[摘要]介(jie)紹了以(yǐ)渦街流(liú)量計 測(ce)量蒸汽(qi)時的誤(wù)差分析(xi)，分析了(le)在蒸汽(qi)測量中(zhōng)影響渦(wo)🔴街流📐量(liàng)計測量(liang)精度的(de)因素，以(yi)及解決(jue)的方法(fa)。
1．引言
　　蒸(zheng)汽是石(shi)化企業(ye)使用的(de)最爲廣(guǎng)泛的二(èr)次能源(yuán)，其測量(liang)👌的正确(que)率對節(jiē)約能源(yuan)、提高經(jing)濟效益(yi)等各方(fang)面都有(yǒu)重要意(yi)義。目前(qián)，蒸汽的(de)測量主(zhǔ)要有渦(wo)街流㊙️量(liang)計、差㊙️壓(yā)式（ 孔闆(pan)流量計(ji) 、彎管、均(jun1)速管）流(liu)量計等(deng)，在蒸汽(qì)計量上(shang)選用的(de)都是渦(wo)街🔴流量(liang)計。主要(yào)讨論渦(wō)街流量(liang)計在蒸(zhēng)汽測量(liàng)中的誤(wù)差分析(xī)。
2．渦街流(liú)量計的(de)特點
2.1輸(shu)出的信(xìn)号是與(yu)流速成(cheng)正比的(de)脈沖信(xìn)号，便于(yú)數據處(chù)📱理和計(ji)算機聯(lian)網。
2.2量程(cheng)範圍寬(kuan)，精度高(gāo)。
2.3無可動(dòng)部件，可(ke)靠性較(jiao)高，結構(gòu)簡單，便(biàn)于安裝(zhuāng)和維👄修(xiū)。
2.4檢測元(yuán)件和被(bèi)測介質(zhì)不直接(jiē)接觸，不(bú)受流體(tǐ)的化學(xue)☂️性質影(yǐng)💃響，應用(yòng)範圍寬(kuān)，壽命長(zhǎng)。
2.5抗幹擾(rao)能力強(qiang)，容易進(jin)行流量(liàng)計算，不(bu)受流體(tǐ)的物理(li)性質的(de)影響，給(gěi)儀表的(de)标定和(hé)使用帶(dai)來了方(fang)便。
3．渦街(jie)流量計(ji)的工作(zuò)原理
　　渦(wō)街流量(liàng)計是基(ji)于卡門(men)渦街原(yuan)理制成(cheng)的一種(zhǒng)流✔️體震(zhen)⭐蕩💋性流(liu)量計，即(ji)在流動(dòng)的流體(tǐ)中放置(zhi)一個非(fēi)流線型(xing)的對稱(chēng)形狀的(de)物🌈體（即(ji)旋渦發(fa)生體），就(jiù)會在其(qí)下遊兩(liang)側産生(sheng)兩列有(you)規律的(de)旋渦，其(qi)旋渦頻(pín)率☎️正比(bi)于流體(ti)流速：
f=Stu/d
　　式(shi)中：f：旋渦(wō)頻率；d：旋(xuán)渦發生(shēng)體的寬(kuān)度；u：流體(ti)流速；St：斯(sī)特💋勞哈(hā)爾數。
　　St的(de)值與旋(xuan)渦發生(shēng)體寬度(dù)d和雷諾(nuò)數Re有關(guan)。當2×104〈Re〈7×104的範(fan)圍内❗，St的(de)值基本(běn)⚽不變。
　　上(shàng)式表明(ming)，當d和St爲(wèi)定值時(shí)，旋渦産(chǎn)生的頻(pín)率F與流(liu)體的🧡平(píng)均速度(du)u成正比(bǐ)，利用這(zhè)一特點(dian)制成了(le)渦街流(liu)量計。
4．蒸(zheng)汽的測(ce)量
　　測量(liàng)蒸汽的(de)流量計(jì)分爲直(zhí)接質量(liàng)流量計(ji)和推導(dǎo)👄式質量(liàng)流量計(ji)，渦街流(liú)量計測(cè)量蒸汽(qì)流量屬(shǔ)于推導(dǎo)式質量(liàng)流量計(ji)，其表達(da)式爲：

