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測蒸汽流量的儀表分類與選擇合適的蒸汽流量計

1.蒸汽是比較特殊的介質,有飽和和及過熱兩種狀態。隨著工況(如溫度、壓力)的變化,過熱蒸汽經常會轉變成為飽和蒸汽。圖一。測量蒸汽流量的儀表分類與選擇合適的蒸汽流量計
圖1中的縱坐標和橫坐標分別為(水)蒸汽的壓力和溫度值。圖中的曲線稱作飽和曲線。曲線上的點為飽和狀態的蒸汽參數值,飽和曲線以上部分為過熱蒸汽,以下部分為液態水。
由此圖可以看出飽和蒸汽的溫度和壓力值是一一對應的,即當飽和蒸汽的溫度或壓力有一值確定,另一值也就可以確定了。例如:150℃的飽和蒸汽對應的絕對壓力值為0.476MPa。絕壓為0.6Mpa的飽和蒸汽對應的溫度為158.94℃。而過熱蒸汽的溫度和壓力并不一一對應,在圖中是在飽和和曲線以上區域。例如:150℃的蒸汽當其壓力值大于0.476Mpa,就稱其為過熱蒸汽。指示過熱度不同。壓力值等于0.476Mpa時,稱為飽和蒸汽。
另外還有一個概念是濕蒸汽(干蒸汽),蒸汽的溫壓狀態在飽和曲線以下區域時我們就不能稱其為蒸汽而是水了。飽和蒸汽實際上是水分子由液態轉變為氣態的臨界值,飽和蒸汽由于溫度或壓力的改變部分氣態水分子轉變為液態,即蒸汽中攜帶部分的水時就稱其為“濕蒸汽”。完全氣態水分子稱為“干蒸汽”。濕蒸汽在管道中實際上是兩相流,會影響流量儀表的計量精度。當蒸汽攜帶的水量較大時,其對管道中的儀表及閥門等設備沖擊很大,可能損壞某些設備,俗稱“水錘”。解決濕蒸汽的方法是保持蒸汽過熱度,例如:加強管道保溫,注意倍壓等,還應注意管道排水。
2.測量蒸汽流量的儀表分類及選擇
目前,測量蒸汽流量的儀表主要有渦街流量計,差壓式(孔板、勻速管、彎管)流量計、分流旋翼式流量計、阿牛巴流量計、浮子流量計等,但從儀表工作原理上來講主要分別為渦街流量計和差壓兩大類。這里主要討論渦街流量計、孔板流量計。蒸汽流量測量在80年代以前普遍采用標準孔板流量計,但從流量儀表發展狀況來看,孔板流量計盡管其歷史悠久、應用范圍廣、人民對它的研究也充分,實驗數據完整,但用標準孔板流量計來測量蒸汽流量,它仍存在一些不足之處:其一,壓力損失較大;其二,導壓管、三閥組及連接頭容易泄露; 其三,量程范圍小,一般為3:1,對流量波動較大易造成測量值偏低。而渦街流量計具有結構簡單,變送器直接安裝與管道上,客服了管路泄露現象。另外,渦街流量計的壓力損失小,量程范圍寬,對飽和蒸汽測量量程比可達30:1。因此,隨著渦街流量計測量技術的成熟,渦街流量計的使用越來越受到人們的青睞。
渦街流量計和孔板流量計,渦街安裝維護方便,測量相對準確但價格較高;孔板安裝維護相對麻煩,準確度低,但價格便宜。另外無論是渦街還是孔板都要加溫度、壓力補償并與計算儀(或相應程序)配套使用,才能計算出質量流量。