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1、饱和蒸气（Saturation Uapot）不论是纯物质或者是混合物，在一定温度、压力下，汽液两相平衡时，其平衡相称为饱和蒸气。一些手册给出了饱和蒸气的特性（绝对压力、饱和温度.）过热蒸气（Superheated Uapot）当温度高于饱和蒸气的温度，或压力低于饱和蒸气的压力时，系统处于单相的蒸气状态，此时的蒸气相对饱和蒸气来说，则称为过热蒸气。当然，“过热”并不意未着一定是高温。例如，压力为0.1MPa和温度为100K时的氧也是过热蒸气，因为0.1MPa下氧的饱和蒸气的温度为90.2K流量测量应用技术蒸汽相变对流量测量的影响上海宝科自动化仪表研究所（200940）纪纲涡街流量计在饱和蒸气测量
2、中的应用The Application of Vortex Flowmeter in Measurement of Saturated Steam鲁学军 衡阳钢管（集团）有限公司，湖南衡阳 421001关键词：流量测量 饱和蒸气 涡街流量计 孔板摘要：介绍涡街流量计的测量原理及应用,具体介绍涡街流量计的选择,涡街流量计的参数设定,安装及使用注意事项.与孔板流量计相比,具有结构简单,安装,维护方便,测量范围宽等特点. Abstract: The measuring principle and application of vortex flowmeter are introduced. The
3、selection of vortex flowmeters, the settings of the parameters and the cautions in installation and operation of vortex flowmeters are presented concretely. Comparing with orifice flowmeter, it features simple structure, ease installation and maintenance as well as wide range. 饱和蒸汽流量测量在80年代人们普遍采用标准孔
4、板流量计,但从流量仪表发展状况来看,孔板流量计尽管其历史悠久、应用范围广；人们对他的研究也最充分，实验数据最完整，但用标准孔板流量计来测量饱和蒸汽流量，它仍存在一些不足之处：其一，压力损失较大；其二，导压管、三组阀及连接头容易泄漏；其三，量程范围小，一般为3：1，对流量波动较大易造成测量值偏低。而涡街流量计具有结构简单，涡街变送器直接安装于管道上，克服了管路泄漏现象。另外，涡街流量计的压力损失小，量程范围宽，对饱和蒸气测量量程比可达30：1。因此，随着涡街流量计测量技术的成熟，涡街流量计的使用越来越受到人们的青睐。1涡街流量计的测量原理涡街流量计是应用流体振荡原理来测量流量的，流体在管道中经过
5、涡街流量变送器时，在三角柱的漩涡发生体后上下交替产生正比于流速的两列旋涡，旋涡的释放频率与流过漩涡发生体的流体平均速度及漩涡发生体特征宽度有关，可用下式表示： 式中：f为旋涡的释放频率，Hz; v为流过漩涡发生体的流体平均速度，m/s；d为旋涡发生体特征宽度，m；St为斯特罗哈数，无量纲，它的数值范围为0.14-0.27。St是雷诺数的函数，St=f(1/Re)。当雷诺数Re在102-105范围内，St值约为0.2，因此，在测量中，要尽量满足流体的雷诺数在102-105，旋涡频率f=0.2v/d。 因此可知，通过测量旋涡频率就可以计算出流过漩涡发生体的流体平均速度v，再由式q=vA可以求得流量
6、q，其中，A为流体流过漩涡发生体的截面积。 当旋涡在发生体两侧产生时，利用压电传感器测处于流体流向垂直的交变升力变化，将升力的变化转换为电的频率信号，再将频率信号进行放大和整形，输出到二次仪表，进行累积，显示。2涡街流量计的应用2.1 涡街流量计的选择2.1.1 涡街流量变送器的选择 我公司在饱和蒸气测量中采用合肥仪表总厂生产的VA形压电式涡街流量变送器，由于涡街流量计量程范围宽，因此，在实际应用中，一般主要考虑测量饱和蒸气的流量不低于涡街流量计的下限，也就是说必须满足流体流速不低于5m/s。根据用汽量的大小选用不同口径的涡街流量变送器，而不能以现有的工艺管道口径来选择变送器口径。2.1.2
7、压力补偿用压力变送器的选择 由于饱和蒸汽管路长，压力波动较大，必须采用压力补偿，考虑到压力、温度及密度的对应关系，测量中只采用压力补偿即可，由于我公司管道饱和蒸汽压力在0.3-0.7MPa范围，压力变送器的量程选择1MPa即可。2.1.3 显示仪表选择显示仪表智能流量显示仪，具有温压补偿、瞬时流量显示和累积流量的积算功能。2.2 涡街流量的参数设定2.2.1 仪表系统的设定，合肥仪表总厂需设定的仪表系数K可用下式表示：K=1000/K0式中：K0为涡街发生体在出厂时标定的仪表常数，L/脉冲；K的单位为脉冲数m3。2.2.2 压力补偿压力变送器的量程设定。2.2.3 压力、流量报警上限设定。2.
