目前在蒸汽測量中，不少企業(yè)所使用的孔板式蒸汽流量計經(jīng)常出現(xiàn)測量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。本文通過定量分析指出：“蒸汽重度的變化是引起測量誤差的主要原因”，并在分析的基礎(chǔ)上給出了測量相對誤差的近似計算公式，供有關(guān)企業(yè)參考。

計量是進(jìn)行原材料和各種能源核算的基礎(chǔ)，正確的計量則是核算準(zhǔn)確性的強(qiáng)有力保證，但在實(shí)際生產(chǎn)中，有些地方的計量準(zhǔn)確性卻不盡人意，有的甚至已失去計量的意義，在我們走訪的不少林業(yè)“三板”生產(chǎn)企業(yè)中，計量問題出現(xiàn)較多的是孔板式蒸汽流量計。由于計量的不準(zhǔn)確，已經(jīng)給企業(yè)的成本核算帶來困難；如果企業(yè)還出售蒸汽，那么將會給企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失，甚至引起企業(yè)之間的經(jīng)濟(jì)糾紛。

1、孔板式流計的工作原理

孔板式流量計是屬于節(jié)流變壓降式流量計，其工作原理簡單地說就是采用差壓式測量方法，即在管道內(nèi)裝入節(jié)流元件一孔板，當(dāng)流體流過孔板時，流體流束發(fā)生收縮，于是在孔板的前后產(chǎn)生差壓。對具有一定形狀和一定尺寸的孔板，一定的測壓位置和一定參數(shù)的流體，在保證孔板前后有足夠的直管段等條件下，孔板前后所產(chǎn)生的差壓值將隨流量變化而變化，而且兩者有確定的關(guān)系，因此，可通過測量差壓，得到流體流量。

工程上，孔板式流量計的流量q和孔板前后的差壓△p有下面的關(guān)系式：

式中：q-流體流量，m³/h；

a-孔板式流量計的流量系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定；

ε-流體膨脹系數(shù)，當(dāng)流體為不可壓縮性流體時ε=1；

d、D-孔板孔徑和管道內(nèi)徑在所測流體溫度t下的尺寸，mm；

β-在流體溫度t下的孔板孔徑與管道內(nèi)徑之比，β=d/D；

△p-孔板前后的差壓，kgf/cm²；

γ-流體節(jié)流前的重度，kgf/m³。

2、蒸汽重度影響測量準(zhǔn)確性原因分析

由于孔板式流量計的組成比其它儀表復(fù)雜，且它的測量特點(diǎn)又與別的儀表不同，其測量的準(zhǔn)確性不僅取決于儀表本身曲精度，而且還與測量管道和管路內(nèi)流體的流動狀況有關(guān)。所以，能造成孔板式流量計測量誤差的原因較多。通常有流量計本身誤差、流量計安裝使用不當(dāng)所產(chǎn)生的誤差等。

除上述這兩種誤差外，*容易引起現(xiàn)場操作和訂購流量計人員忽視的卻是蒸汽重度的影響，因蒸汽重度變化所造成的測量誤差往往是較大的。

蒸汽是可壓縮性流體，當(dāng)其壓力變化時，其重度亦將發(fā)生變化，通過流量計算公式可以知道，孔板式流量計的流量與流體重度有著很密切的關(guān)系。在其它條件不變的情況下，若流體重度發(fā)生變化，則流體流量將與流體重度的平方根成反比例變化。

在實(shí)際中，一般很難保證蒸汽壓力始終保持不變，亦即重度常會發(fā)生變化，而孔板式流量計的測量準(zhǔn)確性除與其安裝使用有關(guān)外，還與其設(shè)計參數(shù)有直接的關(guān)系。當(dāng)實(shí)際流體重度與設(shè)計流量計所采用的流體重度不一致時，則將會帶來流量測量誤差。這是因?yàn)榭装迨搅髁坑嬕坏┰O(shè)計完成，其顯示值(即顯示儀表的分度值)只與孔板前后差壓有關(guān)，但這一顯示分度值是在某一確定的流體重度(設(shè)計時所用的某一設(shè)計壓力下的流體重度，常稱為設(shè)計重度γ)下進(jìn)行分度的。所以，在實(shí)際測量中，如果孔板前后的差壓不變，但若蒸汽壓力發(fā)生變化造成重度變化，那么雖然孔板式流量計的顯示值不變(因差壓沒變)，但實(shí)際流量卻會發(fā)生變化(因重度變化)，這時就會出現(xiàn)流量測量誤差。為了說明這一點(diǎn)，先來看下面的實(shí)例。

