渦街流量計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，渦街流量計廠家會給出飽和、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。對于過熱蒸汽要進(jìn)行溫度壓力補償，對于真正意義上的飽和蒸汽只需進(jìn)行溫度或壓力補償即可，在測量時根據(jù)溫度壓力查密度表以求得所需質(zhì)量流量。在實際測量時由于工況變化，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，對計量準(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，會使溫度迅速降低到與新的壓力所對應(yīng)的飽和溫度，建立新的平衡，這時蒸汽仍為飽和蒸汽，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)過長距離輸送后，或由于管道保溫措施不當(dāng)，往往會因為熱量損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，這時成為濕飽和蒸汽(過飽和蒸汽)。
渦街流量計的輸出僅與流過測量管的流體流速成正比，在測濕飽和蒸汽時，水滴對渦街流量計輸出的影響可忽略不計,故可以認(rèn)為渦街流量計的輸出*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)壓力補償或溫度補償查出。蒸汽計量時如果雙方約定按蒸汽干部分結(jié)算費用，冷凝水不收費，則相變對測量的影響微不足道，可以忽略；如果冷凝水也按照蒸汽一樣收費，則渦街流量計的計量結(jié)果偏低。
上述蒸發(fā)發(fā)生后，前一種對補償無影響，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，這時對渦街流量計的影響分如下三種情況：
(1)設(shè)計時已經(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，或有時是過熱狀態(tài)有時是飽和狀態(tài)，所以采用溫壓補償，則上述相變對測量結(jié)果無影響。
(2)設(shè)計時按飽和蒸汽考慮，而且采用壓力補償，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應(yīng)的密度差造成的補償誤差。
(3)設(shè)計時按飽和蒸汽考慮，但采用溫度補償，即將過熱蒸汽溫度當(dāng)作飽和溫度去查密度表，一般會引起較大誤差。
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，所以將渦街流量計安裝在減壓閥之前，按飽和蒸汽補償方法處理，可保證測量度。
(2)如果渦街流量計只能安裝在減壓閥后面，則可增裝1臺壓力變送器，進(jìn)行溫壓補償。
(3)如果減壓閥的穩(wěn)定性能較好，可將流量計上游壓力值作為一個恒定值設(shè)置到顯示儀表內(nèi)，進(jìn)行溫度壓力補償。