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水蒸气测量选用涡街流量计量表的突出特点

发布:2018-12-18 | 点击:人次

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水蒸气顾名思义是气相,但在一定条件下会变成液相;饱和水蒸气中的水滴本是液相,但在一定条件会被蒸发变成气相。这是蒸汽质量流量测量中常常碰到的汽水相变。

在推导式质量流量计中,关键环节是蒸汽密度的求取,蒸汽相变发生后,就使得通常由蒸汽温度压力求取其密度的关系发生变化,因此必须认真对待。

(1)气相变液相 过热蒸汽在经过长距离输送后,往往会因为热量损失、温度降低,使其从过热状态进入饱和状态,甚至部分蒸汽冷凝出现相变而变成水滴。这些水滴对流量测量结果究竟有多大影响,下面举例说明。

有一常用压力为1.0MPa 的过热蒸汽,其流量为qm,假设经长距离输送后有10%qm冷凝成水滴,令其为qm1,而保持气态的部分为qms,从定义知,此时湿蒸汽的干度为

X= (3.22)

由于采用温压补偿,所以按照临界饱和状态查表,得到此时的蒸汽(干部分)密度为ρs=5.6808kg/m3,,查水密度表知此时水滴的密度为ρL=882.47 kg/m3,显然水滴与蒸汽干部分的体积流量为

qvl=qml/ρ1 (3.23)

qvs=qms/ρ2 (3.24)

式中 qv1――水滴的体积流量,m3/s;

qvs――蒸汽干部分的体积流量,m3/s。

由定义知,蒸汽干部分体积流量占湿蒸汽总体积流量qv之比Rv为

Rv= (3.25)

因为 (3.26)

所以 Rv= (3.27)

在该例中,Rv=99.93%,由此可见,在湿蒸汽中,水滴所占的体积比可忽略不计。

① 选用涡街流量计时湿度对测量结果的影响。涡街流量计的输出仅与流过测量管的流体流速成正比,在测量湿饱和蒸汽时,水滴对涡街流量计输出的影响可忽略,故可认为,涡街流量计的输出完全是由湿蒸汽的干部分所引起。而干部分的密度,无论是压力补偿或温度补偿,都可较精确地查出。

蒸汽计量地结果往往作为供需双方经济结算地依据。如果双方约定按蒸汽干部分结算费用,冷凝水不收费,则在本例中相变对测量的影响微不足道,可以忽略。如果冷凝水也按照蒸汽一样收费,则涡街流量计的计量结果偏低值为1-X。

②选用孔板流量计时湿度对测量结果的影响。从GB/T2624-1993标准知[1],孔板流量计测量蒸汽质量流量时有式(3.1)。

当过热蒸汽热量损失而脱离过热状态后,只可能出现两种情况。一种是进入临界饱和状态,另一种是进入过饱和状态。如果进入临界饱和状态,从理论上讲,流量计不会因此而增大误差,因为在式(3.1)中,根据蒸汽压力查出的р1与实际密度是相符的。如果进入过饱和状态,情况就复杂了。

一般认为,蒸汽干度较高(X≥95%)时流体表现为均相流动。温压补偿可按通常方法进行;但出现一定误差。在式(3.1)中,р1是实际流体湿饱和蒸汽的密度,其值比临界饱和状态的大,而且干度越低密度越大。而人们根据压力查出的是临界饱和状态的密度,比实际密度小,所以质量流量计结果出现负误差。在湿度不进行测量的情况下,X是未知数,因此,测量结果偏低多少是个未知数。

在蒸汽干度较低(X≤95%)时,管道中的流体出现分层流动,产生误差更大。

(2)湿饱和蒸汽变成过热蒸汽 湿饱和蒸汽变成过热蒸汽,一般发生在湿饱和蒸汽突然较大幅度减压,流体出现绝热膨胀时。

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水蒸气测量选用涡街流量计量表的突出特点

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