蒸汽特性及其流量测量准确性的影响因素

1．蒸汽特性
1．1过热蒸汽
蒸汽是比较特殊的介质，一般情况下所说的蒸汽是指过热蒸汽。过热蒸汽是由饱和蒸汽加热升温获得。其中不含液滴或液雾，属于实际气体。过热蒸汽的温度与压力参数是两个独立参数，其密度应由这两个参数决定。
过热蒸汽在经过长距离输送后，随着工况(如温度、压力)的变化，特别是在过热度不高的情况下，会因为热量损失温度降低而使其从过热状态进入饱和或过饱和状态，转变成为饱和蒸汽或带有水滴的过饱和蒸汽。饱和蒸汽突然大幅度减压，液体出现绝热膨胀时也会转变成为过热蒸汽，这样就形成汽液两相流介质。
1．2饱和蒸汽
未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽。它是无色、无味、不能燃烧又无腐蚀性的气体。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量，一般用干度这一参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数，以?X’表示。
准确计量饱和蒸汽流量比较困难，因为饱和蒸汽的干度难以保证，一般流量计都不能准确检测双相流体的流量，蒸汽压力波动将引起蒸汽密度的变化，流量计示值产生附加误差。所以在蒸汽计量中，必须设法保持测量点处蒸汽的干度以满足要求，必要时还应采取补偿措施，实现准确测量。
2．蒸汽准确计量影响因素
影响蒸汽流量准确计量的因素主要有以下几方面：
2．1量程比不足
2．2上下游直管段不足
2．3蒸汽的密度补偿不正确
2．4蒸汽干度的影响
2．5管道振动
2．6差压传送误差
二、T型阿牛巴蒸汽流量计
阿牛巴蒸汽流量计是由美国Dieterich Standard Inc (缩写DSI)在6O年代末基于伯努利能量守恒原则(Daniel Bernouli，l7OO—l782)和皮托管(Pitot)测速原理发展起来的差压式均速管流量计，Annubar为其注册商标(中文译为阿牛巴)。现在该公司已成为罗斯蒙特公司的一个子公司。
Dieterich Standard Inc的阿牛巴蒸汽流量计从60年代末到现在共经历了*代圆型、第二代宝石I型、宝石Ⅱ型和革命性的T型三代产品的发展。
zui初的阿牛巴蒸汽流量计的检测杆断面形状是圆形的，但圆形阿牛巴的流量系数K值在雷诺数Re<105时基本不变，而在105～106之间时，K值增大且分散，分散度约为±1()％。进一步的研究表明：上述现象是由流体流过圆管时分离点位置不固定造成的。由于阿牛巴流量计汁算公式中流量与K值成正比，所以K值±10％的分散性将造成流量测量±10％的误差。为解决圆型阿牛巴蒸汽流量计的这一问题，先后推出了菱型、椭圆型、扇型、机翼型等多种断面的第二代阿牛巴，它们突出的优点是流体分离点的位置固定在菱形两侧尖锐的拐点上，解决了圆型阿牛巴蒸汽流量计系数K值不稳定的问题，测量精度大大提高了。

1．T型阿牛巴蒸汽流量计测量原理
阿牛巴蒸汽流量计是由阿牛巴流量传感器和3095MV多参数变送器两部分组合而成，可实现流量、温度、压力的测量，直接输出质量信号。
阿牛巴蒸汽流量计通过阿牛巴传感器测量差压，通过内置于阿牛巴传感器内部的一体化RTD地测量过程温度，通过阿牛巴正压室测得过程的压力；然后由3095MV多参数变送器对测得的差压、温度、压力进行检测，zui后经内部动态运算补偿后得到质量流量信号。
阿牛巴是基于差压式原理的流量传感器，它是一个截面近似为菱形、上下游侧分布有多个取压孔的棒状传感器，插入流体贯穿整个管道直径。取压孔分布于传感器的上游侧和下游侧，取压孔分别连通两个平均取压室。上游的取压孔和其平均取压室产生一个冲击压，下游取压孔和其平均取压室产生一个参考压，两者之间的差压值是与流量的平方成正比。
其中C"为流量系数、气体膨胀系数、管道内径等的函数，而非常数。
2．T型阿牛巴蒸汽流量计的特点
2．1流量系数K恒定
流量系数(K)是差压式流量计zui重要的表征参数。它在测量流量范围内稳定与否直接关系到流量计的测量精度。大量的实验证明，T型阿牛巴的流量系数K在各个雷诺数范围内都能恒定地保持在±0．75％以内，保证了流量计在各种流体状况中能得到的测量。
2．2重复性
T型阿牛巴的重复性可达到±0．1％。
2．3抗堵性
从图2阿牛巴在管道中流体的流线图可以看到，流体在T型阿牛巴正面能形成一个大的高压区，流体中的杂质将绕过这个高压区，并流离T型阿牛巴背后低压取压口的滞流区，一般不会进入T型阿牛巴内部，具有本质的抗堵性。
2．4信噪比和量程
实验证明，T型阿牛巴的差压输出信号具有非常好的信噪比，使得差压变送器能得到正确的差压信号，从而使得流量测量的精度更高。
T型阿牛巴的量程比可达到10：1到20：1。
2．5流量计标定简单
流量计的标定是为了检验它在规定流量测量范围中的精度和重复性。罗斯蒙特的第三代T型阿牛巴在各个流量范围中的高精度、高重复性的指标在美国、欧洲多个流量研究中心得到认可。其中包括美国国家标准与技术研究院并*符合均速管流量计行业标准(JB／T5325—1991)。重要的是，在中国，已经获得中国质检总局的计量器具的认可批文。
流体的冲刷磨损对第三代T型阿牛巴的测量几乎没有影响。所以罗斯蒙特公司T型阿牛巴不需要象其他绝大部分流量计一样需要定期的标定。仅仅只要对它的配套变送器做普通压力测量精度的标定就可以。