摘要：蒸汽(qi)流量檢測(ce)在工業生(sheng)産過程中(zhong)較爲常見(jian)，随着蒸汽(qì)流量檢測(cè)精度要求(qiu)的提高溫(wēn)度壓力補(bu)償尤爲重(zhong)要。通過分(fen)析渦街流(liu)量計 用于(yu)蒸汽流量(liàng)測量的原(yuan)理提出渦(wo)街流量計(ji)在飽和蒸(zhēng)汽和過熱(re)蒸汽流量(liàng)檢測中的(de)溫度和壓(ya)力補償的(de)方法🥰，爲工(gong)♌程設計、實(shi)際應用提(ti)供參考。
1引(yin)言
　　渦街流(liú)量計在蒸(zheng)汽流量檢(jiǎn)測領域的(de)應用越來(lai)越廣泛；但(dan)是渦街流(liú)量計檢測(ce)值爲蒸汽(qi)的體積流(liu)量。工業✌️過(guo)程往往要(yao)求測量🔴其(qi)質量流量(liang)，飽和蒸汽(qì)和過熱蒸(zhēng)汽在計🌈算(suàn)質量流量(liang)的過程中(zhong)需要補償(chang)計算。
2飽和(hé)蒸汽和過(guo)熱蒸汽的(de)區别
　　水在(zai)一定的壓(yā)力下加熱(re)，水的溫度(du)随着不斷(duan)加熱☂️而上(shang)升，當水溫(wen)升高到某(mou)一溫度時(shí)，水就開始(shǐ)沸騰，這時(shi)水的溫度(dù)稱爲🧡沸騰(teng)溫度。如繼(ji)續加熱，水(shui)溫保持不(bú)變，水即開(kāi)😍始汽化🔆，而(er)逐步變爲(wei)蒸汽。這時(shi)蒸汽的溫(wēn)度也就等(deng)于飽和溫(wen)度。這種狀(zhuang)态的蒸汽(qì)就稱爲飽(bǎo)和蒸汽。如(ru)果把飽和(he)蒸汽繼續(xù)進行加熱(rè)，其溫度将(jiāng)繼續升高(gāo)，并超過該(gai)壓力下的(de)飽和溫度(du)，這種超過(guò)飽和溫度(dù)的蒸汽就(jiu)稱爲過熱(re)蒸汽。
　　水的(de)沸騰溫度(dù)與其所受(shou)壓力有關(guān)，壓力愈大(dà)，則沸騰溫(wēn)度也🧑🏽‍🤝‍🧑🏻就越(yuè)高；反之，壓(ya)力小，則沸(fei)騰溫度也(yě)低。所以對(duì)于飽和蒸(zheng)汽而言，溫(wēn)度與壓力(li)存在一一(yī)對應關系(xi)。而過熱蒸(zhēng)汽的溫度(du)與壓力是(shì)兩㊙️個獨立(li)參數，之間(jiān)不存在直(zhí)接的關系(xi)。
3渦街流量(liàng)計用于蒸(zheng)汽流量的(de)測量
　　 孔闆(pan)流量計 在(zài)蒸汽流量(liang)的檢測中(zhong)應用由來(lái)已久，但是(shì)經過幾十(shi)年的👄實踐(jiàn)總結，孔闆(pǎn)流量計存(cun)在多方面(miàn)的缺陷，如(rú)孔闆流✂️量(liang)計安裝及(jí)日常拆洗(xǐ)維護的工(gong)作量較大(da)；由于💚孔闆(pǎn)流量計的(de)壓損較🔅大(da)所以運營(ying)成本很高(gāo)；此外孔🐅闆(pan)流量計還(hái)需配合差(chà)壓計或 差(chà)壓變送器(qì) 方可測量(liang)管道中各(gè)種流體的(de)流量。綜合(he)考慮以上(shang)因素，選擇(zé)🚶渦街流量(liàng)計作爲蒸(zhēng)汽流量檢(jian)測儀表更(geng)📧爲方便、經(jing)濟。
　　渦街流(liú)量計自上(shang)世紀70年代(dai)投放市場(chang)以來，深受(shòu)廣大用戶(hù)歡迎。目前(qian)在各領域(yu)中得到廣(guang)泛應用。尤(yóu)其是在對(duì)蒸汽流量(liàng)檢測的應(ying)用上，渦街(jiē)流量計正(zhèng)在✂️逐漸取(qu)代孔闆🔞流(liu)量計成爲(wei)蒸汽流量(liàng)💃🏻檢測的重(zhòng)要🈲儀表。渦(wo)街流量計(jì)是✍️根據卡(kǎ)曼渦街原(yuán)理制成［1-3］。流(liu)體中設置(zhi)旋渦發生(shēng)體（阻流體(tǐ)），從旋渦發(fa)生體兩側(ce)交🧑🏽‍🤝‍🧑🏻替地産(chǎn)生有規則(zé)的旋渦，這(zhè)種旋渦稱(chēng)爲卡曼渦(wō)街，如圖1所(suo)示。旋渦列(lie)⛷️在旋渦發(fā)生體下遊(you)非對稱地(dì)排列。設旋(xuán)渦的發生(sheng)頻率爲f，被(bèi)測介質流(liú)速爲v，旋渦(wō)發🈲生體迎(yíng)面寬度爲(wei)d，則有：

