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[摘要]：饱和蒸汽是重要的二次能源，蒸汽流量的计量是流量计量的难点。本文阐述了蒸汽流量计量的特点，讲解了测量分析，并提出了提高蒸汽流量计量精度的方法。
[关键词]：饱和蒸汽计量系统 测量分析 精度
中图分类号：O329 文献标识码：O 文章编号：1009-914X（2012）32- 0329-01
饱和蒸汽是指未经过热处理的蒸汽。它是无色、无味、不能燃烧又无腐蚀性的气体。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量，一般用干度这一参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数。
一、蒸汽流量计量的特点
1、饱和蒸汽流量计量中的“两相流”
当前，用户基本上都使用饱和蒸汽，通常用干度（指饱和蒸汽中的含水量多少）来衡量饱和蒸汽的质量好坏。最好的是干饱和蒸汽，一般称为过热饱和蒸汽，其含水量可忽略不计；干度差的称湿饱和蒸汽，含水量最多可达30%，这就存在着饱和蒸汽的“两相流”问题。
2、蒸汽流量计量中的蒸汽密度补偿
计量饱和蒸汽或过热蒸汽常用质量流量，单位为kg/h或t/h。质量流量大小与蒸汽的密度有关，而蒸汽的密度又直接受蒸汽的压力及温度影响。在蒸汽计量过程中，随着蒸汽压力及温度不断变化，密度也随着变化，使质量流量也随着变化。如果计量仪表不能跟踪这种变化，势必造成计量误差。
3、蒸汽流量计量中的高温高压问题
高温高压是蒸汽计量又一显著特点，它造成大多数流量计量仪表难以适应，因而可供蒸汽计量的仪表种类不多。例如大型热电厂输送的过热蒸汽，有的高达500℃以上，压力高达10MPa以上。使用蒸汽计量仪表首先要考虑耐高温、高压，而且要求有良好的稳定性、可靠性、密封性。一般都请厂家专门设计制造，并留有相当的余地，以确保安全可靠运行。
二、测量分析
目前使用流量仪表测量蒸汽流量，测量介质都是指单相的过热蒸汽或饱和蒸汽。对于相流经常变化的蒸汽，肯定会存在测量不准确的问题。这个问题的解决方法是保持蒸汽的过热度，尽量减少蒸汽的含水量，例如加强蒸汽管道的保温措施，减少蒸汽的压力损失等，以提高蒸汽测量的准确度。然而这些方法并不能彻底解决蒸汽流量测量不准确的问题，解决这一问题的根本办法是开发一种可测两相流动介质的流量仪表。
当蒸汽的工作状态偏离设计状态，流量示值将产生误差。对流量测量也产生影响，所以蒸汽流量的测量需要采取补偿措施，并且因蒸汽的状态变化补偿因素也比较复杂。过热蒸汽的密度由蒸汽的温度、压力两个参数决定，而且在参数的不同范围内，密度的表达形式也不相同，无法用同一通式表示，所以不能获得统一的密度计算公式，只能个别推导求得温度、压力补偿公式。在温度、压力波动范围较大的场合，除进行温度、压力补偿外，还需要考虑对气体膨胀系数的补偿。
三、提高饱和蒸汽计量系统测量精度应从以下几方面入手
1、重视蒸汽流量计量仪表的正确选型
选择蒸汽流量计量仪表，应重点考虑两个因素。一是量程问题。蒸汽流量计量仪表计量不正常，主要是由于选型时量程不正确造成的。用汽旺季用汽量相当大，而用汽淡季用汽量又很小，用汽量相差过于悬殊，一般蒸汽计量仪表的流量范围就难以适应。必须明确流量测量范围，在此基础上选择符合相关运行参数的蒸汽计量仪表，使其能充分发挥作用。二是管道直径问题。在设计节流装置时，基本上都采用工艺提供的公称名义管径值，其实公称名义管径值与实际管径值还是有误差的，特别是卷管，公称名义管径值与实际值有时差值还较大，造成计量误差增大，测量的准确度就难以达到设计要求。国标规定：用来计算节流件直径比的管道直径D值应为上游取压口的上游0.5D长度范围内的内径平均值。该内径平均值应是至少在垂直轴线的二个横截面内所测得内径的平均值，内径的数值（用于设计的管道内径）应达到±0.3%。设计前最好实测管径，以减少计算误差。
2、正确安装蒸汽流量计量仪表
