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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(zhì),有飽和和及過熱兩種狀態(tài)。隨著工況(如溫度、壓力)的變化,過熱蒸汽經(jīng)常會轉(zhuǎn)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(tài)的蒸汽參數(shù)值,飽和曲線以上部分為過熱蒸汽,以下部分為液態(tài)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(qū)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(tài)在飽和曲線以下區(qū)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(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的臨界值,飽和蒸汽由于溫度或壓力的改變部分氣態(tài)水分子轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),即蒸汽中攜帶部分的水時就稱其為“濕蒸汽”。完全氣態(tài)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(shè)備沖擊很大,可能損壞某些設(shè)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(fā)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(shù)據(jù)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(jié)構(gòu)簡單,變送器直接安裝與管道上,客服了管路泄露現(xiàn)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(shù)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(zhì)量流量。