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蒸汽流量測(cè)量的選擇

蒸汽流量測(cè)量從測(cè)量技術(shù)上分為兩類(lèi)，一類(lèi)為過(guò)熱蒸汽和高干度（干度x=0.9以上）的飽和蒸汽，另一類(lèi)為低干度飽和蒸汽。前一類(lèi)可以作為單相流體處理，而后一類(lèi)則為兩相流。由于目前所有的流量計(jì)只適用于單相流體，因此，低干度飽和蒸汽尚需進(jìn)行深入的研究。

（1）過(guò)熱蒸汽和高干度飽和蒸汽的流量測(cè)量

常用的流量計(jì)有：節(jié)流式差壓式流量計(jì)，該流量計(jì)目前仍是測(cè)量蒸汽流量的主要儀表，為適應(yīng)需要在技術(shù)上也有了心得發(fā)展，。比如把節(jié)流裝置、差壓變送器及三閥組組成一體成為一體式節(jié)流流量計(jì)，該節(jié)流流量計(jì)解決了差壓信號(hào)管路易出故障的缺點(diǎn)。還有采用定植節(jié)流件，用標(biāo)準(zhǔn)噴嘴代替標(biāo)準(zhǔn)孔板，因?yàn)閲娮旌?strong>孔板相比較，噴嘴的流出系數(shù)穩(wěn)定，不會(huì)因?yàn)檫吘変J角變鈍使流出系數(shù)發(fā)生變化，壓損也比孔板低，一般在同樣流量及值時(shí)壓損約為孔板的30%~50%。

渦街流量計(jì)測(cè)量中溫，即200℃以下，應(yīng)用于蒸汽應(yīng)該說(shuō)已經(jīng)趨于成熟，是目前常用于蒸汽測(cè)量的一類(lèi)流量計(jì)。但是一定要注意低干度介質(zhì)將使其儀表系數(shù)偏離檢測(cè)值而增大測(cè)量誤差。

均速管流量計(jì)、分流旋翼式流量計(jì)在準(zhǔn)確度要求不太高的內(nèi)部管理分配上應(yīng)用還是可以的，因?yàn)槭褂帽容^便宜、簡(jiǎn)潔，適應(yīng)于中小流量蒸汽的測(cè)量。

對(duì)于靶式流量計(jì)，國(guó)內(nèi)于上世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的電動(dòng)、氣動(dòng)靶式流量變送器，它是電動(dòng)、氣動(dòng)單元組合儀表的檢測(cè)儀表。由于當(dāng)時(shí)力轉(zhuǎn)換器直接采用差壓變送器的力平衡機(jī)構(gòu)，因此，帶來(lái)力平衡機(jī)構(gòu)本身所造成的許多不足。比如，測(cè)量準(zhǔn)確度較低、零點(diǎn)漂移、杠桿機(jī)構(gòu)可靠性、穩(wěn)定性差等。因此原JJG 461-1986《靶式流量變送器》規(guī)程制定于1986年，已有25年之久。由于現(xiàn)在已基本不再生產(chǎn)和使用電動(dòng)、氣動(dòng)靶式流量變送器。原有的規(guī)程已不適應(yīng)使用，因此修訂了新的靶式流量計(jì)規(guī)程。

靶式流量計(jì)的結(jié)構(gòu)是由測(cè)量管、靶板、力傳感器、信號(hào)處理單元組成。力傳感器為應(yīng)變計(jì)式傳感器，信號(hào)處理顯示可以就地直讀顯示或輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。力傳感器由筒式彈性體和力應(yīng)變片組成，可以是內(nèi)貼式和外貼式兩種。當(dāng)彈性體在力作用下發(fā)生形變，它破壞了由力應(yīng)變片組成的電橋的平衡，產(chǎn)生與流量成平方關(guān)系的電信號(hào)。

其工作原理是在恒定截面直管段中設(shè)置一個(gè)與流束方向相垂直的靶板，流體沿靶板周?chē)ㄟ^(guò)時(shí)，靶板受到推力的作用，推力的大小與流體的動(dòng)能和靶板的面積成正比。在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，流過(guò)流量計(jì)的流量與靶板受到的力成正比。靶板所受的力由力傳感器檢出。

以圓形靶板為例，流量計(jì)算的基本公式為：

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靶板受力經(jīng)力轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)（4～20）mA或氣壓信號(hào)（20～100kPa）輸出，輸出信號(hào)與流量的關(guān)系可根據(jù)上式確定。

由于應(yīng)變式新型靶式流量計(jì)具有新的結(jié)構(gòu)和測(cè)量原理，在蒸汽測(cè)量中具有比較優(yōu)越的使用前景，適應(yīng)于中小流量蒸汽的測(cè)量。

（2）低干度飽和蒸汽的流量測(cè)量

一般的工業(yè)鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽在出口處為高干度（0.95以上）的飽和蒸汽，但是在長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中，由于保溫不好或間歇用汽出現(xiàn)不平衡情況等許多因素使干度不斷下降，甚至成為含水量很高的濕蒸汽，即成為氣、水兩相流體。這兩相流體的流動(dòng)特性與單相流是有著本質(zhì)區(qū)別。在單相流中檢測(cè)的流量計(jì)儀表系數(shù)或流出系數(shù)是不能用于兩相流測(cè)量的。比如對(duì)孔板流量計(jì)進(jìn)行的兩相流試驗(yàn)中的流出系數(shù)必須進(jìn)行干度修正。因此，在低干度飽和蒸汽的流量測(cè)量中，干度參數(shù)是必須測(cè)量的一個(gè)參數(shù)。遺憾的是目前還沒(méi)有成熟的干度計(jì)出現(xiàn)。另外其他各類(lèi)流量計(jì)的儀表系數(shù)的干度修正都尚未進(jìn)行深入研究。只有解決這個(gè)問(wèn)題，才能測(cè)量低干度飽和蒸汽的流量。

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表1???流量計(jì)流體特性和工藝過(guò)程條件選型一覽表

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（1）取決于測(cè)量頭的類(lèi)型；（2）用于贓污的孔板為圓缺孔板；（3）用于粘性的孔板為四分之一圓孔板和錐型入口孔板。

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表2???流量計(jì)測(cè)量性能、安裝條件選型一覽表

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