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饱和蒸汽涡街流量计测量需要密度补偿的原因

点击次数:192  发布时间:2020-05-13

涡街流量计在饱和蒸汽流量测量中应用广泛,涡街流量计的旋涡的产生频率与被测流体的流速有关,在一定雷诺系数范围内,几乎不受流体压力、温度、密度、粘度等变化的影响,气压力损失小,测量精度高,对于单相流体,其测量精度≤±1%,许多涡街流量计都声称可用于测量饱和蒸汽,但条件使饱和蒸汽的干度必须>0.85。

要测量饱和蒸汽,首先要了解饱和蒸汽的特性:

饱和蒸汽的饱和压力和饱和温度是互相对应的,意思就是一定的饱和压力必然对应一定的饱和温度,知道其中的一项,另一项也就知道了。其密度有压力参数决定。

饱和蒸汽是一种气体,但只能瞬间存在,随着热量的损失会进入湿蒸汽状态,经过加热有可变为过热蒸汽状态,是不稳定的。

一般所测得的蒸汽不可能是单纯的气相蒸汽,在传送过程中蒸汽的热量会损失,蒸汽中便会有液体、液雾产生,称为含有液相的微小水粒的饱和蒸汽,生产过程中基本没有干饱和蒸汽,大多是两相流的湿饱和蒸汽,其干度与湿度的关系如下:

湿蒸汽由干饱和蒸汽和饱和水组成。湿蒸汽中干饱和蒸汽和饱和水的质量成分,分别称为干度和湿度,蒸汽的干度和湿蒸汽中所含干饱和蒸汽质量与湿蒸汽总质量之比;蒸汽的湿度为湿蒸汽中所含饱和水与湿蒸汽总质量之比。用公式表示如下:

式中:

Mu —湿蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量;

Mw —市政其中所含饱和水的质量;

Mu+Mw —湿蒸汽总质量;

干度与湿度的关系为:X+(1-X)=1.

对于饱和水X=0,(1+X)=1;

饱和水蒸气X=1,(1-X)=0;

湿蒸汽0<X<1,0<(1-X)<1。

用涡街流量计测量蒸汽时,涡街流量计的输出频率与饱和蒸汽工作状态下的体积流量成正比,所以要测量出饱和蒸汽的密度,才能计算出饱和蒸汽的质量流量。

在实际的工况测量中,由于种种原因,其测量饱和蒸汽流量的误差会随着被测蒸汽的品质和工作参数而变化。研究表明只有当被测蒸汽压力低于1.5MPa,干度不低于0.95时,水的低焓值和低流量比,才能使其载热量对工业计量来说可以忽略不计。

当被测蒸汽压力偏离设计参数而引起蒸汽密度的改变,这样将造成蒸汽流量的测量误差,对于要准确测量饱和蒸汽流量时,采取密度补偿是不可少的,因为饱和蒸汽压力变化时,其导致蒸汽密度变化造成测量误差为:

其中ρ1 —工作压力下的蒸汽密度;

Ρ —设计压力下的蒸汽密度。

以锅炉饱和蒸汽流量测量为例,如设计的蒸汽压力是1.2MPa,当锅炉供汽压力低到1.0MPa时,由于蒸汽密度的变化,其相对误差为15.99%≈16%。误差是很大的,所以对于用涡街流量计测量饱和蒸汽的场合,如果蒸汽的压力波动较大时,还是应该进行密度补偿的,以满足现场对饱和蒸汽流量测量的精度要求。

因此为了更方便的测量蒸汽的流量,一般可以选择温压补偿新型的涡街流量计,即可测量饱和蒸汽,又可测量过热蒸汽。

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