1、過熱蒸汽
蒸汽是比較特殊的介質(zhì)，一般情況下所說的蒸汽是指過熱蒸汽。過熱蒸汽是由飽和蒸汽加熱升溫獲得。其中絕不含液滴或液霧，屬于實(shí)際氣體。過熱蒸汽的溫度與壓力參數(shù)是兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)，其密度應(yīng)由這兩個(gè)參數(shù)決定。
過熱蒸汽在經(jīng)過長(zhǎng)距離輸送后,隨著工況(如溫度、壓力)的變化,特別是在過熱度不高的情況下，會(huì)因?yàn)闊崃繐p失溫度降低而使其從過狀態(tài)進(jìn)入飽和或過飽和狀態(tài)，轉(zhuǎn)變成為飽和蒸汽或帶有水滴的過飽和蒸汽。飽和蒸汽突然大幅度減壓，液體出現(xiàn)絕熱膨脹時(shí)也會(huì)轉(zhuǎn)變成為過熱蒸汽,這樣就形成汽液兩相流介質(zhì)。
2、飽和蒸汽
未經(jīng)過熱處理的蒸汽稱為飽和蒸汽。它是無色、無味不能燃燒又無腐蝕性的氣體。飽和蒸汽中液滴或液霧的含量反映了蒸汽的質(zhì)量,一般用千度這一參數(shù)來表示。蒸汽的干度是指單位體積飽和蒸汽中干蒸汽所占的百分?jǐn)?shù)，以“x”表示。
蒸汽流量計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量飽和蒸汽流量比較困難，因?yàn)轱柡驼羝母啥入y以保證，一般流量計(jì)都不能準(zhǔn)確檢測(cè)雙相流體的流量，蒸汽壓力波動(dòng)將引起蒸汽密.度的變化,流量計(jì)示值產(chǎn)生附加誤差。所以在蒸汽計(jì)量中，必須設(shè)法保持測(cè)量點(diǎn)處蒸汽的干度以滿足要求,必要時(shí)還應(yīng)采取補(bǔ)償措施,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測(cè)量。
測(cè)量的分析
目前使用流量?jī)x表測(cè)量蒸汽流量，測(cè)量介質(zhì)都是指單相的過熱蒸汽或飽和蒸汽。對(duì)于相流經(jīng)常變化的蒸汽,肯定會(huì)存在測(cè)量不準(zhǔn)確的問題。這個(gè)問題的解決方法是保持蒸汽的過熱度，盡量減少蒸汽的含水量,例如加強(qiáng)蒸汽管道的保溫措施,減少蒸汽的壓力損失等,以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。然而這些方法并不能徹底解決蒸汽流量測(cè)量不準(zhǔn)確的問題，解決這一問題的根本辦法是開發(fā)-種可測(cè)兩相流動(dòng)介質(zhì)的流量?jī)x表。
用于檢測(cè)氣體流量的流量計(jì)種類很多，以速度式和容積流量計(jì)應(yīng)用最普遍，它們的共同特點(diǎn)是只能連續(xù)測(cè)定工況下的體積流量，而體積流量又是狀態(tài)的函數(shù)，工作狀態(tài)下的體積流量不能確切的表示實(shí)際流量，工程上-般都以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量或質(zhì)量流量表示。所謂標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積是0℃、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的氣體體積或20℃、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的體積。以質(zhì)量流量為計(jì)量單位的情況,目前應(yīng)用不多。采用刻度氣體流量計(jì)時(shí),選定氣體正常溫度、壓力為設(shè)計(jì)條件，將設(shè)計(jì)狀態(tài)下的體積流量折算為標(biāo)準(zhǔn)體積流量或質(zhì)量流量，其折算系數(shù)中含有氣體密度的因素，當(dāng)氣體介質(zhì)的工作狀態(tài)偏離設(shè)計(jì)狀態(tài),流量示值將產(chǎn)生誤差。此外氣體介質(zhì)的組成、含量或溫度的變化,對(duì)流量測(cè)量也產(chǎn)生影響，所以蒸汽流量的測(cè)量更需要采取補(bǔ)償措施，并且因蒸汽的狀態(tài)變化補(bǔ)償因素也比較復(fù)雜。
過熱蒸汽的密度由蒸汽的溫度、壓力兩個(gè)參數(shù)決定,而且在參數(shù)的不同范圍內(nèi),密度的表達(dá)形式也不相同,無法用同一通式表示,所以不能獲得統(tǒng)一的密度計(jì)算公式,只能個(gè)別推導(dǎo)求得溫度、壓力補(bǔ)償公式。在溫度、壓力波動(dòng)范圍較大的場(chǎng)合,除進(jìn)行溫度、壓力補(bǔ)償外,還需要考慮對(duì)氣體膨脹系數(shù)ε的補(bǔ)償。
無論采用何種流量計(jì)檢測(cè)飽和蒸汽的流量，在蒸汽壓力波動(dòng)的條件下工作，必須采取壓力補(bǔ)償措施,這是因?yàn)樵诹髁糠匠讨�，都含有蒸汽密度的因�?工作條件與設(shè)計(jì)條件不一致時(shí),讀數(shù)會(huì)產(chǎn)生誤差，誤差的大小和工作壓力與設(shè)計(jì)壓力偏差的大小有關(guān),P實(shí)>P設(shè)將出現(xiàn)負(fù)誤差,否則將出現(xiàn)正誤差。蒸汽的干度條件是關(guān)系到能否準(zhǔn)確計(jì)量蒸汽流量的重要條件，目前正在研制在線蒸汽干度檢測(cè)儀表，待干度儀表應(yīng)用于蒸汽流量計(jì)量與補(bǔ)償系統(tǒng),必將進(jìn)一步提高計(jì)量的準(zhǔn)確性。目前應(yīng)采取以下三項(xiàng)措施:
(1)輸送蒸汽的管路必須有良好的保溫措施防止熱量損失。
(2)在蒸汽管路上要逐段疏水,在管道的最
低處及儀表前的管道上應(yīng)設(shè)置疏水器，及時(shí)排出冷凝水。
(3)鍋爐操作中應(yīng)避免出現(xiàn)汽包液位過高現(xiàn)象,盡量減少負(fù)荷出現(xiàn)大的波動(dòng)。
流量?jī)x表的選型
對(duì)于蒸汽計(jì)量在選擇蒸汽流量計(jì)時(shí)應(yīng)考慮5個(gè)主要因素:被測(cè)流體特性、生產(chǎn)工藝情況、安裝條件、維護(hù)需求以及流量?jī)x表的特性。這里,著重討論流量?jī)x表的特性、安裝條件，維護(hù)需求以及選用流量?jī)x表應(yīng)注意的幾個(gè)問題。目前,測(cè)量蒸汽流量的儀表主要有渦街流量計(jì)、差壓式(孔板流量計(jì)、均速管、彎管)流量計(jì)、分流旋翼式流量計(jì)、阿牛巴流量計(jì)、浮子式流量計(jì)等。
本課題討論多參數(shù)渦街流量計(jì)對(duì)蒸汽計(jì)量的應(yīng)用,是因?yàn)槠錅y(cè)量幾乎不受流體參數(shù)(溫度壓力密度黏度)變化的影響。 |