　　式(shì)中：Qm：蒸汽(qi)的質量(liang)流量，Kg/h；f：渦(wō)街流量(liang)計輸出(chu)頻率，P/s；Kt：工(gōng)作狀态(tai)下☀️的流(liu)量系數(shu)，P/L；ρf：流體密(mì)度，Kg/m3。
　　從上(shang)式可知(zhi)，渦街流(liú)量計測(ce)量蒸汽(qi)流量主(zhu)要是蒸(zhēng)汽密🔞度(dù)的求取(qu)，而蒸汽(qì)的密度(du)可以根(gēn)據溫度(dù)、壓力的(de)值查表(biao)得到✂️。由(yóu)于蒸汽(qi)分爲飽(bao)和蒸汽(qi)和過熱(re)蒸汽，對(duì)于過熱(rè)蒸汽要(yao)進行溫(wen)壓補償(cháng)，對于真(zhēn)正意義(yi)上的飽(bǎo)和蒸汽(qi)隻需進(jin)行溫度(du)或壓力(li)補償即(ji)可，下面(mian)進行讨(tao)論👈。
4.1過熱(re)蒸汽
　　在(zài)實際測(cè)量時，由(you)于工況(kuang)的變化(huà)，飽和蒸(zhēng)汽和過(guo)熱蒸汽(qì)都有🈲可(ke)能偏離(li)原來的(de)設計狀(zhuàng)态，就使(shi)得通常(chang)由蒸🥵汽(qi)溫度、壓(yā)力求取(qǔ)密度的(de)關系發(fā)生變化(huà)，對計量(liang)的準确(què)性造成(cheng)影響，當(dāng)過熱蒸(zheng)汽在經(jīng)過長距(ju)離的輸(shū)送後🌏，或(huò)由于管(guan)道保溫(wen)措🈲施不(bu)當，往往(wǎng)會因爲(wei)熱量的(de)損失溫(wen)度降低(di)使其從(cóng)過熱狀(zhuang)态進入(ru)臨界飽(bǎo)和狀态(tài)，甚至部(bu)分蒸汽(qi)冷凝出(chū)現相變(biàn)而變🔞成(cheng)水滴。這(zhè)些水滴(di)對流量(liàng)的測量(liàng)究竟有(yǒu)多大的(de)影響，下(xia)面舉例(lì)說明。
　　自(zi)産蒸汽(qì)壓力爲(wei)1.0MPa的過熱(rè)蒸汽，其(qí)流量爲(wei)Qm,假設經(jīng)長距離(lí)的🈲輸送(sòng)後有10％Qm冷(leng)凝成水(shui)滴，令其(qí)爲Qm1,而保(bǎo)持汽态(tài)的部分(fen)爲Qms,從定(ding)義可知(zhi)，此時濕(shī)蒸汽的(de)幹度X爲(wei)90％。由于采(cǎi)用溫♍壓(ya)補償，故(gù)依臨界(jiè)飽和狀(zhuang)态查表(biǎo)，得到此(ci)時的蒸(zhēng)汽（幹部(bù)分）密度(du)🚶ρs＝5.6808kg/m3,查水密(mì)度表得(dé)水滴的(de)密度ρL=882.47kg/m3,顯(xian)然水滴(dī)和蒸🔞汽(qì)幹部分(fèn)的✌️體積(jī)流量爲(wei)：
Qv1=Qm1/ρLQvs=Qms/ρs
式中：Qv1：水(shui)滴的體(tǐ)積流量(liàng)，m3/s;
Qvs：蒸汽幹(gàn)部分的(de)體積流(liu)量,m3/s。
由定(ding)義知，蒸(zhēng)汽幹部(bù)分體積(jī)流量占(zhan)濕蒸汽(qi)總體積(jī)流量之(zhī)比Rv爲：


