計必須具有自動密度補償功能。

第26頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三六、關(guān)于蒸汽流量測量溫壓補償問題的探討

蒸汽流量測量中增加溫壓補償?shù)哪康?，是在蒸汽的實際工況偏離沒汁工況時，將蒸汽的密度對測量結(jié)果的影響予以修正。因為蒸汽是處于氣相狀態(tài)，在其溫度、壓力變化時，其密度有很大的變化，如果不進(jìn)行補償，引起的誤差是很大的。例如設(shè)計壓力為lMPa(表壓)的飽和水蒸氣，當(dāng)壓力下跌到0．8MPa時，密度下降到設(shè)汁值的82％，若不進(jìn)行溫壓補償，對差壓式流量計的影響是使示值升高10．4％，而對渦街流量計的影響是使示值升高21．9％。顯然，對溫度、壓力變化的流量測量對象，除直接法質(zhì)量流量計外，必須進(jìn)行溫壓補償。問題九：測量蒸汽流量時為何要進(jìn)行溫壓補償？

蒸汽處于氣相狀態(tài)，其溫度、壓力變化時，其密度有很大的變化，如果不進(jìn)行補償，引起的誤差是很大的。第27頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

但是儀表在實施溫壓補償時遇到了一些問題，因為水蒸氣在輸送過程中難免要發(fā)生相變，例如過熱蒸汽在經(jīng)過長距離輸送后，往往因沿途損失熱量而脫離過熱狀態(tài)，進(jìn)入飽和狀態(tài)，甚至變成氣液兩相，如果仍按過熱蒸汽來處理是帶來很大的測量誤差。飽和水蒸氣在送到生產(chǎn)裝置后有的往往要先減壓再使用，我們的熱用戶所用的蒸汽也是經(jīng)過我公司的減壓閥門后到達(dá)用戶，那么，減壓后的蒸汽是處于飽和狀態(tài)還是過熱狀態(tài)等等。對于這些問題．如果處理不當(dāng)，就會引起額外的誤差。下面就以我們實際工作中所遇到的問題，結(jié)合具體的儀表進(jìn)行分析和討論。第28頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三1、蒸汽密度的求取流量測量中溫壓補償?shù)闹饕蝿?wù)是將蒸汽的溫度、壓力測量出來并據(jù)此求出蒸汽密度。我們公司內(nèi)所使用的流量二次表是WP型系列智能流量積算控制儀，熱網(wǎng)用戶所使用的大部分是濰坊奧博科技發(fā)展有限公司的MC51-A型智能流量積算儀。在該儀表中，蒸汽溫壓補償采用查表和內(nèi)插相結(jié)合的方法求取蒸汽密度，在儀表的EPROM中寫入二個蒸汽密度表，一個表是過熱蒸汽密度表，另一個是飽和蒸汽密度表，采用的都是國際蒸汽密度表1967IFC。其中，過熱蒸汽密度表有兩個自變量，即蒸汽溫度和蒸汽壓力。而飽和蒸汽密度表都只有一個自變量。是蒸汽壓力為自變量，還是蒸汽溫度為自變量，查出的結(jié)果都是一樣的。這樣，測得蒸汽溫度或測得蒸汽壓力都能通過查飽合蒸汽密度表求得蒸汽密度。究竟是選用查溫度為自變量還是以壓力為自變量，則在實際操作中由用戶自己選定。第29頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三2、飽和蒸汽應(yīng)采用何種補償

飽和蒸汽采用壓力補償和溫度補償，從本質(zhì)上來說是一樣的，因為飽和狀態(tài)的蒸汽壓力和溫度之間呈單值函數(shù)關(guān)系，從蒸汽壓力查出的密度同與此壓力相對應(yīng)溫度查出的密度是一致的。因此，采用壓力補償和溫度補償都是可行的。

從節(jié)約投資和減少安裝工作量的角度來看，是溫度補償更合算一些，因為一支鉑熱電阻的價格只及壓力變送器的幾十分之一到幾分之一。從補償精度來看，主要取決于所選的壓力變送器的精度和熱電阻的精度。因為我們所選用的流量二次表精度較高，其壓力輸入通道最大誤差為±0.1%FS，而溫度輸入通道，當(dāng)溫度≤300℃時最大誤差為±0.3℃，溫度>300℃時，最大誤差0.1%MV。

下面從一實例分析不同的傳感器、變送器精度對補償誤差的影響。第30頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

