[摘要]介紹了以渦(wo)街流量計 測量蒸(zhēng)汽時的誤差分析(xi)，分析了在蒸汽測(cè)量中影響渦街流(liu)🤩量計測量精度的(de)因素，以及解決的(de)方法。
1．引言
　　蒸汽是(shì)石化企業使用的(de)最爲廣泛的二次(cì)能源，其測量的正(zheng)确🤩率對節約能源(yuán)、提高經濟效益等(děng)各方面都🌈有重要(yào)意🤟義。目前，蒸汽的(de)測量主要有渦街(jiē)流量計、差✂️壓式（ 孔(kǒng)闆流量計 、彎管、均(jun)速管）流量計等，在(zài)蒸汽計量上選用(yong)的都是🏃渦街流量(liang)計。主要讨論渦街(jiē)流量計在蒸汽測(ce)量中的誤差分🛀🏻析(xī)。
2．渦街流量計的特(te)點
2.1輸出的信号是(shì)與流速成正比的(de)脈沖信号，便于數(shù)據處理和計💋算機(jī)聯網。
2.2量程範圍寬(kuan)，精度高。
2.3無可動部(bù)件，可靠性較高，結(jie)構簡單，便于安裝(zhuang)和維🤞修。
2.4檢測元件(jiàn)和被測介質不直(zhí)接接觸，不受流體(ti)的化學性質影響(xiang)，應用範圍寬，壽命(ming)長。
2.5抗幹擾能力強(qiáng)，容易進行流量計(ji)算，不受流體的物(wù)理性質的影響，給(gei)儀表的标定和使(shǐ)用帶來了方便。
3．渦(wo)街流量計的工作(zuo)原理
　　渦街流量計(jì)是基于卡門渦街(jie)原理制成的一種(zhǒng)流體💚震蕩性🔴流😘量(liàng)計，即在流動的流(liu)體中放置一個非(fei)流線♉型的對稱形(xíng)狀的物體（即旋渦(wo)發生體），就會在其(qi)下遊💋兩側産生兩(liang)列有規律的旋渦(wō)，其旋渦頻率⛱️正比(bi)于流體流速：
f=Stu/d
　　式中(zhōng)：f：旋渦頻率；d：旋渦發(fā)生體的寬度；u：流體(ti)流速；St：斯特🈲勞💛哈爾(ěr)數。
　　St的值與旋渦發(fa)生體寬度d和雷諾(nuò)數Re有關。當2×104〈Re〈7×104的範圍(wei)内，St的值❤️基本不變(biàn)。
　　上式表明，當d和St爲(wèi)定值時，旋渦産生(shēng)的頻率F與流體的(de)平均速度⛹🏻‍♀️u成正比(bi)，利用這一特點制(zhì)成了渦街流量計(jì)。
4．蒸汽的測量
　　測量(liang)蒸汽的流量計分(fen)爲直接質量流量(liang)計和推導式質量(liàng)流量計，渦街流量(liàng)計測量蒸汽流量(liàng)屬于推導式質量(liàng)流量計，其表達式(shi)爲：

