[摘要(yao)]介紹了以(yǐ)渦街流量(liàng)計 測量蒸(zheng)汽時的誤(wu)差分析，分(fen)析了在蒸(zheng)汽測量中(zhong)影響渦街(jiē)流量計測(ce)量精度的(de)因素，以及(jí)解決的方(fāng)法。
1．引言
　　蒸(zhēng)汽是石化(hua)企業使用(yòng)的最爲廣(guang)泛的二次(cì)能源，其測(ce)量的正确(què)率對節約(yue)能源、提高(gao)經濟效益(yi)等各方👌面(mian)都有重要(yào)意義。目🤞前(qián)，蒸汽的測(cè)量主要有(you)渦街流量(liàng)計、差壓式(shi)（ 孔闆流量(liàng)計 、彎管、均(jun)速管）流量(liàng)計等，在蒸(zheng)汽計量上(shang)選用的都(dōu)是渦街流(liu)量計。主要(yao)讨論渦街(jiē)流量計在(zài)蒸汽測量(liàng)中的誤差(cha)分析。
2．渦街(jie)流量計的(de)特點
2.1輸出(chū)的信号是(shi)與流速成(cheng)正比的脈(mò)沖信号，便(biàn)于數據處(chu)🔅理和計算(suàn)機聯網。
2.2量(liang)程範圍寬(kuan)，精度高。
2.3無(wu)可動部件(jian)，可靠性較(jiào)高，結構簡(jiǎn)單，便于安(ān)裝和維修(xiu)。
2.4檢測元件(jiàn)和被測介(jiè)質不直接(jiē)接觸，不受(shòu)流體的化(huà)學🌈性🤟質影(yǐng)響，應用範(fàn)圍寬，壽命(mìng)長。
2.5抗幹擾(rǎo)能力強，容(rong)易進行流(liú)量計算，不(bu)受流體的(de)物⛱️理性🛀質(zhì)的⭐影🌏響，給(gei)儀表的标(biāo)定和使用(yong)帶來了方(fāng)便。
3．渦街流(liu)量計的工(gōng)作原理
　　渦(wo)街流量計(jì)是基于卡(kǎ)門渦街原(yuán)理制成的(de)一種流體(ti)震👣蕩性流(liú)量計，即在(zai)流動的流(liú)體中放置(zhi)一個非流(liu)線🈚型的⛷️對(duì)稱💋形狀💁的(de)物體（即旋(xuán)渦發生體(tǐ)），就會在📐其(qi)下遊兩側(ce)産生兩列(liè)㊙️有規律的(de)旋渦，其旋(xuán)渦頻率正(zhèng)比于流體(tǐ)流速：
f=Stu/d
　　式中(zhong)：f：旋渦頻率(lǜ)；d：旋渦發生(shēng)體的寬度(du)；u：流體流速(sù)；St：斯特勞🐅哈(hā)爾數。
　　St的值(zhi)與旋渦發(fa)生體寬度(dù)d和雷諾數(shu)Re有關。當2×104〈Re〈7×104的(de)範圍🏒内，St的(de)值🌍基😄本不(bú)變。
　　上式表(biao)明，當d和St爲(wèi)定值時，旋(xuán)渦産生的(de)頻率F與流(liú)體的🔞平均(jun)速度u成正(zheng)比，利用這(zhe)一特點制(zhi)成了渦街(jiē)流量計。
4．蒸(zheng)汽的測量(liàng)
　　測量蒸汽(qi)的流量計(jì)分爲直接(jie)質量流量(liàng)計和推導(dǎo)式🧑🏾‍🤝‍🧑🏼質量流(liú)㊙️量計，渦街(jie)流量計測(ce)量蒸汽流(liú)量屬于推(tuī)導式質量(liàng)流量♌計，其(qí)表達式爲(wei)：

