[摘要]介(jie)紹了以(yǐ)渦街流(liu)量計 測(ce)量蒸汽(qì)時的誤(wù)差分析(xī)，分析了(le)在蒸汽(qì)測量中(zhōng)影響🧑🏾‍🤝‍🧑🏼渦(wō)街流‼️量(liang)計測量(liàng)精度的(de)因素，以(yi)及解決(jue)的方法(fǎ)。
1．引言
　　蒸(zheng)汽是石(shí)化企業(ye)使用的(de)最爲廣(guǎng)泛的二(er)次能源(yuan)，其測量(liàng)🥵的正确(que)🌍率對節(jiē)約能源(yuán)、提高經(jīng)濟效益(yì)等各方(fang)面都有(yǒu)重要意(yi)義。目前(qian)，蒸汽的(de)測量主(zhu)要有渦(wō)街流量(liang)計、差壓(ya)式（ 孔闆(pǎn)流量計(jì) 、彎管、均(jun)速管）流(liu)量計等(děng)，在蒸汽(qi)計量上(shàng)選用的(de)都是渦(wo)街流量(liang)⛹🏻‍♀️計。主要(yào)讨論渦(wo)街流量(liang)計在蒸(zheng)汽測量(liàng)中的誤(wù)差分析(xī)。
2．渦街流(liu)量計的(de)特點
2.1輸(shū)出的信(xin)号是與(yu)流速成(cheng)正比的(de)脈沖信(xìn)号，便于(yú)數🈲據處(chu)理和㊙️計(jì)算機聯(lian)網。
2.2量程(cheng)範圍寬(kuān)，精度高(gao)。
2.3無可動(dòng)部件，可(ke)靠性較(jiao)高，結構(gou)簡單，便(biàn)于安裝(zhuang)和維修(xiu)。
2.4檢測元(yuán)件和被(bèi)測介質(zhi)不直接(jie)接觸，不(bú)受流體(ti)的化🔴學(xué)性質💘影(ying)響，應用(yong)範圍寬(kuān)，壽命長(zhang)。
2.5抗幹擾(rǎo)能力強(qiáng)，容易進(jin)行流量(liang)計算，不(bu)受流體(ti)的物理(li)性質💚的(de)影響，給(gěi)儀表的(de)标定和(hé)使用帶(dài)來了方(fāng)便。
3．渦街(jiē)流量計(jì)的工作(zuo)原理
　　渦(wo)街流量(liàng)計是基(jī)于卡門(mén)渦街原(yuán)理制成(chéng)的一種(zhong)流體震(zhen)🛀蕩性㊙️流(liu)💯量計，即(ji)在流動(dong)的流體(ti)中放置(zhì)一個非(fēi)流線型(xing)的🔞對稱(chēng)形狀的(de)物體（即(jí)旋渦發(fa)生體），就(jiu)會在其(qí)下遊兩(liǎng)側産生(sheng)兩列有(you)規律的(de)旋渦，其(qí)旋渦頻(pín)率正比(bi)于流體(tǐ)流速：
f=Stu/d
　　式(shi)中：f：旋渦(wo)頻率；d：旋(xuán)渦發生(shēng)體的寬(kuan)度；u：流體(ti)流速；St：斯(si)特勞哈(hā)爾數。
　　St的(de)值與旋(xuán)渦發生(sheng)體寬度(du)d和雷諾(nuo)數Re有關(guān)。當2×104〈Re〈7×104的範(fàn)圍内🔴，St的(de)✨值基本(běn)不變。
　　上(shàng)式表明(míng)，當d和St爲(wei)定值時(shi)，旋渦産(chan)生的頻(pín)率F與流(liu)體的💁平(ping)👣均速度(du)u成正比(bi)，利用這(zhe)一特點(diǎn)制成了(le)渦街流(liú)量計💋。
4．蒸(zhēng)汽的測(cè)量
