摘要：蒸(zheng)汽流量(liang)檢測在(zai)工業生(shēng)産過程(chéng)中較爲(wèi)常見，随(suí)着蒸汽(qì)流量檢(jiǎn)測精度(du)要求的(de)提高溫(wēn)度壓力(li)補償尤(yóu)😘爲重要(yào)。通過分(fèn)析渦街(jiē)流量計(ji) 用于蒸(zhēng)汽流量(liàng)測量的(de)原理提(ti)出渦街(jiē)流量計(jì)在飽和(he)蒸汽🏃🏻和(hé)過熱蒸(zhēng)汽流量(liàng)檢測中(zhong)的溫度(du)和壓力(lì)補償的(de)方法🙇‍♀️，爲(wei)工程設(she)計、實🔞際(jì)應用提(ti)供參考(kao)。
1引言
　　渦(wō)街流量(liàng)計在蒸(zhēng)汽流量(liàng)檢測領(ling)域的應(yīng)用越來(lai)越廣泛(fan)；但是🌈渦(wō)街流量(liàng)計檢測(cè)值爲蒸(zheng)汽的體(ti)積流量(liang)。工業過(guo)程㊙️往往(wǎng)要求測(ce)量其質(zhi)量流量(liang)，飽和蒸(zhēng)汽和過(guò)熱蒸汽(qì)在計算(suan)質量流(liu)量的過(guo)程中需(xū)要補償(cháng)計算。
2飽(bao)和蒸汽(qi)和過熱(rè)蒸汽的(de)區别
　　水(shui)在一定(ding)的壓力(li)下加熱(re)，水的溫(wen)度随着(zhe)不斷加(jiā)熱而上(shang)升，當水(shui)溫升高(gao)到某一(yi)溫度時(shi)，水就開(kāi)始沸騰(teng)🛀🏻，這時水(shuǐ)的溫度(du)稱爲沸(fei)騰溫度(dù)。如繼續(xu)加熱，水(shui)溫保持(chí)不變，水(shui)即開始(shi)汽化，而(ér)逐步變(bian)爲蒸汽(qi)。這時蒸(zheng)汽的溫(wēn)度也就(jiu)等于飽(bǎo)和溫度(dù)。這種狀(zhuang)态的♈蒸(zheng)汽就稱(cheng)❗爲飽和(hé)蒸汽。如(rú)果把飽(bao)和蒸汽(qi)繼續進(jìn)行加熱(re)，其溫🈲度(dù)将繼續(xu)升高，并(bing)超過該(gai)壓力下(xia)的飽和(hé)溫度，這(zhè)種超過(guo)飽和溫(wen)度的蒸(zhēng)汽就稱(cheng)爲過熱(rè)🔆蒸汽。
　　水(shuǐ)的沸騰(teng)溫度與(yǔ)其所受(shou)壓力有(yǒu)關，壓力(lì)愈大，則(zé)沸騰溫(wen)度也就(jiu)越高；反(fan)之，壓力(lì)小，則沸(fèi)騰溫度(dù)也低。所(suǒ)以對于(yú)飽🐅和蒸(zhēng)汽而言(yán)，溫度與(yu)壓力存(cún)在一一(yī)對應關(guan)系。而🈲過(guò)熱蒸汽(qi)的溫度(dù)與壓力(li)是兩個(gè)獨立參(can)數，之間(jian)不存在(zài)直接的(de)關系。
3渦(wō)街流量(liàng)計用于(yú)蒸汽流(liu)量的測(ce)量
　　 孔闆(pǎn)流量計(jì) 在蒸汽(qi)流量的(de)檢測中(zhong)應用由(yóu)來已久(jiu)，但是經(jing)過幾十(shí)年的實(shí)踐🥵總結(jie)，孔闆流(liú)量計存(cun)在多方(fāng)面的缺(quē)陷，如孔(kong)🛀闆流量(liang)計🈲安裝(zhuāng)及日常(chang)拆洗維(wei)護的工(gōng)作量較(jiao)大；由于(yú)孔闆流(liú)量計的(de)壓損較(jiao)大所以(yi)運營成(chéng)本很高(gāo)；此外孔(kong)闆流量(liang)計還需(xū)配合🐅差(chà)壓計或(huo) 差壓變(bian)送器 方(fang)可測量(liàng)管道中(zhong)各種流(liu)體的流(liu)量。綜合(he)考慮以(yǐ)上因素(su)，選擇渦(wō)街流量(liàng)計作爲(wèi)蒸汽流(liu)量檢測(ce)儀表更(geng)爲方便(biàn)、經濟。
　　渦(wo)街流量(liàng)計自上(shang)世紀70年(nián)代投放(fang)市場以(yi)來，深受(shòu)廣大用(yong)戶歡🔞迎(yíng)🌈。目前在(zài)各領域(yu)中得到(dao)廣泛應(ying)用。尤其(qí)是在對(dui)蒸汽流(liú)量檢👄測(cè)的應用(yòng)上，渦街(jie)流量計(ji)正在逐(zhú)漸取代(dai)孔闆流(liú)量計成(chéng)爲蒸汽(qi)流量檢(jian)測的重(zhong)要儀表(biǎo)。渦街流(liú)量計是(shi)根據卡(kǎ)曼渦街(jiē)原理制(zhì)成［1-3］。流體(tǐ)😘中設置(zhi)旋渦發(fa)生體（阻(zu)流💯體），從(cong)旋渦發(fā)🔞生體兩(liǎng)側交替(ti)地産生(shēng)有規則(ze)的旋渦(wo)，這種✉️旋(xuán)渦稱爲(wei)卡曼渦(wo)街，如圖(tu)1所示。旋(xuán)渦列🏃‍♂️在(zài)旋渦發(fa)生體下(xià)遊非對(dui)稱地排(pái)列。設旋(xuan)渦的發(fa)生頻率(lü)爲f，被測(ce)介質流(liu)速爲v，旋(xuan)渦發🎯生(shēng)體迎面(miàn)🚶寬度爲(wèi)d，則有：

