渦街流量計(jì)在飽和蒸汽和過熱蒸汽中的應(yīng)用分析

蒸汽分為飽和蒸汽和過熱蒸汽，一般來說，渦街流量計(jì)廠家會(huì)給出飽和、過熱蒸汽質(zhì)量流量范圍表以供用戶選型，以便確定口徑大小。對(duì)于過熱蒸汽要進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償，對(duì)于真正意義上的飽和蒸汽只需進(jìn)行溫度或壓力補(bǔ)償即可，在測(cè)量時(shí)根據(jù)溫度壓力查密度表以求得所需質(zhì)量流量。在實(shí)際測(cè)量時(shí)由于工況變化，飽和蒸汽和過熱蒸汽都有可能偏離原來的設(shè)計(jì)狀態(tài)，就使得通常由蒸汽溫度壓力求取其密度的關(guān)系發(fā)生變化，對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性造成影響。下面即以飽和蒸汽和過熱蒸汽兩種情況加以分析。
一、濕飽和蒸汽
當(dāng)渦街流量計(jì)安裝在減壓閥后，濕飽和蒸汽突然較大幅度減壓，流體出現(xiàn)絕熱膨脹，水滴部分蒸發(fā)，同時(shí)從液相和汽相中吸收汽化熱，使汽液相溫度降低，如果溫度降低得不多或蒸發(fā)前濕度較高，會(huì)使溫度迅速降低到與新的壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，建立新的平衡，這時(shí)蒸汽仍為飽和蒸汽，如果壓力降低得很多或蒸發(fā)前濕度較低，則因水滴蒸發(fā)而使溫度降低后仍高于新的壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，則蒸汽變?yōu)檫^熱蒸汽。
二、過熱蒸汽
在流量計(jì)算儀中可根據(jù)過熱蒸汽的溫度、壓力查表得密度求取質(zhì)量流量，但當(dāng)過熱蒸汽在經(jīng)過長(zhǎng)距離輸送后，或由于管道保溫措施不當(dāng)，往往會(huì)因?yàn)闊崃繐p失溫度降低使其從過熱狀態(tài)進(jìn)入臨界飽和狀態(tài)，甚至部分蒸汽冷凝出現(xiàn)相變而變成水滴，這時(shí)成為濕飽和蒸汽(過飽和蒸汽)。
渦街流量計(jì)的輸出僅與流過測(cè)量管的流體流速成正比，在測(cè)濕飽和蒸汽時(shí)，水滴對(duì)渦街流量計(jì)輸出的影響可忽略不計(jì),故可以認(rèn)為渦街流量計(jì)的輸出*是由濕飽各蒸汽的干部分(飽和部分)所引起,而干部分的密度可根據(jù)壓力補(bǔ)償或溫度補(bǔ)償查出。蒸汽計(jì)量時(shí)如果雙方約定按蒸汽干部分結(jié)算費(fèi)用，冷凝水不收費(fèi)，則相變對(duì)測(cè)量的影響微不足道，可以忽略；如果冷凝水也按照蒸汽一樣收費(fèi)，則渦街流量計(jì)的計(jì)量結(jié)果偏低。
上述蒸發(fā)發(fā)生后，前一種對(duì)補(bǔ)償無影響，僅僅是蒸汽中的干部分增加，干度相應(yīng)增大，后一種情況即濕飽和蒸汽變?yōu)檫^熱蒸汽，這時(shí)對(duì)渦街流量計(jì)的影響分如下三種情況：
(1)設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮到蒸汽變?yōu)檫^熱狀態(tài)，或處于何種狀態(tài)難以確定，或有時(shí)是過熱狀態(tài)有時(shí)是飽和狀態(tài)，所以采用溫壓補(bǔ)償，則上述相變對(duì)測(cè)量結(jié)果無影響。
(2)設(shè)計(jì)時(shí)按飽和蒸汽考慮，而且采用壓力補(bǔ)償，則上述相變將帶來較小的誤差，即過熱蒸汽溫度同飽和蒸汽溫度之差所對(duì)應(yīng)的密度差造成的補(bǔ)償誤差。
(3)設(shè)計(jì)時(shí)按飽和蒸汽考慮，但采用溫度補(bǔ)償，即將過熱蒸汽溫度當(dāng)作飽和溫度去查密度表，一般會(huì)引起較大誤差。
解決以上問題有以下三種方法：
(1)將總蒸汽流量計(jì)安裝在減壓閥前，由于上述蒸汽未經(jīng)減壓，不存在相變問題，所以將渦街流量計(jì)安裝在減壓閥之前，按飽和蒸汽補(bǔ)償方法處理，可保證測(cè)量度。
(2)如果渦街流量計(jì)只能安裝在減壓閥后面，則可增裝1臺(tái)壓力變送器，進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。
(3)如果減壓閥的穩(wěn)定性能較好，可將流量計(jì)上游壓力值作為一個(gè)恒定值設(shè)置到顯示儀表內(nèi)，進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償。