有一飽和蒸汽流量計，蒸汽常用壓力1.0MPa（壓力為表壓），其飽和溫度為184.1℃，如果忽略溫度傳感器和壓力變送器安裝帶來的誤差，而且壓力變送器導(dǎo)壓管中的液柱對壓力測量的影響也已做了校正，況且選用的是A級鉑熱電阻，此時測溫最大誤差為±0.59℃，用這個測量結(jié)果去查密度表，密度可能產(chǎn)生的最大的誤差是±0.072kg/m3，這個誤差比選用0.5級壓力變送器效果略差，比1.0級壓力變送器效果略好。顯然，采用溫度補償方法，補償精度不如壓力補償。如果蒸汽常用壓力是其他值，上面列出的數(shù)字可能會有差異，但基本結(jié)論不會變。因此，對飽合蒸汽測量補償來說，壓力補償與溫度補償相比，壓力補償精度高一些，溫度補償投資省一些，具體儀表選型時應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)精度要求和資金承受能力，權(quán)衡利弊得失做出抉擇。第31頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三七、

流量儀表的正確安裝不同原理的測量方法對安裝要求差異很大。例如有些儀表(如差壓式、渦輪式)需要長的上游直管段，以保證儀表進(jìn)口端前流動必須達(dá)到充分發(fā)恩而另一些儀表(例如容積式、浮子式)則無此要求或要求很低。有些儀表使用說明書未詳細(xì)說明儀表應(yīng)考慮安裝位置與流動方向、維護(hù)空間、安裝方向等要求及其影響。然而從眾多發(fā)表資料表明流量儀表測量性能受安裝狀況的影響很大。追溯流量儀表應(yīng)用不好誤差較大的原因，有很大部分是安裝不善所致。常見的錯誤有：

①孔板進(jìn)出口面反裝；②流量傳感器安裝在流速分布不良的場所；②連接到差壓裝置的引壓管中存在不希望有的相；④安裝在有害的環(huán)境或不易接近的位置；⑤儀表處于錯誤的流動方向；⑥差壓式儀表引壓管線斜率不正確；⑦儀表或電信號傳輸線至于強(qiáng)電磁場下；⑧將易受振動干擾的儀表裝于有振動的管道。等等。

第32頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三

因此從上面的流量表測量影響因素來看，安裝方面應(yīng)考慮的因素有：儀表的安裝方向、流動方向、上下游管道狀況、閥門位置、防脈動流影響、振動、電氣干擾和維護(hù)空間等。

正確安裝流量計是確保能正確計量蒸汽的關(guān)鍵之一。由蒸汽流量計用戶在安裝流量計時必須注意以下幾點：①管道布置方向

應(yīng)用實際應(yīng)用中管道布置方向有時會影響流量表的選擇。有些儀表水平安裝和垂直安裝在測量性能上會有差別，例如流體垂直向下流動帶給儀表轉(zhuǎn)動元件額外力，會顯著影響性能，線性或重復(fù)性變壞。大部分儀表的安裝方向均由制造廠作出規(guī)定，應(yīng)予遵守。如安裝方向要與規(guī)定方向不一致，應(yīng)與制造廠磋商，作進(jìn)一步確認(rèn)。流量表安裝方向還取決于流體的物性如水平管道可能淀沉固體顆粒，因此測量液體的儀表最好安裝于垂直管道。有些儀表則不受安裝方向限制。第33頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三②流動方向

有些流量儀表只可以在某一流動方向工作，錯誤安裝成反向流動會使測量有差異，大部分流量儀表殼體標(biāo)有流動方向，安裝時要注意。③上游和下游管道直管段

大部分流量儀表或多或少受進(jìn)口流動狀況的影響，必須保證有良好的流速分布。管道布置會引入不同類型流動擾動，最普遍的是流速分布剖面畸變和旋渦。流速剖面畸變通常由于管路配件局部阻礙（如閥門）造成，或者受彎頭的影響。旋渦普遍是由兩個或兩個以上空間彎頭所引起的。這些影響能夠以適當(dāng)長度上游直管段或安裝流動調(diào)整器予以改善。④管徑

非常小或非常大管徑往往限制流量儀表的選擇。因為有些類型儀表的口徑范圍并不很寬。測量大管徑低流速或小管徑高流速的流量，可選用與管徑尺寸不同的儀表口徑，并以異徑管連接之，使運行流速在商品儀表規(guī)定的范圍內(nèi)。使之消除選擇過低流速，儀表受到限制，過高流速則測量元件可能超速或壓力降過大而損壞儀表。第34頁，講稿共40頁，2023年5月2日，星期三⑤維護(hù)空間

維護(hù)空間的重要性常被忽視。一股來說應(yīng)能進(jìn)入到儀表周圍，易于維護(hù)，并能有更換流量表的位置。⑥管道振動

有些流量儀表(如渦街式、科氏質(zhì)量式)易受振動干擾，應(yīng)考慮管道作可靠支撐設(shè)計。脈動緩沖器雖可消除泵和壓縮機(jī)的影響，然而所有儀表還是應(yīng)遠(yuǎn)離振動或脈動安裝為宜。⑦閥門位置

流量儀表的管線上總是有控制閥和管線隔離閥。控制閥應(yīng)裝在儀表下游，以避免由閥產(chǎn)生任何流速分布擾動和氣穴，從而流量表測量不正確或?qū)α髁坑嬙斐蓳p傷。通常儀表上下游