其(qi)中，s稱爲(wèi)斯特拉(la)哈爾數(shu)，無量綱(gāng)，由漩渦(wō)發生體(ti)的形狀(zhuang)決定，在(zai)一定的(de)雷諾系(xì)數範圍(wéi)内爲常(chang)數。

　　通過(guò)檢測旋(xuán)渦頻率(lǜ)即可計(ji)算出流(liú)體流速(su)，從而計(ji)算☂️出流(liu)💋體❓的體(ti)積流量(liàng)。目前渦(wō)街流量(liàng)計流量(liàng)檢測的(de)方法有(yǒu)😄電容檢(jiǎn)測法、熱(re)敏檢測(cè)法、超聲(shēng)檢測法(fa)、電磁檢(jiǎn)測法以(yi)及壓電(dian)檢測法(fǎ)等。渦街(jie)流量計(ji)用于流(liú)體流量(liang)檢🔅測具(ju)有以下(xia)優點：
（1）量(liàng)程比寬(kuān)，不受流(liú)體溫度(du)、壓力、成(cheng)分、粘度(dù)及密度(du)的影響(xiang)；
（2）結構簡(jiǎn)單，與孔(kǒng)闆相比(bi)無需配(pèi)合其它(ta)儀表；
（3）壓(ya)損小，約(yue)爲孔闆(pǎn)流量計(jì)的四分(fen)之一。
4渦(wō)街流量(liàng)計用于(yu)蒸汽流(liú)量測量(liàng)系統
　　根(gēn)據渦街(jie)流量計(ji)的測量(liàng)原理可(ke)知，渦街(jiē)流量計(jì)測量🈚的(de)是流體(ti)📞的體積(jī)流量。但(dàn)是實際(ji)中往往(wǎng)要求測(cè)量蒸汽(qi)的質量(liang)流量。根(gēn)據M=ρ×Q可由(yóu)體積流(liú)量求出(chū)質量流(liú)量［4-5］。
對于(yú)飽和蒸(zhēng)汽，其密(mì)度ρ隻與(yu)壓力有(you)關。對應(yīng)公式爲(wèi)🆚：
ρ=AP+B
其中：P爲(wèi)飽和蒸(zhēng)汽絕對(duì)壓力；單(dan)位MPa。對于(yu)過熱蒸(zheng)汽，其👌密(mì)度和溫(wen)度、壓力(li)均有關(guan)系。對應(yīng)關系爲(wèi)：