某木材加工廠鍋爐房需要測量飽和蒸汽流量，選用的是標(biāo)準(zhǔn)孔板，配CWD-282雙波紋管差壓計顯示流量。訂購時向某儀表廠提供需要計量的飽和蒸汽參數(shù)為：流量qmin=4t/h、qmin=8t/h，平均絕對壓力為10kgf/cm²。設(shè)備到貨后，按產(chǎn)品說明進(jìn)行了安裝，但在隨后使用中發(fā)現(xiàn)流量計經(jīng)常出現(xiàn)較大的測量誤差，經(jīng)標(biāo)定*大誤差達(dá)到-31％?，F(xiàn)場檢查后，除發(fā)現(xiàn)因生產(chǎn)原因造成實(shí)際蒸汽壓力會在3～9kgf/cm²范圍內(nèi)波動(正常時壓力常為5kgf/cm²)外，沒有發(fā)現(xiàn)流量計在安裝和使用上有何不當(dāng)，流量計計量的不準(zhǔn)確，一直困擾著現(xiàn)場操作人員。

通常儀表廠是根據(jù)用戶提供的流量和壓力參數(shù)，來設(shè)計生產(chǎn)孔板式流量計。查有關(guān)熱工資料，可知：lOkgf/cm²的飽和蒸汽所對應(yīng)的重度為5.139kgf/m³(此重度即為設(shè)計重度γ設(shè))；5kgf/cm²對應(yīng)的重度為2.669kgf/m³（此重度為實(shí)際流體重度γ實(shí)），根據(jù)孔板式流量計的流量公式1得：

孔板設(shè)計的指示流量

孔板實(shí)際的計量流量

如果忽略其他因素的影響，只討論因重度的影響所造成的誤差，那么可認(rèn)為△p實(shí)=△p設(shè)，a'≈a，ε'≈ε，d'≈d。這時因?qū)嶋H蒸汽壓力與流量計設(shè)計時所用壓力不相符引起重度不符，所造成的測量相對誤差r為：

將查得的數(shù)據(jù)代入式（2）得：

如果還考慮a、ε和d的影響，那么計量的相對誤差還會進(jìn)一步增大，這一計算值接近于此流量計的實(shí)際*大相對誤差。通過上面的計算，可以看出：

①因蒸汽重度的變化所造成的測量誤差可能是很大的，蒸汽的實(shí)際壓力偏離孔板流量計設(shè)計壓力越嚴(yán)重，所引起的誤差就越大；

②一般情況下，誤差是負(fù)值，即流量計顯示值偏小于實(shí)際流量。這是因?yàn)橛脩舫？紤]壓力的富裕值，所選壓力往往要高于實(shí)際壓力，形成孔板流量計設(shè)計時所用壓力高于蒸汽的實(shí)際壓力，造成計量偏小。若實(shí)際壓力大于設(shè)計壓力，則計量值偏大，這時的誤差是正的。

當(dāng)然實(shí)際測量時的誤差不會始終這么大，隨著蒸汽壓力的波動，實(shí)際壓力接近于設(shè)計壓力時，誤差就會變小，這個木材加工廠的流量計之所以會出現(xiàn)這么大的誤差，主要原因就是實(shí)際壓力太遠(yuǎn)離設(shè)計壓力所造成的。

總而言之，企業(yè)在選擇孔板式蒸汽流量計時，一定耍根據(jù)實(shí)際的蒸汽壓力來相應(yīng)選擇流量計的額定壓力。如果需要考慮壓力的富裕量，也不能偏離太多，否則將會帶來較大的計量誤差。在經(jīng)費(fèi)充足時，應(yīng)優(yōu)先考慮選擇具有溫度和壓力補(bǔ)償?shù)恼羝髁坑嫞@可以在一定程度上消除因壓力或溫度(對過熱蒸汽，溫度也會影響重度)變化引起重度變化所帶來的測量誤差。