　　在(zài)該例中(zhōng)，Rv＝99.93％，由此可(kě)見，在濕(shī)蒸汽中(zhōng)，水滴所(suo)占的體(tǐ)積比🌍可(ke)忽略不(bu)計。渦街(jie)流量計(jì)的輸出(chu)僅與流(liu)過測量(liàng)管的流(liu)體流速(sù)成正比(bǐ)，在測濕(shī)的飽和(he)蒸汽時(shí)，水滴對(duì)渦街⛱️流(liú)量計🐪輸(shū)出的影(yǐng)響可😄忽(hu)略，故可(ke)認爲，渦(wo)街流量(liàng)計的輸(shū)出完全(quan)是由飽(bǎo)和蒸汽(qi)幹部分(fèn)所引起(qi)的，而幹(gàn)部分的(de)密度無(wú)論是溫(wen)度補償(chang)或壓力(li)補償都(dōu)可以正(zheng)确的查(cha)出;如果(guo)需要将(jiang)冷凝水(shuǐ)也按🔞蒸(zheng)汽一樣(yang)進行計(ji)量，則㊙️渦(wō)街流量(liang)計的計(ji)算結果(guǒ)則偏低(dī)1-X。
4.2飽和蒸(zhēng)汽
　　當渦(wō)街流量(liàng)計安裝(zhuāng)在減壓(yā)閥後，飽(bao)和蒸汽(qi)突然大(da)幅度減(jiǎn)🌍壓，流體(tǐ)出現絕(jue)熱膨脹(zhang)，水滴部(bù)分蒸發(fā)，同時🌍從(cóng)液相和(hé)汽相中(zhōng)吸收汽(qì)化熱，使(shǐ)汽液相(xiang)溫度降(jiàng)低。如果(guǒ)溫度降(jiang)低的不(bú)多或蒸(zhēng)發前濕(shi)度較高(gāo)，會使溫(wēn)度迅速(sù)降低到(dào)與新的(de)壓力所(suǒ)對應的(de)飽和溫(wen)度，建立(lì)新的平(ping)衡✍️。這時(shi)蒸汽仍(réng)爲飽和(he)蒸汽💃，如(rú)果壓力(li)降低的(de)很多或(huo)蒸發前(qián)濕度較(jiao)低，則因(yīn)水滴蒸(zhēng)發溫度(du)降低後(hou)仍高于(yú)新的壓(ya)力所對(dui)應的飽(bǎo)和溫度(dù)，則蒸汽(qi)變爲過(guo)熱蒸汽(qi)。
　　上述蒸(zheng)發發生(sheng)後，前一(yī)種對補(bǔ)償無影(ying)響，僅僅(jin)是蒸汽(qì)中幹部(bu)分增加(jia)，幹度相(xiàng)應增大(da)，後一種(zhǒng)情況即(ji)飽和蒸(zhēng)汽變爲(wei)過熱蒸(zheng)汽，這🌈時(shi)對流量(liang)計的影(ying)響分爲(wèi)以下三(sān)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼種情況(kuang)：
（1）如果流(liú)量計已(yǐ)經考慮(lü)到蒸汽(qì)變爲過(guo)熱狀态(tai)，或處于(yú)何⛱️種狀(zhuàng)态難以(yǐ)确定，或(huò)有時是(shì)過熱狀(zhuang)态有時(shi)是💃飽和(hé)狀态，所(suǒ)以采用(yong)溫壓補(bǔ)償，則上(shàng)述的狀(zhuàng)态對測(ce)🐪量結果(guo)無影響(xiǎng)。
（2）如果流(liú)量計按(an)飽和蒸(zhēng)汽考慮(lǜ)，而且采(cǎi)用壓力(li)補償，則(ze)上述💯相(xiang)變将帶(dài)來較小(xiǎo)的誤差(chà)，即過熱(rè)蒸汽溫(wen)度同飽(bao)和蒸✉️汽(qì)之差所(suo)對應的(de)密度差(chà)造成的(de)補償誤(wù)差。
（3）如果(guo)流量計(jì)按飽和(hé)蒸汽考(kao)慮，但采(cai)用的是(shì)溫度補(bǔ)償，即🌈将(jiāng)過熱蒸(zhēng)汽當作(zuo)飽和溫(wen)度去查(cha)密度表(biǎo)，一般會(hui)引起較(jiào)大的☎️誤(wu)差🌈。
如某(mǒu)化工廠(chang)鍋爐房(fang)供飽和(he)蒸汽，并(bìng)根據各(gè)用戶中(zhong)蒸汽📧壓(ya)力要求(qiú)值最高(gāo)的一個(gè)決定鍋(guo)爐供汽(qi)壓力爲(wèi)1.0MPa，多✍️數用(yong)戶在蒸(zheng)汽總管(guǎn)進裝置(zhi)時先經(jīng)減壓閥(fá)進行減(jian)壓。
　　用作(zuò)進入裝(zhuang)置蒸汽(qì)計量的(de)渦街流(liu)量計安(ān)裝在減(jian)壓（穩壓(ya)）閥之後(hòu)。原設計(jì)按飽和(hé)蒸汽考(kao)慮，采用(yòng)溫度補(bu)償。經減(jiǎn)壓，蒸汽(qi)總管帶(dai)入的水(shui)滴蒸發(fā)完後氣(qì)溫仍高(gao)于飽和(hé)溫度，呈(chéng)過熱狀(zhuàng)态💔，現場(chǎng)采集到(dào)的數據(jù)如下表(biǎo)。