其中：P爲(wei)過熱蒸(zhēng)汽絕對(duì)壓力，單(dan)位MPa；T爲過(guo)熱蒸汽(qi)溫度，單(dan)位🏒℃。
　　因此(cǐ)在檢測(ce)飽和蒸(zhēng)汽的質(zhi)量流量(liang)時要選(xuan)擇壓力(li)或👅是溫(wēn)度進行(háng)補償；而(ér)測量過(guò)熱蒸汽(qì)質量流(liu)量時🔞要(yào)同時選(xuǎn)擇壓力(lì)和溫度(du)進行補(bu)償。下面(mian)以過熱(rè)蒸汽質(zhì)量流量(liàng)檢測爲(wèi)例❄️介紹(shào)溫度、壓(ya)力♉補償(chang)方法。
4.1智(zhì)能積算(suàn)儀補償(chang)方法
　　目(mu)前，過熱(re)蒸汽質(zhi)量流量(liang)的檢測(ce)可以使(shǐ)用智能(néng)積算⚽儀(yí)［6］。 智能流(liú)量積算(suan)儀 采用(yong)單片機(ji)技術，其(qí)補償演(yǎn)算功能(néng)可在預(yu)先編制(zhì)好的軟(ruǎn)件中完(wan)成,計算(suàn)所需要(yao)的工況(kuàng)補償公(gong)式、表格(gé)數據都(dōu)存放在(zài)積算儀(yí)的存儲(chu)器中,在(zai)測量氣(qì)體蒸汽(qì)流🔞量時(shi),? 可以通(tong)過壓力(li)、溫度值(zhi)的輸人(rén)信号進(jin)行蒸汽(qì)密度的(de)自動補(bǔ)償。并且(qiě)智能流(liu)量積算(suàn)儀還☀️可(ke)以實現(xiàn)壓❤️力、溫(wēn)度值異(yi)常時的(de)自動✂️補(bu)償。該功(gōng)能🔱可以(yǐ)在壓力(lì)變送器(qi)、溫度元(yuán)件☀️及變(biàn)送器發(fā)生故障(zhàng)時,自動(dong)轉爲壓(yā)力、溫度(du)的設計(ji)值進行(hang)補償。此(ci)外，流量(liang)㊙️積算儀(yi)還具有(yǒu)就地顯(xiǎn)示、報警(jing)以及✌️RS-485通(tong)🌂訊等多(duo)種功能(néng)。智能積(ji)算儀補(bǔ)償💜原理(li)如圖2所(suǒ)示。采用(yòng)智能積(jī)♍算儀的(de)優點在(zài)于方便(biàn)現🈚場觀(guān)測蒸汽(qì)的流量(liang)、壓力🔆、溫(wēn)度參數(shù)。

　　對于過(guò)熱蒸氣(qì)，在低壓(yā)區（如小(xiao)于1MPa）的壓(yā)縮系數(shu)都接近(jin)☔于l。在該(gāi)區域内(nei)，隻要溫(wēn)度不是(shì)太低，即(jí)使不對(dui)壓⚽縮系(xì)⭐數進❄️行(hang)修正，也(ye)不會💚引(yǐn)起明顯(xiǎn)的誤差(cha)，完全可(ke)以滿足(zu)工程上(shang)的要求(qiu)。但在高(gao)🈚壓區，則(ze)必須考(kao)慮壓⛷️縮(suo)系數的(de)🚶影響，否(fǒu)則将會(hui)造成明(ming)顯的誤(wu)🏃🏻差。而采(cai)用智能(neng)積算儀(yi)補償的(de)方法不(bú)具有對(dui)于其壓(yā)縮系數(shù)進行修(xiū)正的🐆功(gōng)❌能，采用(yong)DCS模塊補(bu)償方法(fǎ)則可以(yǐ)克服以(yǐ)上缺點(dian)。
4.2DCS模塊補(bu)償方法(fǎ)
　　其中COMPENSATE模(mo)塊适用(yong)于溫度(dù)爲260~800℃，壓力(li)（絕壓）爲(wei)0.5~32MPa的工況(kuang)；而EXHSTEAM模塊(kuài)适🌈用于(yú)溫度爲(wei)140~560℃，壓力（表(biǎo)壓）爲98.6777~15898.6777kPa的(de)工況。
　　假(jiǎ)設過熱(rè)蒸汽的(de)設計壓(ya)力爲4MPa（表(biao)壓），?? 設計(jì)溫度爲(wèi)400℃；過熱蒸(zhēng)汽的實(shí)⁉️測壓力(lì)爲PI-101：0~6MPa（表壓(yā)），實測溫(wēn)度爲TI-101：0~600℃，流(liu)量爲FI-101，補(bǔ)償後💃的(de)流量爲(wèi)💛FI_101,經EXHSTEAM過熱(rè)蒸汽特(te)性計算(suàn)得出設(she)計密度(du)爲13.92817951832kg/m3，則DCS圖(tú)形化編(biān)程如圖(tu)3所示。

5結(jié)論
　　渦街(jiē)流量計(jì)在蒸汽(qi)測量系(xì)統中具(jù)有較好(hǎo)的應用(yong)前景，而(ér)渦街流(liú)量計的(de)溫度壓(yā)力補償(cháng)系統是(shi)提高飽(bǎo)和蒸汽(qì)😍和過🏃‍♂️熱(rè)蒸汽測(ce)👨‍❤️‍👨量精度(du)的重要(yào)手段。

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