蒸汽流量計(jì)是現(xiàn)代化工業(yè)必不可少的測(cè)量流量的流量計(jì)之一，它有著孔板流量計(jì)和其他流量計(jì)不可替代的優(yōu)勢(shì)，我們?yōu)榇蠹液?jiǎn)單的介紹一下。

蒸汽流量計(jì)工作原理
蒸汽流量計(jì)是根據(jù)“卡門漩渦”原理制成的新型流量測(cè)量?jī)x表。
當(dāng)一穩(wěn)定的流體流經(jīng)有一定長(zhǎng)度的直管道時(shí)，撞擊沉浸在流體中的非線性柱體，在流體的下游會(huì)產(chǎn)生漩渦（即卡門漩渦）。
當(dāng)流體的雷諾數(shù)（Re）在一定的范圍內(nèi)，漩渦的發(fā)生規(guī)律是穩(wěn)定可靠的，漩渦發(fā)生的頻率F由公式：F=(St * V)/d 確定
其中，V為流速； d為柱體迎流面的寬度；St為斯特羅哈數(shù)。

 

斯特羅哈數(shù)是一個(gè)無因次參數(shù)，下圖表示斯特羅哈數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，斯特羅哈數(shù)基本上保持不變，這樣就可以認(rèn)為雷諾數(shù)在這個(gè)范圍內(nèi)卡門漩渦的釋放頻率與流體的速度成正比。所以由檢測(cè)出來的頻率F就可求得流速V，并由V求得體積流量。

 

蒸汽流量計(jì)是速度式流量計(jì)，其輸出頻率與蒸汽工作狀態(tài)下的體積流量成正比，用公式就可計(jì)算出蒸汽工作狀態(tài)的體積流量。而蒸汽流量要求的是質(zhì)量流量，因此用流量計(jì)測(cè)量蒸汽流量時(shí)，必須同時(shí)測(cè)量出蒸汽的密度，才能用公式計(jì)算出蒸汽的質(zhì)量流量。

然而蒸汽也分兩種，一種式飽和蒸汽，一種是過熱蒸汽

一、根據(jù)飽和蒸汽的性質(zhì)，其密度是蒸汽壓力或溫度的單值函數(shù)，因此測(cè)量飽和蒸汽的溫度或壓力兩者之一，就可根據(jù)壓力值或溫度值與密度之間的關(guān)系，獲得飽和蒸汽的密度。

1．測(cè)壓法蒸汽流量計(jì)

壓力變送器安裝在流量計(jì)下游3D—5D距離處。該點(diǎn)的壓力代表渦街流量計(jì)出口的壓力，所以用該壓力計(jì)算出的密度也是渦街流量計(jì)出口的密度。介紹了飽和蒸汽密度與壓力的關(guān)系式，采用這組分段線性化的計(jì)算公式計(jì)算飽和蒸汽的密度，其精度可達(dá)到±0.1％。如果選用壓力變送器精度為±0.2％，流量計(jì)的基本誤差為±1%，則飽和蒸汽流量的測(cè)量精度可優(yōu)于±1.5%。

2．測(cè)溫法蒸汽流量計(jì)溫度變送器安裝在渦街流量計(jì)下游6D~8D距離處。在該點(diǎn)飽和蒸汽的溫度與渦街流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)的溫度基本相同，因此以該處測(cè)得的溫度計(jì)算蒸汽的密度代表了蒸汽的實(shí)際密度。根據(jù)第七給出的飽和蒸汽密度與溫度的關(guān)系式，可計(jì)算出飽和蒸汽的密度。在蒸汽溫度100℃<t≤190℃區(qū)間，經(jīng)驗(yàn)算，用公式計(jì)算出的密度與查表值的相對(duì)誤差<±0.1％；在蒸汽溫度200℃<t≤300℃區(qū)間，用公式計(jì)算出的密度與查表值的相對(duì)誤差也<±0.1%。

3．兩種測(cè)量方法的比按

測(cè)壓法和測(cè)溫法是目前測(cè)量飽和蒸汽密度較普遍采用的兩種方法，它們之間各有所長(zhǎng)。

測(cè)壓法的優(yōu)點(diǎn)是采用分段線性化密度模型，計(jì)算較簡(jiǎn)單，計(jì)算精度和擬合精度較高，壓力傳感器對(duì)蒸汽壓力變化響應(yīng)較快，實(shí)時(shí)性較好。

測(cè)壓法的缺點(diǎn)是壓力傳感器的耐溫能力差，測(cè)量時(shí)需要采用降溫措施，或者采取隔離方法，或者把傳感器裝到管外，采用引壓方法測(cè)量蒸汽壓力，這樣就使測(cè)壓裝置復(fù)雜化，提高了安裝費(fèi)用。從目前市場(chǎng)價(jià)格上看，壓力傳感器價(jià)格比溫度傳感器要高。

測(cè)壓法的另一個(gè)值得探討的問題是，取壓孔位于渦街流量計(jì)下游，測(cè)得的壓力值與渦街流量計(jì)的發(fā)生體兩側(cè)壓力，在理論意義上有一定的差異。

測(cè)溫法的優(yōu)點(diǎn)是安裝簡(jiǎn)便，可靠性好，溫度傳感器直接插入被測(cè)蒸汽中，檢測(cè)到的溫度值較真實(shí)。

測(cè)溫法的缺點(diǎn)是飽和蒸汽的密度與溫度之間的關(guān)系復(fù)雜，從式可看出，密度』0與溫度之間的關(guān)系是一個(gè)溫度t的含有高次方的多項(xiàng)式。因此，溫度t的變化對(duì)密度的影響比較靈敏。換言之，如果要獲得精度較高的密度值，要求溫度測(cè)量的誤差要更小。例如要使密度的誤差小于±0.5％，則要求溫度測(cè)量的絕對(duì)誤差≤±0.2CC。具體地說，對(duì)于溫度為200℃的飽和蒸汽，相當(dāng)于要求溫度測(cè)量誤差小于±0.1％，這對(duì)溫度測(cè)量來說，要求是相當(dāng)高的。

二．根據(jù)過熱蒸汽的性質(zhì)，其密度是蒸汽壓力和溫度的多值函數(shù)，因此測(cè)量過熱蒸汽的溫度和壓力值，就可根據(jù)壓力值和溫度值與密度之間的關(guān)系，獲得過熱蒸汽的密度。

壓力變送器安裝在流量計(jì)下游3D—5D距離處，溫度變送器安裝在渦街流量計(jì)下游6D~8D距離處。該兩點(diǎn)測(cè)的溫度和壓力代表流量計(jì)出口的溫度和壓力，所以用該值計(jì)算出的密度也是流量計(jì)出口的密度。帶有溫度壓力傳感器的流量計(jì)同樣可以測(cè)量飽和蒸汽，在流量計(jì)算機(jī)里做了處理，程序會(huì)根據(jù)溫度和壓力自動(dòng)分析當(dāng)前蒸汽狀態(tài)，自動(dòng)補(bǔ)償，所以在有很多工況現(xiàn)場(chǎng)，客戶自己不確定蒸汽式什么狀態(tài)，也不用擔(dān)心，自己做溫度壓力雙補(bǔ)償就可以了。

雙補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)就是可以應(yīng)對(duì)蒸汽的各種狀態(tài)，但相對(duì)而言成本就增加許多，也許有人會(huì)說也增加了安裝費(fèi)用，不過現(xiàn)在我們也就研發(fā)出溫度壓力補(bǔ)償一臺(tái)的蒸汽流量計(jì)，將溫度和壓力探頭集成到流量探頭里，使安裝更簡(jiǎn)單