任何蒸汽计量仪表都必须安装正确，否则就不可能正常的工作。例如在锅炉出汽口附近安装蒸汽计量仪表，在截止阀或管道弯头附近及管道的最低处安装蒸汽计量仪表都属于不正确的安装。正确安装蒸汽流量计量仪表，要做到五点。①在所安装仪表前后必须留有足够长的直管段。②蒸汽计量仪表不能安装在整套管路最低处。③必须高度重视冷凝器的安装。两个冷凝器亦须处于同一水平上，两个冷凝器的作用是使导压管中被测蒸汽冷凝并使正、负导压管中冷凝液面有相等高度及保持长期稳定；为不使冷凝液面波动对测量产生误差，冷凝器的有效容积应大于所使用的差压变送器工作空间的最大容积变化的3倍，在水平方向的横截面积不得小于差压变送器的工作面积，系统确保密封良好，严禁泄漏；要充分考虑维护、拆换、吹扫便利。④导压管长度最好在16m内，内径最好选用Φ10-16mm以防堵塞为好。导压管全程保温并确保正、负管处于同等温度以免密度变化引起误差。⑤装测温元件地方最好在节流件下游侧10D以外处，在管道或正压管上取压时，如压力变送器装在节流装置下方，必须对压力变送器的管路液柱值进行修正，以提高计量准確度。
3、 严格规范蒸汽流量计的操作
（1）仪表投运。蒸汽流量计投运操作时，首先关闭差压变送器的正、负阀，稍开一次阀，检查各阀门、导压管等有无泄露，如无泄露将一次阀全开。打开排污阀排污并让蒸汽排出后关闭排污阀，等一段时间让冷凝器及导压管内充满冷凝水后才能开始正常投运。步骤如下：①开启平衡阀；②缓慢开启负压阀门；③随即开启正压阀门；④稍停片刻后同时关闭正、负阀门；差压变送器调整静压误差在第④步后进行，同时必须待冷凝器内液面一致平衡时才可进行，否则将带来液柱静压误差；⑤再开启正、负阀门；⑥关闭平衡阀，仪表启动。注意在向差压变送器的正、负容室充灌液体时，应先旋开容器上的排气螺钉，使气体排出后再进行充灌。
（2）仪表的运行。在长期运行后，无论管道还是节流装置都会发生变化，如结垢、磨损、腐蚀等。节流件是依靠结构形状及尺寸保持信号的准确度，任何几何形状尺寸的变化都会给测量带来误差。而测量误差的变化并不能从信号中觉察到，因此对节流件定期检查是必须的。由于企业的连续生产性质，一般是与检修同步进行。如果几何尺寸变化不大仍可继续使用，但应根据实测数据对设计数据进行修正，以保证测量的准确。
（3）仪表的维护。由于仪表长期处在高温、高压的水蒸汽环境中，很容易造成表件损坏、锈蚀、杂质阻塞等，因此需要经常维护和定期检修。如LFIX分流旋翼式蒸汽流量计在长期运行中，石墨轴承被磨损引起转轴上跳；不注意防冻，使阻尼水结冰，冻坏表件等。孔板差压式蒸汽流量计特别要检查孔板开口的圆面是否锈蚀，有没有附着脏物，要定期清洗，对锈蚀严重的孔板要更换。涡街流量传感器在使用中要注意检查三角柱缝隙是否有杂物阻塞、检测元件是否失灵，等等。
[关键词]：饱和蒸汽计量系统 测量分析 精度
中图分类号：O329 文献标识码：O 文章编号：1009-914X（2012）32- 0329-01
饱和蒸汽是指未经过热处理的蒸汽。它是无色、无味、不能燃烧又无腐蚀性的气体。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量，一般用干度这一参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数。
一、蒸汽流量计量的特点
1、饱和蒸汽流量计量中的“两相流”
当前，用户基本上都使用饱和蒸汽，通常用干度（指饱和蒸汽中的含水量多少）来衡量饱和蒸汽的质量好坏。最好的是干饱和蒸汽，一般称为过热饱和蒸汽，其含水量可忽略不计；干度差的称湿饱和蒸汽，含水量最多可达30%，这就存在着饱和蒸汽的“两相流”问题。
2、蒸汽流量计量中的蒸汽密度补偿
计量饱和蒸汽或过热蒸汽常用质量流量，单位为kg/h或t/h。质量流量大小与蒸汽的密度有关，而蒸汽的密度又直接受蒸汽的压力及温度影响。在蒸汽计量过程中，随着蒸汽压力及温度不断变化，密度也随着变化，使质量流量也随着变化。如果计量仪表不能跟踪这种变化，势必造成计量误差。
3、蒸汽流量计量中的高温高压问题
高温高压是蒸汽计量又一显著特点，它造成大多数流量计量仪表难以适应，因而可供蒸汽计量的仪表种类不多。例如大型热电厂输送的过热蒸汽，有的高达500℃以上，压力高达10MPa以上。使用蒸汽计量仪表首先要考虑耐高温、高压，而且要求有良好的稳定性、可靠性、密封性。一般都请厂家专门设计制造，并留有相当的余地，以确保安全可靠运行。
二、测量分析
目前使用流量仪表测量蒸汽流量，测量介质都是指单相的过热蒸汽或饱和蒸汽。对于相流经常变化的蒸汽，肯定会存在测量不准确的问题。这个问题的解决方法是保持蒸汽的过热度，尽量减少蒸汽的含水量，例如加强蒸汽管道的保温措施，减少蒸汽的压力损失等，以提高蒸汽测量的准确度。然而这些方法并不能彻底解决蒸汽流量测量不准确的问题，解决这一问题的根本办法是开发一种可测两相流动介质的流量仪表。