　　測量(liang)蒸汽的(de)流量計(jì)分爲直(zhi)接質量(liang)流量計(ji)和推導(dao)❓式質量(liàng)流量計(jì)，渦街流(liú)量計測(ce)量蒸汽(qi)流量屬(shu)于推導(dao)式質量(liàng)流量🍓計(ji)，其🌈表達(da)式爲：

　　式(shi)中：Qm：蒸汽(qì)的質量(liàng)流量，Kg/h；f：渦(wo)街流量(liàng)計輸出(chu)頻率，P/s；Kt：工(gōng)作狀态(tai)下的流(liu)量系數(shù)，P/L；ρf：流體密(mi)度，Kg/m3。
　　從上(shang)式可知(zhi)，渦街流(liú)量計測(ce)量蒸汽(qì)流量主(zhǔ)要是蒸(zheng)汽密度(du)的求取(qu)，而蒸汽(qi)的密度(dù)可以根(gēn)據溫度(du)、壓力的(de)值查表(biǎo)得到。由(you)于蒸汽(qi)分爲飽(bǎo)和蒸汽(qi)和過熱(re)蒸汽，對(dui)于過熱(rè)蒸💋汽要(yào)進行溫(wēn)壓補償(cháng)，對于真(zhen)正意義(yi)🛀🏻上的飽(bao)和蒸汽(qì)隻需進(jin)行溫度(du)或壓力(li)補償即(jí)可，下💃面(mian)進行讨(tǎo)論。
4.1過熱(rè)蒸汽
　　在(zài)實際測(ce)量時，由(yóu)于工況(kuang)的變化(huà)，飽和蒸(zhēng)汽和過(guo)熱蒸汽(qì)都有可(kě)能偏離(li)原來的(de)設計狀(zhuang)态，就使(shǐ)得通常(cháng)由蒸汽(qì)溫度、壓(yā)力求取(qǔ)密度的(de)關系發(fa)生變化(huà)，對計量(liang)的準确(que)性造成(cheng)影響，當(dang)過熱蒸(zhēng)汽在經(jing)過長距(jù)離的輸(shu)送後，或(huo)由于管(guǎn)道保溫(wēn)措施不(bu)當，往💛往(wǎng)會因爲(wèi)熱量的(de)損失溫(wēn)度降低(di)使其從(cong)過熱狀(zhuang)态進入(rù)臨界✊飽(bao)和狀态(tài)，甚至部(bu)分蒸汽(qi)冷凝🌈出(chu)現相變(bian)而變成(chéng)水👣滴。這(zhè)些水滴(dī)對流量(liang)的測量(liang)究竟有(you)多大的(de)影響，下(xià)面舉例(li)說明。
　　自(zi)産蒸汽(qi)壓力爲(wèi)1.0MPa的過熱(re)蒸汽，其(qí)流量爲(wèi)Qm,假設經(jing)長距離(li)的🚶輸送(sòng)後有10％Qm冷(leng)凝成水(shuǐ)滴，令其(qi)爲Qm1,而保(bao)持汽态(tài)的部分(fèn)爲Qms,從定(ding)義可知(zhi)，此時濕(shi)蒸汽的(de)幹度X爲(wèi)90％。由于采(cǎi)用溫☁️壓(yā)補償，故(gu)依臨界(jie)飽和狀(zhuang)态查表(biǎo)，得到此(ci)時的蒸(zhēng)汽（幹部(bu)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(di)和蒸汽(qi)幹部分(fèn)的體積(ji)流量爲(wei)：
Qv1=Qm1/ρLQvs=Qms/ρs
式中：Qv1：水(shui)滴的體(tǐ)積流量(liang)，m3/s;
Qvs：蒸汽幹(gàn)部分的(de)體積流(liu)量,m3/s。
由定(ding)義知，蒸(zheng)汽幹部(bù)分體積(jī)流量占(zhan)濕蒸汽(qì)總體積(jī)流量之(zhi)比Rv爲：


