蒸汽流量測(cè)量為什么需要進(jìn)行溫壓補(bǔ)償？了解蒸汽流量特性

來源：西安三聯(lián)測(cè)控技術(shù)有限公司 2025年02月10日 09:41

只有了解蒸汽的特性，才能做好蒸汽流量的測(cè)量工作，真是這樣嗎？這話是有道理的，由于蒸汽的特性復(fù)雜，所以蒸汽流量的測(cè)量工作歷來是困擾能源計(jì)量部門的難題。所以只有對(duì)蒸汽的特性有了深入理解，才能做好蒸汽流量的測(cè)量工作。蒸汽可分為飽和蒸汽和過熱蒸汽，其特性是不相同的，現(xiàn)分述如下。

飽和蒸汽的特性

Characteristics of saturated steam

飽和蒸汽的飽和壓力和飽和溫度是相互對(duì)應(yīng)的，即一定的飽和壓力必然對(duì)應(yīng)一定的飽和溫度，知道其中一項(xiàng)，另一項(xiàng)也就知道了。其密度由壓力參數(shù)決定。飽和蒸汽應(yīng)是一種氣體，但只能瞬時(shí)存在，其不穩(wěn)定，要么進(jìn)入濕蒸汽狀態(tài)，要么進(jìn)入過熱蒸汽狀態(tài)。

一般所測(cè)得的蒸汽不可能是單純的氣相蒸汽，在傳送過程中熱量的損失，蒸汽中便會(huì)有液滴、液霧產(chǎn)生，成為含有液相的微小水粒的飽和蒸汽，生產(chǎn)過程中基本沒有干飽和蒸汽，大多是兩相流的濕飽和蒸汽。蒸汽流量測(cè)量為什么需要進(jìn)行溫壓補(bǔ)償？了解蒸汽流量特性

過熱蒸汽的特性

Characteristics of superheated steam

而過熱蒸汽是由飽和蒸汽加熱升溫后獲得的，過熱蒸汽中不含有液相的微小水粒，是單相流體，其特性接近氣體，過熱蒸汽的溫度與壓力是兩個(gè)互不相關(guān)的獨(dú)立變量，其密度由這兩個(gè)參數(shù)決定。但工況的變化，過熱蒸汽會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝纬蓺狻⒁簝上嗔鹘橘|(zhì)。

在了解蒸汽特性的基礎(chǔ)上，再來看看蒸汽流量測(cè)量中的一些實(shí)際問題。實(shí)用的流量計(jì)算公式如下：

蒸汽流量測(cè)量為什么需要進(jìn)行溫壓補(bǔ)償？了解蒸汽流量特性

Qm 為流量，kg/h；α為流量系數(shù)；ε為線脹系數(shù)；d 為工作狀態(tài)下孔板的孔徑，mm；△P 為差壓，Pa；ρ為被測(cè)流體的密度，kg/m3 。

從上式可看出，流量示值與蒸汽密度ρ密切相關(guān)。而蒸汽溫度、壓力的變化，必然使蒸汽密度發(fā)生變化。所以在蒸汽流量測(cè)量中，在對(duì)差壓進(jìn)行測(cè)量的同時(shí)，還必須對(duì)蒸汽密度進(jìn)行直接和間接的測(cè)量，才能做到較準(zhǔn)確測(cè)量蒸汽流量。

在現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量中，常采用測(cè)量點(diǎn)附近的蒸汽溫度、壓力，經(jīng)査表和計(jì)算來求得相應(yīng)的密度，再經(jīng)過演算求得流量值。這就是通常說的溫度、壓力補(bǔ)償。但目前用溫壓補(bǔ)償來修正蒸汽密度的流量計(jì)，大多是采用經(jīng)驗(yàn)公式，所以還是存在一定誤差的。對(duì)于過熱蒸汽由于其溫度與壓力是兩個(gè)互不相關(guān)的獨(dú)立變量，其密度由這兩個(gè)參數(shù)決定。所以必須對(duì)溫度和壓力同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償才能保證流量測(cè)量的準(zhǔn)確性。

在工業(yè)生產(chǎn)中，蒸汽流量的準(zhǔn)確計(jì)量對(duì)于保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。現(xiàn)階段蒸汽計(jì)量采用最多的仍然是孔板流量計(jì)、噴嘴流量計(jì)、平衡流量計(jì)、差壓原理以及渦街流量計(jì)，實(shí)際應(yīng)用中為了提高計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性，溫壓補(bǔ)償是關(guān)鍵的重要環(huán)節(jié)。

為什么需要溫壓補(bǔ)償？

蒸汽是一種氣體，物理屬性與溫度和壓力密切相關(guān)。具體來說，當(dāng)蒸汽的溫度升高或壓力降低時(shí)，其體積膨脹，體積流量測(cè)量值會(huì)偏大；反之，當(dāng)溫度降低或壓力升高時(shí)，其體積縮小，體積流量測(cè)量值會(huì)偏小。

為了確保蒸汽流量測(cè)量的準(zhǔn)確性，消除這種由于工況變化導(dǎo)致的測(cè)量偏差，必須將被測(cè)蒸汽的溫度和壓力引入流量測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)蒸汽流量進(jìn)行溫壓補(bǔ)償。

蒸汽計(jì)量普遍采用質(zhì)量流量（例如：噸/小時(shí)）作為計(jì)量單位，蒸汽的密度會(huì)隨著溫度和壓力的變化而顯著變化，溫壓補(bǔ)償實(shí)際補(bǔ)償?shù)木褪敲芏鹊淖兓?/strong>，根據(jù)工況溫度和壓力數(shù)據(jù)計(jì)算出蒸汽的密度。

如何實(shí)現(xiàn)溫壓補(bǔ)償？

蒸汽溫壓補(bǔ)償根據(jù)應(yīng)用和需求的不同而有所差異，不同類型的流量計(jì)（如渦街流量計(jì)、差壓流量計(jì)等）和不同的測(cè)量環(huán)境（如過熱蒸汽、飽和蒸汽等）可能采用不同的溫壓補(bǔ)償方法和數(shù)學(xué)模型。

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