減壓後(hou)溫度T2	162.4℃
減(jiǎn)壓後壓(yā)力P2	0.42MPa

　　這時(shí)流量二(èr)次表按(an)照所測(ce)量到的(de)溫度T2＝162.4℃查(cha)飽和蒸(zhēng)汽密度(du)表，得🛀🏻ρ2＝3.4528kg/m3而(ér)按照T2和(he)P2兩個測(ce)量值查(chá)過熱蒸(zhēng)汽密度(dù)表，得密(mì)度ρ2′=2.6897kg/m3，所以(yi)質量流(liú)量計結(jié)果出現(xiàn)28.47%的誤差(chà)，即：

　　在本(ben)例中，如(ru)果采用(yòng)壓力補(bǔ)償，則根(gen)據P2＝0.42MPａ的信(xin)号查飽(bao)和蒸汽(qi)密📐度表(biǎo)，應得到(dao)ρ2″=2.7761kg/m3，則補償(cháng)誤差爲(wei)：

5．結束語(yǔ)
　　某化工(gōng)廠在對(duì)蒸汽的(de)性質逐(zhu)一确定(ding)後，針對(duì)不同㊙️地(dì)方蒸汽(qi)的性質(zhi)作相應(ying)的補償(cháng)系數，使(shǐ)廠内的(de)蒸汽産(chǎn)出與消(xiao)耗基本(běn)平衡起(qi)來了，對(dui)生産調(diào)整以及(ji)節能降(jiang)✉️耗起到(dao)了指導(dao)性的作(zuò)用。渦街(jiē)流量計(ji)在蒸汽(qi)測量中(zhong)影響其(qi)測量精(jing)度因素(su)有很多(duō)，但隻要(yao)在日常(chang)使用中(zhong)，注意以(yǐ)下幾🔞點(diǎn)，其測量(liang)精度将(jiāng)會很高(gao)。
（1）儀表選(xuan)型時，首(shou)先清楚(chu)蒸汽的(de)工況處(chù)于何種(zhong)狀态，這(zhe)樣能夠(gou)保證儀(yí)表的測(cè)量精度(du)。
（2）将流量(liàng)計安裝(zhuāng)在減壓(yā)閥之前(qián)的總管(guan)線上，由(yóu)于蒸汽(qi)未經減(jian)壓，一般(bān)不存在(zai)相變問(wèn)題，所以(yi)将流量(liàng)計安裝(zhuang)在減壓(ya)閥之前(qián)😄，按飽和(hé)蒸汽補(bǔ)償方法(fa)處理，可(kě)保證測(cè)量精度(dù)。
（3）加強蒸(zheng)汽管道(dao)的保溫(wēn)，減少冷(leng)凝水的(de)産生和(hé)防止蒸(zheng)汽的性(xing)質轉變(bian)。

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