　　在(zài)該例中(zhōng)，Rv＝99.93％，由此可(ke)見，在濕(shī)蒸汽中(zhong)，水滴所(suo)占的體(ti)積比可(ke)忽略不(bu)計。渦街(jie)流量計(jì)的輸出(chu)僅與流(liú)過測量(liàng)管的流(liú)體流速(su)成正比(bi)，在測濕(shī)的飽和(hé)蒸汽時(shí)，水滴對(duì)渦街流(liú)量計輸(shū)出的🏃‍♀️影(ying)響可忽(hu)略，故可(ke)認爲，渦(wō)街流量(liang)計的輸(shu)出完全(quan)是由飽(bao)和蒸汽(qi)幹部📐分(fen)所引起(qi)🈲的，而幹(gàn)部分🔴的(de)密度無(wu)論是溫(wen)度補償(cháng)或壓力(lì)補償🐉都(dōu)可以正(zhèng)确的查(chá)出;如果(guo)需要🛀🏻将(jiāng)冷凝水(shui)也按蒸(zhēng)汽一樣(yang)進行計(ji)量，則渦(wo)街流💛量(liang)計的計(jì)算結果(guǒ)則偏低(di)1-X。
4.2飽和蒸(zheng)汽
　　當渦(wo)街流量(liang)計安裝(zhuang)在減壓(ya)閥後，飽(bao)和蒸汽(qì)突然大(dà)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼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(he)汽相中(zhōng)吸收汽(qi)☂️化熱，使(shi)汽液相(xiàng)溫度降(jiang)低。如果(guǒ)溫度降(jiang)低🙇🏻的不(bu)多或蒸(zheng)發㊙️前濕(shi)度😘較高(gāo)，會使溫(wen)度迅速(sù)降低到(dao)與新的(de)壓力所(suǒ)對應的(de)飽和溫(wēn)度，建立(lì)新的平(píng)衡⚽。這時(shi)蒸汽仍(reng)爲飽和(he)蒸汽，如(rú)果壓力(li)降低的(de)很多或(huo)蒸發前(qian)濕度較(jiào)低，則因(yin)水滴蒸(zhēng)發🏃‍♀️溫度(du)降低後(hou)仍高于(yú)新的壓(yā)力所對(duì)應的飽(bǎo)和溫度(du)，則蒸汽(qi)😄變爲過(guo)熱蒸汽(qì)。
　　上述蒸(zhēng)發發生(shēng)後，前一(yī)種對補(bu)償無影(ying)響，僅僅(jin)是蒸汽(qì)中幹部(bù)分🏃‍♂️增加(jia)，幹度相(xiang)應增大(dà)，後一種(zhong)情況即(jí)飽和蒸(zhēng)汽變爲(wei)過熱蒸(zheng)汽，這📞時(shi)對流量(liàng)計的影(ying)響分爲(wei)以下三(sān)種情況(kuàng)：
（1）如果流(liu)量計已(yi)經考慮(lǜ)到蒸汽(qì)變爲過(guò)熱狀态(tài)，或處💰于(yu)何種😍狀(zhuàng)态📐難以(yi)确定，或(huò)有時是(shì)過熱狀(zhuang)态有時(shí)是❗飽和(he)狀态，所(suǒ)以采用(yòng)♈溫壓補(bu)償，則上(shang)述的狀(zhuàng)态對測(cè)量結果(guǒ)🚶‍♀️無影響(xiang)。
（2）如果流(liu)量計按(àn)飽和蒸(zhēng)汽考慮(lü)，而且采(cai)用壓力(lì)補償📞，則(ze)上述相(xiàng)變💚将帶(dai)來較小(xiao)的誤差(chà)，即過熱(rè)蒸汽溫(wen)度同飽(bǎo)和蒸汽(qi)之差所(suǒ)對應的(de)密度差(cha)造成的(de)補償誤(wu)差。
（3）如果(guo)流量計(jì)按飽和(hé)蒸汽考(kǎo)慮，但采(cai)用的是(shì)溫度補(bǔ)☁️償，即将(jiang)過熱蒸(zheng)汽當作(zuo)飽和溫(wen)度去查(chá)密度表(biao)，一般會(huì)引🌈起較(jiao)大的誤(wù)差。