　　式中：Qm：蒸汽的質(zhì)量流量，Kg/h；f：渦街流量(liàng)計輸出頻率，P/s；Kt：工作(zuò)狀㊙️态下的流量系(xi)數，P/L；ρf：流體密度，Kg/m3。
　　從上(shàng)式可知，渦街流量(liang)計測量蒸汽流量(liang)主要是蒸汽密度(dù)的求🐪取，而蒸汽的(de)密度可以根據溫(wēn)度、壓力😘的值查表(biao)得到。由于蒸汽❗分(fen)爲飽和蒸汽和過(guo)熱蒸汽，對于過熱(re)蒸汽要進行溫壓(ya)👉補償，對😄于真正意(yì)義上的飽和蒸汽(qì)隻需進行溫度或(huo)壓力補償即可，下(xia)💋面進行讨論。
4.1過熱(rè)蒸汽
　　在實際測量(liàng)時，由于工況的變(bian)化，飽和蒸汽和過(guo)熱☎️蒸❓汽都有可能(néng)偏離原來的設計(ji)狀态，就使得通常(cháng)由蒸汽溫度、壓力(lì)求取密度的關系(xì)發生變化，對計量(liàng)的準确性造成影(ying)響⛹🏻‍♀️，當過熱蒸汽在(zai)經過長距離的輸(shu)送後，或由于管道(dào)保溫措施不當，往(wang)往會因爲熱量的(de)損失溫度降低使(shǐ)其從過熱狀🔞态進(jin)入臨界飽和狀态(tài)，甚至部分蒸汽冷(leng)凝出現相變而變(biàn)成水😍滴。這些水滴(dī)對流量的測量究(jiu)竟有多大的影響(xiang)，下面舉例說明。
　　自(zì)産蒸汽壓力爲1.0MPa的(de)過熱蒸汽，其流量(liang)爲Qm,假設經長距離(lí)的輸🈚送後有10％Qm冷凝(níng)成水滴，令其爲Qm1,而(er)保持汽态的部分(fèn)爲Qms,從定🚩義可☔知，此(ci)時濕蒸汽的幹度(du)X爲90％。由于采用溫壓(yā)補償❗，故依臨界飽(bǎo)和狀态查表，得到(dào)此時的蒸汽（幹部(bù)分）密度ρs＝5.6808kg/m3,查水密度(dù)㊙️表得水滴❓的密度(du)ρL=882.47kg/m3,顯💰然水滴和蒸汽(qi)幹部分的體積流(liú)量爲：
Qv1=Qm1/ρLQvs=Qms/ρs
式中：Qv1：水滴的(de)體積流量，m3/s;
Qvs：蒸汽幹(gàn)部分的體積流量(liang),m3/s。
由定義知，蒸汽幹(gan)部分體積流量占(zhan)濕蒸汽總體積流(liú)量之比Rv爲：


　　在該例(li)中，Rv＝99.93％，由此可見，在濕(shī)蒸汽中，水滴所占(zhàn)的體積比可✊忽略(lue)不計。渦街流量計(ji)的輸出僅與流過(guò)測量管的流體流(liú)速成正比，在測濕(shī)的飽和蒸汽時，水(shui)滴對渦街流量計(ji)輸出的影響可忽(hū)略，故可認爲，渦街(jie)流量計的🚶‍♀️輸出完(wán)全是由飽和蒸汽(qì)幹部分所引起的(de)，而幹部分的密度(dù)無論是溫度補償(cháng)🈲或壓力補償🚩都可(kě)以正确的查出;如(rú)果需要将冷凝水(shuǐ)也按蒸汽一樣進(jìn)行計量，則渦街流(liu)量計的計算結果(guǒ)則偏低1-X。
4.2飽和蒸汽(qì)
　　當渦街流量計安(an)裝在減壓閥後，飽(bao)和蒸汽突然大幅(fú)度減壓，流體出現(xiàn)絕熱膨脹，水滴部(bu)分蒸發，同時從液(ye)🐕相和💃🏻汽相中吸收(shōu)汽化熱，使汽液相(xiang)溫度降低。如果溫(wēn)度降低的不多或(huo)蒸發前濕度較高(gāo)，會使溫度迅速降(jiang)⚽低到與新的壓力(lì)所對應的飽和溫(wen)度，建立新的平衡(heng)。這時蒸汽仍爲飽(bǎo)和蒸汽，如果壓力(lì)降❤️低的很多或蒸(zheng)發前濕度較低✨，則(zé)因水滴蒸發溫度(dù)㊙️降低後仍高于新(xīn)的壓力所對應的(de)飽和溫度，則蒸汽(qì)變爲過熱蒸汽。
　　上(shang)述蒸發發生後，前(qián)一種對補償無影(ying)響，僅僅是蒸汽中(zhōng)幹部分增加，幹度(du)相應增大，後一種(zhong)情況即飽🈚和蒸汽(qi)變爲過⭕熱蒸汽，這(zhe)時對流量計的影(ying)響分爲以下三☀️種(zhǒng)情況：
（1）如果流量計(jì)已經考慮到蒸汽(qì)變爲過熱狀态，或(huo)處🏃‍♂️于何種狀态難(nán)以确定，或有時是(shì)過熱狀态有時是(shì)飽和狀态🌍，所以采(cǎi)用溫壓補償，則上(shang)述的狀态對測量(liang)結果無影響。
（2）如果(guo)流量計按飽和蒸(zhēng)汽考慮，而且采用(yòng)壓力補償，則👣上述(shù)⭕相變将帶來較小(xiǎo)的誤差，即過熱蒸(zheng)汽溫度同飽和蒸(zhēng)汽之差所🌈對應的(de)密度差造成的補(bǔ)償誤差。
（3）如果流量(liàng)計按飽和蒸汽考(kao)慮，但采用的是溫(wen)度補償💯，即将過熱(re)蒸汽當作飽和溫(wen)度去查密度表，一(yī)般會引起較大的(de)誤差。
如某化工廠(chang)鍋爐房供飽和蒸(zheng)汽，并根據各用戶(hù)中蒸汽壓力要求(qiú)值最高的一個決(jué)定鍋爐供汽壓力(li)爲1.0MPa，多數用戶在蒸(zhēng)汽🥵總管進裝置時(shi)先經減壓閥進🌈行(hang)減壓。
　　用作進入裝(zhuāng)置蒸汽計量的渦(wo)街流量計安裝在(zài)減壓💔（穩壓）閥之後(hou)。原設計按飽和蒸(zheng)汽考慮，采用溫度(du)🏃🏻‍♂️補償。經減壓，蒸汽(qi)總管帶入的水滴(dī)蒸發完後氣溫🐅仍(reng)高于飽和溫度，呈(chéng)過熱狀态，現場采(cai)集到的數據⭕如下(xia)表。