8、3 涡街流量计的安装2.3.1 涡街流量计尽量安装在远离振动源和电磁干扰较强的地方，振动存在的地方必须采用减震装置，减少管道受振动的影响。2.3.2 直管段的配置，前后直管段要满足涡街流量计的要求，所配管道内径也必须和涡街流量变送器内径一致。2.4 涡街流量计使用注意事项尽量减少管道内汽锤对涡街发生体的冲击。振动较大而又无法消除时，不宜采用涡街流量计。3. 结束语 涡街流量计在我公司投入使用后，克服了原孔板流量计诸多不足，对饱和蒸气的测量更准确、更稳定，维护又方便，但值得注意的是测量饱和蒸汽流体流速不得低于5m/s，否则，流量计量值会偏低。关于气体流量测量单位标准立方米的意义发布时间：2008
9、-3-2阅读次数：120气体流量测量单位采用标准立方米，我们常称为仿质量单位，因为它看似体积单位，其实为质量单位，它与使用地点的压力，温度没有任何关系，如果气体为天然气，1标准立方米的质量还与天然气的组分有关，在天然气贸易结算计量时采用能量单位比较合理就因为同样的天然气质量，如其组分不同，则其发热量亦不同。例：空气 1标准立方米=1.2041千克 （标准状态为101.325 kPa, 20C） 流量 100 m3/h （标准状态）=120.41 kg/h 天然气 设天然气相对密度 d=0.6, 则 1标准立方米=1.20410.6=0.7225 kg 流量 100 m3/h （标准状态）=72
10、.25 kg/h标准状态中压力无论国内外都是标准大气压，即101.325 kPa， 但是温度就不尽相同，我过有二种温度标准，20C，0C。天然气用20C，煤气用0C或20C，这是历史原因造成的。在贸易结算中合同双方可协商用任何一个温度，称为合同温度。国际上则采用15.6C（60F）或15C（59F）。流量计测量出工况体积流量，需经压力，温度换算（用流量演算器）而得。其换算公式为 式中qvn， qv分别为标准状态下和工作状态的体积流量，m3/h；pn，p分别为标准状态下和工作状态的绝对压力，Pa；Tn， T分别为标准状态下和工作状态的热力学温度， K；Zn，Z分别为标准状态下和工作状态的气体压缩
11、系数。 编者按：有同志问及气体流量测量单位：标准立方米的问题，现请孙淮清同志解答了。供使用时参考！ 摘 要 本文讨论蒸汽流量测量中，由于流体散热和减压等原因导致流体发生相变而偏离设计状态所引起的流量测量误差，并提出了解决方法。关键词 流体相变 流量测量 质量流量 温压补偿水蒸汽顾名思义是气相，但在一定条件下会变成液相；饱和水蒸汽中的水滴本是液相，但在一定条件会被蒸发变成气相。这是蒸汽质量流量测量中常常碰到的气水相变。目前，蒸汽质量流量测量使用的方法基本上仍然采用推导法（间接法），这可能是因为科里奥利质量流量计用来测量蒸汽流量投资太大，而且还有很多局限性。在推导式质量流量计中，关键环节是蒸汽密度