　　式中：Qm：蒸汽(qi)的質量流(liu)量，Kg/h；f：渦街流(liú)量計輸出(chu)頻率，P/s；Kt：工作(zuo)✊狀态下的(de)流量系數(shu)，P/L；ρf：流體密度(dù)，Kg/m3。
　　從上式可(ke)知，渦街流(liu)量計測量(liàng)蒸汽流量(liang)主要是蒸(zhēng)汽密度的(de)求取，而蒸(zhēng)汽的密度(dù)可以根據(ju)溫度、壓力(lì)的值查表(biao)☁️得到💔。由于(yu)蒸汽分爲(wèi)飽和蒸汽(qi)和過熱蒸(zhēng)汽，對于過(guò)熱蒸汽要(yào)進行溫壓(yā)補償，對🔴于(yú)真正意義(yi)😄上的飽和(hé)蒸汽隻需(xu)進行溫度(du)或壓力補(bǔ)償即可，下(xià)面進行讨(tao)論。
4.1過熱蒸(zhēng)汽
　　在實際(jì)測量時，由(you)于工況的(de)變化，飽和(hé)蒸汽和過(guò)熱蒸汽都(dou)有⛷️可🏃能偏(piān)離原來的(de)設計狀态(tài)，就使得通(tong)常由蒸🏃🏻汽(qì)溫度、壓力(li)求🐉取密度(dù)的關系發(fā)生變化，對(duì)計量的準(zhun)确性造成(cheng)影響，當過(guò)熱蒸汽在(zài)🥰經過長距(ju)離的輸送(song)後，或由于(yu)管💁道保溫(wen)措🧑🏽‍🤝‍🧑🏻施不當(dāng)，往往會因(yīn)爲熱量的(de)損失☀️溫度(du)降低使其(qi)從過熱狀(zhuàng)📱态進入臨(lín)界🌈飽和狀(zhuàng)态，甚至部(bu)分蒸汽冷(leng)凝出現相(xiang)變而變成(cheng)水滴。這些(xiē)水滴對流(liu)量的測量(liang)究竟有多(duo)大的影響(xiang)，下面舉例(li)說明。
　　自産(chan)蒸汽壓力(li)爲1.0MPa的過熱(re)蒸汽，其流(liu)量爲Qm,假設(she)經長距🔞離(li)的輸送後(hòu)有10％Qm冷凝成(chéng)水滴，令其(qi)爲Qm1,而保持(chí)汽态的部(bu)分爲Qms,從定(ding)義可🤞知，此(ci)時濕蒸汽(qì)的幹度X爲(wèi)90％。由于采用(yòng)溫壓補償(chang)，故依臨界(jiè)飽和狀态(tài)查📱表，得到(dào)此時♋的蒸(zheng)汽（幹部分(fen)）密度ρs＝5.6808kg/m3,查水(shuǐ)密度表得(dé)水滴的密(mi)度ρL=882.47kg/m3,顯然水(shuǐ)滴和蒸汽(qi)幹部分的(de)💛體積流量(liàng)爲：
Qv1=Qm1/ρLQvs=Qms/ρs
式中：Qv1：水(shui)滴的體積(ji)流量，m3/s;
Qvs：蒸汽(qì)幹部分的(de)體積流量(liàng),m3/s。
由定義知(zhī)，蒸汽幹部(bu)分體積流(liú)量占濕蒸(zheng)汽總體積(ji)🌈流量之比(bi)Rv爲：


　　在該例(li)中，Rv＝99.93％，由此可(ke)見，在濕蒸(zhēng)汽中，水滴(dī)所占的體(ti)積比可忽(hū)略不計。渦(wō)街流量計(jì)的輸出僅(jǐn)與流過測(ce)量管的流(liú)體流速成(cheng)正比，在🔱測(ce)濕的飽和(hé)蒸汽時，水(shuǐ)滴對渦街(jiē)流量計輸(shu)出的影響(xiang)可忽略，故(gu)可認爲，渦(wo)街流量計(jì)的輸出完(wán)全是由飽(bao)和蒸汽幹(gan)部分所引(yin)起的，而幹(gàn)部分的密(mì)度無論是(shì)溫度補償(chang)或壓力補(bu)償都可以(yi)正确的查(cha)出;如果需(xū)要将冷凝(ning)水也按蒸(zhēng)汽一樣進(jìn)行🐅計量，則(zé)😄渦街流量(liàng)計的計算(suan)結果則偏(piān)低1-X。
4.2飽和蒸(zheng)汽
　　當渦街(jiē)流量計安(an)裝在減壓(ya)閥後，飽和(hé)蒸汽突然(ran)大幅度✉️減(jiǎn)壓，流體出(chū)現絕熱膨(peng)脹，水滴部(bu)分蒸發，同(tóng)時從液相(xiang)和✏️汽相中(zhong)吸🌈收汽化(hua)熱，使汽液(yè)相溫度降(jiang)低🥰。如果溫(wen)度降低的(de)不多或蒸(zhēng)發前濕度(dù)較高，會使(shǐ)溫度迅速(sù)降低到與(yu)新的壓力(lì)所對應的(de)飽㊙️和溫度(du)，建立新的(de)平衡。這時(shi)蒸汽仍爲(wèi)飽和蒸汽(qì)，如果壓力(lì)降低的很(hen)多或蒸發(fa)前濕度較(jiao)低，則因水(shui)滴蒸發溫(wen)度💁降低後(hòu)仍高于新(xin)的壓力所(suo)對應的飽(bǎo)和溫度，則(zé)蒸🔴汽變爲(wei)過熱蒸汽(qì)。
　　上述蒸發(fā)發生後，前(qián)一種對補(bu)償無影響(xiang)，僅僅是蒸(zheng)汽中幹部(bu)分增加，幹(gàn)度相應增(zeng)大，後一種(zhong)情況即飽(bǎo)和蒸汽變(biàn)🐅爲過熱蒸(zheng)汽，這🐅時對(duì)流量計的(de)影響分爲(wèi)💃以下三種(zhong)情況：
（1）如果(guǒ)流量計已(yi)經考慮到(dào)蒸汽變爲(wei)過熱狀态(tai)，或處于🌈何(he)種狀态難(nán)以确定，或(huo)有時是過(guo)熱狀态有(yǒu)時是飽和(he)狀态🙇‍♀️，所以(yǐ)采用溫壓(ya)補償，則上(shang)述的狀态(tài)對測量結(jie)果無影響(xiǎng)。
（2）如果流量(liàng)計按飽和(hé)蒸汽考慮(lǜ)，而且采用(yòng)壓力補償(cháng)，則上🌈述相(xiang)變♈将帶來(lai)較小的誤(wù)差，即過熱(re)蒸汽溫度(du)🔞同飽和蒸(zheng)汽之差所(suo)對應的密(mi)度差造成(chéng)的補償誤(wù)差。
（3）如果流(liu)量計按飽(bao)和蒸汽考(kǎo)慮，但采用(yòng)的是溫度(dù)補償，即⭐将(jiang)過熱蒸汽(qì)當作飽和(hé)溫度去查(cha)密度表，一(yi)般😄會引起(qǐ)較大的誤(wù)差🌍。
如某化(hua)工廠鍋爐(lu)房供飽和(hé)蒸汽，并根(gēn)據各用戶(hù)中蒸汽壓(ya)力要求值(zhí)最高的一(yi)個決定鍋(guō)爐供汽壓(yā)力爲1.0MPa，多數(shu)用戶在蒸(zhēng)汽總管進(jìn)裝置時先(xiān)經減壓閥(fá)進行減壓(yā)㊙️。
　　用作進入(rù)裝置蒸汽(qi)計量的渦(wō)街流量計(jì)安裝在減(jian)壓（穩壓🤞）閥(fa)之後。原設(shè)計按飽和(hé)蒸汽考慮(lü)，采用溫度(du)補償。經減(jian)壓，蒸⁉️汽總(zǒng)📞管帶入的(de)水滴蒸發(fa)完後氣溫(wen)仍高于飽(bǎo)和溫度，呈(chéng)過熱狀态(tài)，現場采✨集(ji)到的數據(ju)如下表。

