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測(cè)蒸汽流量的儀表分類(lèi)與選擇合適的蒸汽流量計(jì)
1.蒸汽是比較特殊的介質(zhì),有飽和和及過(guò)熱兩種狀態(tài)。隨著工況(如溫度、壓力)的變化,過(guò)熱蒸汽經(jīng)常會(huì)轉(zhuǎn)變成為飽和蒸汽。圖一。測(cè)量蒸汽流量的儀表分類(lèi)與選擇合適的蒸汽流量計(jì)。
圖1中的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別為(水)蒸汽的壓力和溫度值。圖中的曲線稱(chēng)作飽和曲線。曲線上的點(diǎn)為飽和狀態(tài)的蒸汽參數(shù)值,飽和曲線以上部分為過(guò)熱蒸汽,以下部分為液態(tài)水。
由此圖可以看出飽和蒸汽的溫度和壓力值是一一對(duì)應(yīng)的,即當(dāng)飽和蒸汽的溫度或壓力有一值確定,另一值也就可以確定了。例如:150℃的飽和蒸汽對(duì)應(yīng)的絕對(duì)壓力值為0.476MPa。絕壓為0.6Mpa的飽和蒸汽對(duì)應(yīng)的溫度為158.94℃。而過(guò)熱蒸汽的溫度和壓力并不一一對(duì)應(yīng),在圖中是在飽和和曲線以上區(qū)域。例如:150℃的蒸汽當(dāng)其壓力值大于0.476Mpa,就稱(chēng)其為過(guò)熱蒸汽。指示過(guò)熱度不同。壓力值等于0.476Mpa時(shí),稱(chēng)為飽和蒸汽。
另外還有一個(gè)概念是濕蒸汽(干蒸汽),蒸汽的溫壓狀態(tài)在飽和曲線以下區(qū)域時(shí)我們就不能稱(chēng)其為蒸汽而是水了。飽和蒸汽實(shí)際上是水分子由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的臨界值,飽和蒸汽由于溫度或壓力的改變部分氣態(tài)水分子轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),即蒸汽中攜帶部分的水時(shí)就稱(chēng)其為“濕蒸汽”。完全氣態(tài)水分子稱(chēng)為“干蒸汽”。濕蒸汽在管道中實(shí)際上是兩相流,會(huì)影響流量?jī)x表的計(jì)量精度。當(dāng)蒸汽攜帶的水量較大時(shí),其對(duì)管道中的儀表及閥門(mén)等設(shè)備沖擊很大,可能損壞某些設(shè)備,俗稱(chēng)“水錘”。解決濕蒸汽的方法是保持蒸汽過(guò)熱度,例如:加強(qiáng)管道保溫,注意倍壓等,還應(yīng)注意管道排水。
2.測(cè)量蒸汽流量的儀表分類(lèi)及選擇
目前,測(cè)量蒸汽流量的儀表主要有渦街流量計(jì),差壓式(孔板、勻速管、彎管)流量計(jì)、分流旋翼式流量計(jì)、阿牛巴流量計(jì)、浮子流量計(jì)等,但從儀表工作原理上來(lái)講主要分別為渦街流量計(jì)和差壓兩大類(lèi)。這里主要討論渦街流量計(jì)、孔板流量計(jì)。蒸汽流量測(cè)量在80年代以前普遍采用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì),但從流量?jī)x表發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看,孔板流量計(jì)盡管其歷史悠久、應(yīng)用范圍廣、人民對(duì)它的研究也充分,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完整,但用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來(lái)測(cè)量蒸汽流量,它仍存在一些不足之處:其一,壓力損失較大;其二,導(dǎo)壓管、三閥組及連接頭容易泄露; 其三,量程范圍小,一般為3:1,對(duì)流量波動(dòng)較大易造成測(cè)量值偏低。而渦街流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,變送器直接安裝與管道上,客服了管路泄露現(xiàn)象。另外,渦街流量計(jì)的壓力損失小,量程范圍寬,對(duì)飽和蒸汽測(cè)量量程比可達(dá)30:1。因此,隨著渦街流量計(jì)測(cè)量技術(shù)的成熟,渦街流量計(jì)的使用越來(lái)越受到人們的青睞。
渦街流量計(jì)和孔板流量計(jì),渦街安裝維護(hù)方便,測(cè)量相對(duì)準(zhǔn)確但價(jià)格較高;孔板安裝維護(hù)相對(duì)麻煩,準(zhǔn)確度低,但價(jià)格便宜。另外無(wú)論是渦街還是孔板都要加溫度、壓力補(bǔ)償并與計(jì)算儀(或相應(yīng)程序)配套使用,才能計(jì)算出質(zhì)量流量。
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