蒸汽流量计选型规则

蒸汽流量测量的选择

蒸汽流量测量从测量技术上分为两类，一类为过热蒸汽和高干度（干度x=0.9以上）的饱和蒸汽，另一类为低干度饱和蒸汽。前一类可以作为单相流体处理，而后一类则为两相流。由于目前所有的流量计只适用于单相流体，因此，低干度饱和蒸汽尚需进行深入的研究。

（1）过热蒸汽和高干度饱和蒸汽的流量测量

常用的流量计有：节流式差压式流量计，该流量计目前仍是测量蒸汽流量的主要仪表，为适应需要在技术上也有了心得发展，。比如把节流装置、差压变送器及三阀组组成一体成为一体式节流流量计，该节流流量计解决了差压信号管路易出故障的缺点。还有采用定植节流件，用标准喷嘴代替标准孔板，因为喷嘴和孔板相比较，喷嘴的流出系数稳定，不会因为边缘锐角变钝使流出系数发生变化，压损也比孔板低，一般在同样流量及值时压损约为孔板的30%~50%。

涡街流量计测量中温，即200℃以下，应用于蒸汽应该说已经趋于成熟，是目前常用于蒸汽测量的一类流量计。但是一定要注意低干度介质将使其仪表系数偏离检测值而增大测量误差。

均速管流量计、分流旋翼式流量计在准确度要求不太高的内部管理分配上应用还是可以的，因为使用比较便宜、简洁，适应于中小流量蒸汽的测量。

对于靶式流量计，国内于上世纪70年代开发的电动、气动靶式流量变送器，它是电动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构，因此，带来力平衡机构本身所造成的许多不足。比如，测量准确度较低、零点漂移、杠杆机构可靠性、稳定性差等。因此原JJG 461-1986《靶式流量变送器》规程制定于1986年，已有25年之久。由于现在已基本不再生产和使用电动、气动靶式流量变送器。原有的规程已不适应使用，因此修订了新的靶式流量计规程。

靶式流量计的结构是由测量管、靶板、力传感器、信号处理单元组成。力传感器为应变计式传感器，信号处理显示可以就地直读显示或输出标准信号。力传感器由筒式弹性体和力应变片组成，可以是内贴式和外贴式两种。当弹性体在力作用下发生形变，它破坏了由力应变片组成的电桥的平衡，产生与流量成平方关系的电信号。

其工作原理是在恒定截面直管段中设置一个与流束方向相垂直的靶板，流体沿靶板周围通过时，靶板受到推力的作用，推力的大小与流体的动能和靶板的面积成正比。在一定的雷诺数范围内，流过流量计的流量与靶板受到的力成正比。靶板所受的力由力传感器检出。

以圆形靶板为例，流量计算的基本公式为：

靶板受力经力转换器转变成电流信号（4～20）mA或气压信号（20～100kPa）输出，输出信号与流量的关系可根据上式确定。

由于应变式新型靶式流量计具有新的结构和测量原理，在蒸汽测量中具有比较优越的使用前景，适应于中小流量蒸汽的测量。

（2）低干度饱和蒸汽的流量测量

一般的工业锅炉产生的饱和蒸汽在出口处为高干度（0.95以上）的饱和蒸汽，但是在长距离输送过程中，由于保温不好或间歇用汽出现不平衡情况等许多因素使干度不断下降，甚至成为含水量很高的湿蒸汽，即成为气、水两相流体。这两相流体的流动特性与单相流是有着本质区别。在单相流中检测的流量计仪表系数或流出系数是不能用于两相流测量的。比如对孔板流量计进行的两相流试验中的流出系数必须进行干度修正。因此，在低干度饱和蒸汽的流量测量中，干度参数是必须测量的一个参数。遗憾的是目前还没有成熟的干度计出现。另外其他各类流量计的仪表系数的干度修正都尚未进行深入研究。只有解决这个问题，才能测量低干度饱和蒸汽的流量。

表1   流量计流体特性和工艺过程条件选型一览表

（1）取决于测量头的类型；（2）用于赃污的孔板为圆缺孔板；（3）用于粘性的孔板为四分之一圆孔板和锥型入口孔板。

表2   流量计测量性能、安装条件选型一览表