減(jian)壓後溫度(dù)T2	162.4℃
減壓後壓(ya)力P2	0.42MPa

　　這時流(liú)量二次表(biao)按照所測(cè)量到的溫(wēn)度T2＝162.4℃查飽和(he)蒸汽🏃密度(dù)表🌈，得ρ2＝3.4528kg/m3而按(an)照T2和P2兩個(ge)測量值查(chá)過熱蒸汽(qi)密度表🥵，得(de)密度ρ2′=2.6897kg/m3，所以(yi)質量流🔞量(liàng)計結果出(chū)現28.47%的誤差(chà)，即：

　　在本例(li)中，如果采(cai)用壓力補(bǔ)償，則根據(ju)P2＝0.42MPａ的信号查(cha)飽和蒸汽(qi)密度🌈表，應(yīng)得到ρ2″=2.7761kg/m3，則補(bu)償誤差爲(wei)：

5．結束語
　　某(mou)化工廠在(zai)對蒸汽的(de)性質逐一(yī)确定後，針(zhen)對不同地(dì)👌方蒸汽的(de)性質作相(xiang)應的補償(chang)系數，使廠(chǎng)内的蒸🍓汽(qì)産出與消(xiāo)耗💯基本🛀🏻平(ping)衡起來了(le)，對生産調(diào)整以及節(jie)能降耗起(qǐ)到了指導(dǎo)性的作用(yòng)。渦街流量(liang)計在蒸汽(qì)測量中影(ying)響其測量(liàng)精度因素(su)有很多♊，但(dan)隻要在🍓日(rì)常使用中(zhong)，注意以下(xià)幾點，其測(ce)量精度将(jiang)會很高。
（1）儀(yí)表選型時(shí)，首先清楚(chu)蒸汽的工(gong)況處于何(he)種狀态📱，這(zhè)樣能夠保(bǎo)證儀表的(de)測量精度(du)。
（2）将流量計(ji)安裝在減(jiǎn)壓閥之前(qián)的總管線(xiàn)上，由于蒸(zhēng)☔汽未💛經減(jian)壓，一般不(bú)存在相變(biàn)問題，所以(yǐ)将流量計(ji)安裝在減(jiǎn)🆚壓閥之前(qian)，按飽和蒸(zhēng)汽補償方(fang)法處理，可(kě)保證測😍量(liang)精度。
（3）加強(qiang)蒸汽管道(dao)的保溫，減(jiǎn)少冷凝水(shui)的産生和(hé)防止蒸汽(qi)的性🌍質轉(zhuan)變。

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