蒸汽特性及其流量測量準確性的影響因素

1．蒸汽特性
1．1過熱蒸汽
蒸汽是比較特殊的介質，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。其中不含液滴或液霧，屬于實際氣體。過熱蒸汽的溫度與壓力參數是兩個獨立參數，其密度應由這兩個參數決定。
過熱蒸汽在經過長距離輸送后，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，會因為熱量損失溫度降低而使其從過熱狀態進入飽和或過飽和狀態，轉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，液體出現絕熱膨脹時也會轉變成為過熱蒸汽，這樣就形成汽液兩相流介質。
1．2飽和蒸汽
未經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量，一般用干度這一參數來表示。蒸汽的干度是指單位體積飽和蒸汽中干蒸汽所占的百分數，以?X’表示。
準確計量飽和蒸汽流量比較困難，因為飽和蒸汽的干度難以保證，一般流量計都不能準確檢測雙相流體的流量，蒸汽壓力波動將引起蒸汽密度的變化，流量計示值產生附加誤差。所以在蒸汽計量中，必須設法保持測量點處蒸汽的干度以滿足要求，必要時還應采取補償措施，實現準確測量。
2．蒸汽準確計量影響因素
影響蒸汽流量準確計量的因素主要有以下幾方面：
2．1量程比不足
2．2上下游直管段不足
2．3蒸汽的密度補償不正確
2．4蒸汽干度的影響
2．5管道振動
2．6差壓傳送誤差
二、T型阿牛巴蒸汽流量計
阿牛巴蒸汽流量計是由美國Dieterich Standard Inc (縮寫DSI)在6O年代末基于伯努利能量守恒原則(Daniel Bernouli，l7OO—l782)和皮托管(Pitot)測速原理發展起來的差壓式均速管流量計，Annubar為其注冊商標(中文譯為阿牛巴)?，F在該公司已成為羅斯蒙特公司的一個子公司。
Dieterich Standard Inc的阿牛巴蒸汽流量計從60年代末到現在共經歷了*代圓型、第二代寶石I型、寶石Ⅱ型和革命性的T型三代產品的發展。
zui初的阿牛巴蒸汽流量計的檢測桿斷面形狀是圓形的，但圓形阿牛巴的流量系數K值在雷諾數Re<105時基本不變，而在105～106之間時，K值增大且分散，分散度約為±1()％。進一步的研究表明：上述現象是由流體流過圓管時分離點位置不固定造成的。由于阿牛巴流量計汁算公式中流量與K值成正比，所以K值±10％的分散性將造成流量測量±10％的誤差。為解決圓型阿牛巴蒸汽流量計的這一問題，先后推出了菱型、橢圓型、扇型、機翼型等多種斷面的第二代阿牛巴，它們突出的優點是流體分離點的位置固定在菱形兩側尖銳的拐點上，解決了圓型阿牛巴蒸汽流量計系數K值不穩定的問題，測量精度大大提高了。

1．T型阿牛巴蒸汽流量計測量原理
阿牛巴蒸汽流量計是由阿牛巴流量傳感器和3095MV多參數變送器兩部分組合而成，可實現流量、溫度、壓力的測量，直接輸出質量信號。
阿牛巴蒸汽流量計通過阿牛巴傳感器測量差壓，通過內置于阿牛巴傳感器內部的一體化RTD地測量過程溫度，通過阿牛巴正壓室測得過程的壓力；然后由3095MV多參數變送器對測得的差壓、溫度、壓力進行檢測，zui后經內部動態運算補償后得到質量流量信號。
阿牛巴是基于差壓式原理的流量傳感器，它是一個截面近似為菱形、上下游側分布有多個取壓孔的棒狀傳感器，插入流體貫穿整個管道直徑。取壓孔分布于傳感器的上游側和下游側，取壓孔分別連通兩個平均取壓室。上游的取壓孔和其平均取壓室產生一個沖擊壓，下游取壓孔和其平均取壓室產生一個參考壓，兩者之間的差壓值是與流量的平方成正比。
其中C"為流量系數、氣體膨脹系數、管道內徑等的函數，而非常數。
2．T型阿牛巴蒸汽流量計的特點
2．1流量系數K恒定
流量系數(K)是差壓式流量計zui重要的表征參數。它在測量流量范圍內穩定與否直接關系到流量計的測量精度。大量的實驗證明，T型阿牛巴的流量系數K在各個雷諾數范圍內都能恒定地保持在±0．75％以內，保證了流量計在各種流體狀況中能得到的測量。
2．2重復性
T型阿牛巴的重復性可達到±0．1％。
2．3抗堵性
從圖2阿牛巴在管道中流體的流線圖可以看到，流體在T型阿牛巴正面能形成一個大的高壓區，流體中的雜質將繞過這個高壓區，并流離T型阿牛巴背后低壓取壓口的滯流區，一般不會進入T型阿牛巴內部，具有本質的抗堵性。
2．4信噪比和量程
實驗證明，T型阿牛巴的差壓輸出信號具有非常好的信噪比，使得差壓變送器能得到正確的差壓信號，從而使得流量測量的精度更高。
T型阿牛巴的量程比可達到10：1到20：1。
2．5流量計標定簡單
流量計的標定是為了檢驗它在規定流量測量范圍中的精度和重復性。羅斯蒙特的第三代T型阿牛巴在各個流量范圍中的高精度、高重復性的指標在美國、歐洲多個流量研究中心得到認可。其中包括美國國家標準與技術研究院并*符合均速管流量計行業標準(JB／T5325—1991)。重要的是，在中國，已經獲得中國質檢總局的計量器具的認可批文。
流體的沖刷磨損對第三代T型阿牛巴的測量幾乎沒有影響。所以羅斯蒙特公司T型阿牛巴不需要象其他絕大部分流量計一樣需要定期的標定。僅僅只要對它的配套變送器做普通壓力測量精度的標定就可以。