如某(mou)化工廠(chǎng)鍋爐房(fang)供飽和(he)蒸汽，并(bing)根據各(ge)用戶中(zhong)蒸💋汽壓(ya)力要求(qiu)值最高(gao)的一個(ge)決定鍋(guo)爐供汽(qi)壓力爲(wèi)1.0MPa，多⛱️數用(yòng)戶在蒸(zheng)汽總管(guan)🈲進裝置(zhì)時先經(jīng)減壓閥(fa)進行減(jiǎn)壓。
　　用作(zuo)進入裝(zhuang)置蒸汽(qì)計量的(de)渦街流(liú)量計安(ān)裝在減(jiǎn)壓（穩壓(yā)）閥之後(hòu)。原設計(ji)按飽和(hé)蒸汽考(kǎo)慮，采用(yong)溫度補(bǔ)償。經減(jian)壓，蒸汽(qi)總🛀管帶(dài)入的水(shuǐ)滴蒸發(fā)完後氣(qi)溫👌仍高(gao)于👣飽和(hé)溫🧑🏾‍🤝‍🧑🏼度，呈(cheng)過熱狀(zhuang)态，現場(chang)采集到(dao)的數據(ju)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(àn)照所測(ce)量到的(de)溫度T2＝162.4℃查(cha)飽和蒸(zheng)🤩汽密度(du)表，得ρ2＝3.4528kg/m3而(er)按照T2和(he)P2兩個測(cè)量值查(chá)過熱蒸(zheng)汽密度(du)表，得密(mì)度ρ2′=2.6897kg/m3，所以(yǐ)質量流(liu)量計結(jié)果出現(xiàn)28.47%的誤差(cha)，即🐕：

　　在本(běn)例中，如(rú)果采用(yong)壓力補(bu)償，則根(gen)據P2＝0.42MPａ的信(xin)号查飽(bǎo)和蒸汽(qì)密度表(biǎo)，應得到(dào)ρ2″=2.7761kg/m3，則補償(chang)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(dìng)後，針對(duì)不同🔅地(di)方蒸汽(qì)🌈的♈性質(zhi)作相應(yīng)的補償(chang)系數，使(shǐ)廠内的(de)蒸💰汽産(chan)出與消(xiāo)耗基本(ben)♉平衡起(qǐ)來了，對(duì)生産調(diào)整以及(jí)節能降(jiang)耗起到(dào)了指導(dǎo)性的作(zuò)用。渦街(jie)流量計(ji)在蒸💃🏻汽(qi)測量中(zhong)影響其(qí)測量精(jing)度因素(su)有很多(duō)，但隻要(yao)在日常(cháng)使用中(zhong)，注意以(yǐ)下幾點(dian)，其測量(liàng)精度将(jiāng)會很高(gao)💋。
（1）儀表選(xuan)型時，首(shou)先清楚(chǔ)蒸汽的(de)工況處(chu)于何種(zhong)狀态，這(zhè)樣能夠(gòu)保證儀(yi)表的測(cè)量精度(du)。
（2）将流量(liàng)計安裝(zhuāng)在減壓(yā)閥之前(qian)的總管(guǎn)線上，由(yóu)于蒸汽(qì)未經減(jian)壓，一般(bān)不存在(zai)相變問(wen)題，所以(yi)将流量(liàng)計安裝(zhuang)在減壓(ya)閥⭕之前(qian)，按飽和(hé)蒸汽補(bǔ)償方法(fǎ)處理，可(ke)保證測(cè)量精度(dù)。
（3）加強蒸(zheng)汽管道(dao)的保溫(wēn)，減少冷(lěng)凝水的(de)産生和(hé)防止蒸(zheng)汽的🧡性(xing)質轉變(bian)。

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