当蒸汽的工作状态偏离设计状态，流量示值将产生误差。对流量测量也产生影响，所以蒸汽流量的测量需要采取补偿措施，并且因蒸汽的状态变化补偿因素也比较复杂。过热蒸汽的密度由蒸汽的温度、压力两个参数决定，而且在参数的不同范围内，密度的表达形式也不相同，无法用同一通式表示，所以不能获得统一的密度计算公式，只能个别推导求得温度、压力补偿公式。在温度、压力波动范围较大的场合，除进行温度、压力补偿外，还需要考虑对气体膨胀系数的补偿。
三、提高饱和蒸汽计量系统测量精度应从以下几方面入手
1、重视蒸汽流量计量仪表的正确选型
选择蒸汽流量计量仪表，应重点考虑两个因素。一是量程问题。蒸汽流量计量仪表计量不正常，主要是由于选型时量程不正确造成的。用汽旺季用汽量相当大，而用汽淡季用汽量又很小，用汽量相差过于悬殊，一般蒸汽计量仪表的流量范围就难以适应。必须明确流量测量范围，在此基础上选择符合相关运行参数的蒸汽计量仪表，使其能充分发挥作用。二是管道直径问题。在设计节流装置时，基本上都采用工艺提供的公称名义管径值，其实公称名义管径值与实际管径值还是有误差的，特别是卷管，公称名义管径值与实际值有时差值还较大，造成计量误差增大，测量的准确度就难以达到设计要求。国标规定：用来计算节流件直径比的管道直径D值应为上游取压口的上游0.5D长度范围内的内径平均值。该内径平均值应是至少在垂直轴线的二个横截面内所测得内径的平均值，内径的数值（用于设计的管道内径）应达到±0.3%。设计前最好实测管径，以减少计算误差。
2、正确安装蒸汽流量计量仪表
任何蒸汽计量仪表都必须安装正确，否则就不可能正常的工作。例如在锅炉出汽口附近安装蒸汽计量仪表，在截止阀或管道弯头附近及管道的最低处安装蒸汽计量仪表都属于不正确的安装。正确安装蒸汽流量计量仪表，要做到五点。①在所安装仪表前后必须留有足够长的直管段。②蒸汽计量仪表不能安装在整套管路最低处。③必须高度重视冷凝器的安装。两个冷凝器亦须处于同一水平上，两个冷凝器的作用是使导压管中被测蒸汽冷凝并使正、负导压管中冷凝液面有相等高度及保持长期稳定；为不使冷凝液面波动对测量产生误差，冷凝器的有效容积应大于所使用的差压变送器工作空间的最大容积变化的3倍，在水平方向的横截面积不得小于差压变送器的工作面积，系统确保密封良好，严禁泄漏；要充分考虑维护、拆换、吹扫便利。④导压管长度最好在16m内，内径最好选用Φ10-16mm以防堵塞为好。导压管全程保温并确保正、负管处于同等温度以免密度变化引起误差。⑤装测温元件地方最好在节流件下游侧10D以外处，在管道或正压管上取压时，如压力变送器装在节流装置下方，必须对压力变送器的管路液柱值进行修正，以提高计量准確度。
3、 严格规范蒸汽流量计的操作
（1）仪表投运。蒸汽流量计投运操作时，首先关闭差压变送器的正、负阀，稍开一次阀，检查各阀门、导压管等有无泄露，如无泄露将一次阀全开。打开排污阀排污并让蒸汽排出后关闭排污阀，等一段时间让冷凝器及导压管内充满冷凝水后才能开始正常投运。步骤如下：①开启平衡阀；②缓慢开启负压阀门；③随即开启正压阀门；④稍停片刻后同时关闭正、负阀门；差压变送器调整静压误差在第④步后进行，同时必须待冷凝器内液面一致平衡时才可进行，否则将带来液柱静压误差；⑤再开启正、负阀门；⑥关闭平衡阀，仪表启动。注意在向差压变送器的正、负容室充灌液体时，应先旋开容器上的排气螺钉，使气体排出后再进行充灌。
（2）仪表的运行。在长期运行后，无论管道还是节流装置都会发生变化，如结垢、磨损、腐蚀等。节流件是依靠结构形状及尺寸保持信号的准确度，任何几何形状尺寸的变化都会给测量带来误差。而测量误差的变化并不能从信号中觉察到，因此对节流件定期检查是必须的。由于企业的连续生产性质，一般是与检修同步进行。如果几何尺寸变化不大仍可继续使用，但应根据实测数据对设计数据进行修正，以保证测量的准确。
（3）仪表的维护。由于仪表长期处在高温、高压的水蒸汽环境中，很容易造成表件损坏、锈蚀、杂质阻塞等，因此需要经常维护和定期检修。如LFIX分流旋翼式蒸汽流量计在长期运行中，石墨轴承被磨损引起转轴上跳；不注意防冻，使阻尼水结冰，冻坏表件等。孔板差压式蒸汽流量计特别要检查孔板开口的圆面是否锈蚀，有没有附着脏物，要定期清洗，对锈蚀严重的孔板要更换。涡街流量传感器在使用中要注意检查三角柱缝隙是否有杂物阻塞、检测元件是否失灵，等等。