12、的求取，蒸汽相变发生后，就使得通常由蒸汽温度压力求取其密度的关系发生变化，因此必须认真对待。 一. 气相变液相 过热蒸汽在经过长距离输送后，往往会因为热量损失温度降低使其从过热状态进入饱和状态，甚至部分蒸汽冷凝出现相变而变成水滴，这些水滴对流量测量结果究竟有多大影响，下面举例说明。 有一常用压力为1.0MPa的过热蒸汽，其流量为Qm，假设经常距离送后有10%Qm冷凝成水滴，令其为Qml，而保持气态的部分为Qms，从定义知，此时湿蒸汽的干度为(1) 由于采用温压补偿，所以按照临界饱和状态查表，得到此时的蒸汽（干部分）密度为PS=5.6808KG/M3，查水密度表知此时水滴的密度为PL=882.4
13、7kg/m3，显然水滴与蒸汽干部分的体积流量为QL=Qml/PLQS=Qms/PS式中；QL-水滴的体积流量，m3/s；QS-蒸汽干部分的体积流量，m3/s；由定义知，蒸汽干部分体积流量占湿蒸汽总体积流量之比RV为在该例中，RV=99.93%，由此可见，在湿蒸汽中，水滴所占的体积可忽略不计。1.1 选用涡街流量计时湿度对测量结果的影响涡街流量的输出仅于流过测量管的流体流速成正比，在测量湿饱和蒸汽时,水滴对涡街流量计输出的影响可忽略，故可以为，涡街流量计的输出完全是由湿蒸汽的干部分所引起，而干部分的密度，无论是压力补偿或温度补偿，都可较精确地查出。蒸汽计量的结果往往作为供需双方经济结算的依据，如
14、果双方约定按蒸汽干部分结算费用,冷凝水不收费，则在本例中相变对测量的影响微不足道,可以忽略.如果冷凝水也按照蒸汽一样收费，则涡街流量计的计量结果偏低值为（1X）。1.2 选用孔板流量计时的湿度对测量结果的影响从GB/T 2624- 93 标准知1，孔板流量计测量蒸汽质量流量的有下面的公式。式中:qm-质量流量， Kg/s ;C-流出系数；-节流件孔径与管道内径之比 d/ D;1-流束膨胀系数；d节流件孔径，m； p-差压，Pa;P1-节流件入口端流体密度，kg/m3 当过热蒸汽热量损失而脱离过热状态后，只可能出下两种情况。一种是进入临界饱和状态，另一种是进入过饱和状态。如果进入临界饱和状态，从
15、理论上讲，流量计不会因此而增大误差，因为在式（7）中，根据蒸汽压力查出的P1与实际密度是相符的，如果进入过饱和状态，情况就复杂了。 一般认为，蒸汽干度较高（X95%）时流体表现为均相流动，温压补偿可按通常方法进行，但出现一定误差。在式（7）中，P1是实际流体湿饱和蒸汽的密度，其值比临界饱和状态的大，而且干度越低密度越大。而人们根据压力查出的是临界饱和状态的密度，比实际密度小，所以质量流量计算结果出现负误差。在湿度不进行测量的情况下，X是未知数，因此，测量结果偏底多少也是未知数。在蒸汽干度较低（X 95% ）时，管道中的流体出现分层流动，产生误差更大。 二. 湿饱和蒸汽变成过热蒸汽湿饱和蒸汽变成过热蒸汽，一般发生在湿饱和蒸汽突然较大幅度减压，流体出现绝热膨胀时。2 .1 相变过程 湿饱和蒸汽中的水滴，其压力和温度处于平衡状态