減壓後溫度T2	162.4℃
減(jian)壓後壓力P2	0.42MPa

　　這時流(liu)量二次表按照所(suo)測量到的溫度T2＝162.4℃查(cha)飽和蒸汽密度表(biǎo)，得ρ2＝3.4528kg/m3而按照T2和P2兩個(gè)測量值查過熱蒸(zhēng)汽密度表，得密度(dù)ρ2′=2.6897kg/m3，所以質量流量計(ji)結果出現28.47%的誤差(chà)，即：

　　在本例中，如果(guǒ)采用壓力補償，則(ze)根據P2＝0.42MPａ的信号查飽(bao)和蒸🤞汽🌈密度表，應(yīng)得到ρ2″=2.7761kg/m3，則補償誤差(chà)爲：

5．結束語
　　某化工(gōng)廠在對蒸汽的性(xing)質逐一确定後，針(zhēn)對不同地🔴方蒸汽(qì)☔的性質作相應的(de)補償系數，使廠内(nèi)的蒸🌏汽産出與消(xiāo)耗👄基本平衡起來(lai)了，對生産調整以(yǐ)及🔞節能降耗起到(dào)✏️了指導性的作🐪用(yong)。渦街流量計在蒸(zhēng)汽測量中影響其(qi)測量精度因素有(you)很多，但隻要在🌍日(ri)常使用中👨‍❤️‍👨，注意以(yǐ)下幾點，其測量精(jīng)⁉️度将會很高。
（1）儀表(biǎo)選型時，首先清楚(chǔ)蒸汽的工況處于(yu)何種狀态，這⛹🏻‍♀️樣能(neng)夠✏️保證儀表的測(ce)量精度。
（2）将流量計(ji)安裝在減壓閥之(zhī)前的總管線上，由(yóu)于蒸汽未經減🍓壓(ya)，一般不存在相變(biàn)問題，所以将流量(liàng)計安裝👣在減💋壓閥(fá)✌️之前，按飽和蒸汽(qi)補償方法處理，可(kě)保證測量精度。
（3）加(jiā)強蒸汽管道的保(bao)溫，減少冷凝水的(de)産生和防止蒸汽(qì)的性質轉變。

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