其中(zhong)，s稱爲斯特(te)拉哈爾數(shu)，無量綱，由(you)漩渦發生(shēng)體的形狀(zhuàng)決定💛，在一(yi)定的雷諾(nuò)系數範圍(wei)内爲常數(shù)。

　　通過檢(jiǎn)測旋渦頻(pín)率即可計(jì)算出流體(tǐ)流速，從而(ér)計算出流(liu)體的體積(ji)流量。目前(qián)渦街流量(liàng)計流量檢(jiǎn)測的方💃🏻法(fǎ)有💋電容檢(jiǎn)測法、熱敏(mǐn)檢測法、超(chao)聲檢測法(fǎ)、電磁檢測(ce)😍法以及壓(yā)電檢測法(fǎ)等。渦街流(liu)量計用于(yú)流體流量(liang)檢測具有(yǒu)以🐉下優點(diǎn)：
（1）量程比寬(kuan)，不受流體(ti)溫度、壓力(li)、成分、粘度(du)及密度的(de)影響📞；
（2）結構(gou)簡單，與孔(kong)闆相比無(wú)需配合其(qi)它儀表；
（3）壓(ya)損小，約爲(wèi)孔闆流量(liang)計的四分(fèn)之一。
4渦街(jie)流量計用(yòng)于蒸汽流(liu)量測量系(xì)統
　　根據渦(wo)街流量計(ji)的測量原(yuan)理可知，渦(wo)街流量計(jì)測‼️量的是(shi)流體⛷️的體(ti)積流量。但(dàn)是實際中(zhōng)往往要求(qiú)測💰量蒸汽(qì)的👈質量💃流(liú)量。根據M=ρ×Q可(ke)由體積流(liú)量求出質(zhi)量⭕流量［4-5］。
對(dui)于飽和蒸(zhēng)汽，其密度(du)ρ隻與壓力(li)有關。對應(ying)公式爲☎️：
ρ=AP+B
其(qi)中：P爲飽和(he)蒸汽絕對(dui)壓力；單位(wei)MPa。對于過熱(rè)蒸汽，其密(mì)度和溫度(du)、壓力均有(you)關系。對應(ying)關系爲：

其(qi)中：P爲過熱(re)蒸汽絕對(duì)壓力，單位(wèi)MPa；T爲過熱蒸(zhēng)汽溫度❌，單(dān)位℃。
　　因此在(zai)檢測飽和(hé)蒸汽的質(zhì)量流量時(shí)要選擇壓(yā)力或🈲是溫(wēn)度進♻️行補(bu)償；而測量(liàng)過熱蒸汽(qi)質量流量(liàng)時要同時(shí)選擇壓力(lì)和溫度進(jin)行補償。下(xià)面以過熱(re)蒸汽質量(liàng)流量檢測(ce)爲例介紹(shao)溫度、壓力(li)🏒補償方法(fǎ)。
4.1智能積算(suàn)儀補償方(fāng)法
　　目前，過(guo)熱蒸汽質(zhì)量流量的(de)檢測可以(yi)使用智能(néng)積算儀［6］。 智(zhi)能流量積(ji)算儀 采用(yòng)單片機技(ji)術，其補償(chang)演算功能(neng)可在預先(xiān)編制好的(de)🏃🏻軟件中☂️完(wán)成,計算所(suǒ)需要的工(gong)況補償公(gōng)式、表格數(shu)據都存放(fang)在積算儀(yí)的存儲器(qi)中,在測量(liàng)氣體蒸汽(qi)流量時,? 可(kě)🚩以通過壓(ya)力、溫度值(zhi)的輸人信(xìn)号進⁉️行蒸(zheng)汽密度的(de)自動補償(cháng)。并且智能(néng)流量積算(suàn)儀還✨可以(yi)實現壓力(li)、溫度值異(yì)常時的自(zì)動補償。該(gāi)功能可以(yi)在壓力變(biàn)送器、溫度(du)元件🌐及變(bian)送器發生(shēng)故障☎️時,自(zì)動轉爲壓(yā)力、溫度的(de)設計值進(jin)行補償。此(ci)外，流㊙️量🏒積(jī)算儀還具(jù)有就地顯(xiǎn)示、報警以(yi)及RS-485通訊等(deng)多種功能(néng)。智能積算(suan)儀補償原(yuan)理如圖2所(suo)示。采用智(zhì)能積⭐算儀(yí)的優點在(zài)于方便現(xian)場觀測蒸(zhēng)汽的流量(liang)、壓力、溫度(du)參數。

　　對于(yu)過熱蒸氣(qi)，在低壓區(qū)（如小于1MPa）的(de)壓縮系數(shù)都接近于(yú)l。在該區域(yù)内，隻要溫(wen)度不是太(tai)低，即使不(bú)對壓縮系(xi)🤟數進㊙️行修(xiū)正，也不會(hui)引起明顯(xiǎn)的誤差，完(wan)全可以滿(mǎn)足🈲工程上(shàng)🌍的要求。但(dan)在高壓區(qū)，則必須考(kǎo)慮壓🌈縮系(xì)數的💜影響(xiang)，否則将會(huì)造成🤩明顯(xian)的誤差。而(ér)采用❄️智能(neng)積算儀補(bǔ)償的方法(fǎ)不具有對(duì)于其壓縮(suo)系數🥰進行(hang)修正的功(gong)能，采用DCS模(mó)塊補償方(fāng)法則可以(yǐ)🤞克服以上(shàng)缺點。
4.2DCS模塊(kuai)補償方法(fa)
　　其中COMPENSATE模塊(kuai)适用于溫(wen)度爲260~800℃，壓力(li)（絕壓）爲0.5~32MPa的(de)工況；而EXHSTEAM模(mo)🏃🏻塊适用于(yu)溫度爲140~560℃，壓(ya)力（表壓）爲(wei)98.6777~15898.6777kPa的工況。
　　假(jia)設過熱蒸(zhēng)汽的設計(jì)壓力爲4MPa（表(biǎo)壓），?? 設計溫(wēn)度爲400℃；過🆚熱(re)蒸汽的實(shí)測壓力爲(wèi)PI-101：0~6MPa（表壓），實測(ce)溫度爲TI-101：0~600℃，流(liú)量爲FI-101，補🔅償(chang)後的流量(liang)爲FI_101,經EXHSTEAM過熱(rè)蒸汽特性(xing)計算得出(chū)設計密度(du)爲13.92817951832kg/m3，則DCS圖形(xíng)化編程如(rú)☎️圖3所示。

5結(jie)論
　　渦街流(liú)量計在蒸(zhēng)汽測量系(xì)統中具有(you)較好的應(yīng)用前📞景，而(er)渦街流量(liàng)計的溫度(dù)壓力補償(cháng)系統是提(ti)高飽和蒸(zhēng)汽🛀和過熱(re)蒸汽測量(liang)精度的重(zhòng)要手段。

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