摘要：蒸汽(qi)流量檢測(cè)在工業生(shēng)産過程中(zhong)較爲常見(jiàn)，随着蒸汽(qì)流⚽量檢測(cè)精度要求(qiu)的提高溫(wen)度壓力補(bǔ)償尤爲重(zhòng)要。通過分(fen)析渦街流(liu)量計 用于(yú)蒸汽流量(liang)測量的原(yuan)理提出渦(wō)街流量計(jì)在飽和蒸(zheng)汽🌐和♊過👉熱(re)蒸汽流量(liàng)檢測中的(de)溫度和壓(ya)力補償的(de)方法，爲工(gong)程設計、實(shí)❓際應用提(tí)供參考。
1引(yǐn)言
　　渦街流(liu)量計在蒸(zheng)汽流量檢(jiǎn)測領域的(de)應用越來(lai)越廣泛🥵；但(dàn)是渦街流(liu)量計檢測(ce)值爲蒸汽(qì)的體積流(liú)量。工業過(guo)程往往要(yao)求測量其(qí)質量流量(liàng)，飽和蒸汽(qì)和🐅過熱蒸(zhēng)汽在計算(suan)質量流量(liàng)的🈲過程中(zhōng)需要補償(cháng)計算。
2飽和(he)蒸汽和過(guò)熱蒸汽的(de)區别
　　水在(zài)一定的壓(yā)力下加熱(re)，水的溫度(du)随着不斷(duàn)加熱而上(shàng)🌏升，當水溫(wen)升高到某(mǒu)一溫度時(shí)，水就開始(shǐ)沸騰☂️，這時(shi)🛀水的溫度(du)稱爲沸騰(teng)溫度。如繼(ji)續加熱，水(shui)溫保持不(bú)變，水即開(kāi)始汽化💋，而(ér)逐步🌏變爲(wèi)蒸汽。這時(shi)蒸汽的溫(wēn)度也就等(deng)于飽和溫(wen)度。這種狀(zhuang)态的蒸汽(qi)就稱❤️爲飽(bao)和蒸汽。如(ru)果把飽和(hé)蒸汽繼續(xù)進行加熱(re)，其溫度将(jiang)繼續升高(gao)，并超過該(gāi)壓力下的(de)飽和溫度(dù)，這種超過(guo)飽和👉溫度(dù)的蒸汽就(jiù)稱爲過熱(re)蒸汽。
　　水的(de)沸騰溫度(dù)與其所受(shou)壓力有關(guān)，壓力愈大(dà)，則沸騰溫(wen)度🈚也就越(yuè)高；反之，壓(yā)力小，則沸(fèi)騰溫度也(ye)低。所以對(dui)于飽㊙️和蒸(zheng)汽而言，溫(wen)度與壓力(li)存在一一(yi)對應關系(xì)。而過熱蒸(zhēng)汽的溫🛀🏻度(du)與壓力是(shi)兩個獨立(li)參數❤️，之間(jiān)不存在直(zhí)接的⛷️關系(xì)。
3渦街流量(liang)計用于蒸(zhēng)汽流量的(de)測量
　　 孔闆(pǎn)流量計 在(zai)蒸汽流量(liàng)的檢測中(zhong)應用由來(lai)已久，但是(shì)經過幾十(shi)🌈年的👌實⛷️踐(jiàn)🐉總結，孔闆(pǎn)流量計存(cún)在多方面(miàn)的缺陷，如(rú)孔闆流量(liang)計❓安裝及(jí)日常拆洗(xi)維護的工(gōng)作量較大(da)；由于孔闆(pan)流量計的(de)壓損較大(dà)所以運營(yíng)成本很高(gao)；此外孔闆(pan)流量計還(hái)需配合差(cha)壓計或 差(chà)壓變送器(qi) 方可測量(liàng)管道中各(ge)種流體的(de)流量。綜合(hé)考慮以上(shàng)因素，選擇(zé)渦街流量(liang)計作爲蒸(zhēng)汽流量檢(jiǎn)測儀表更(gèng)⭐爲方便、經(jing)☔濟。
　　渦街流(liú)量計自上(shang)世紀70年代(dai)投放市場(chang)以來，深受(shou)廣大用戶(hù)🚶‍♀️歡迎。目前(qián)在各領域(yù)中得到廣(guǎng)泛應用。尤(yóu)其是在🍉對(duì)蒸汽流量(liang)檢💰測的🔞應(yīng)用上，渦街(jie)流量計正(zhèng)在逐漸取(qu)代孔闆流(liu)量計成爲(wèi)蒸🤞汽流量(liang)檢測的重(zhong)要儀表。渦(wō)街💯流量計(jì)是根據卡(ka)曼渦街原(yuán)理制成［1-3］。流(liú)體中設置(zhì)旋渦發生(sheng)體（阻流體(tǐ)），從旋渦發(fa)生體兩側(ce)交📞替地産(chan)生有規則(zé)的旋渦，這(zhe)種旋渦稱(cheng)爲卡曼🔆渦(wo)街，如圖1所(suo)示。旋渦列(liè)在旋渦發(fa)生體下遊(you)非對稱地(dì)排列。設旋(xuan)渦的發生(shēng)頻率爲f，被(bei)測介質流(liu)速爲v，旋渦(wō)發生體迎(ying)面寬度爲(wei)d，則有：

其中(zhong)，s稱爲斯特(te)拉哈爾數(shu)，無量綱，由(yóu)漩渦發生(sheng)體的形⛱️狀(zhuàng)決定，在一(yī)定的雷諾(nuo)系數範圍(wei)内爲常數(shu)。

　　通過檢(jiǎn)測旋渦頻(pín)率即可計(jì)算出流體(tǐ)流速，從而(er)計算出流(liu)體的體積(jī)流量。目前(qian)渦街流量(liàng)計流量檢(jian)測的方法(fa)有電容檢(jiǎn)測法、熱敏(min)檢測法、超(chao)聲檢測法(fǎ)、電磁檢測(cè)法以及壓(yā)電檢測法(fa)等。渦街流(liu)🌐量計用于(yu)流體流量(liang)檢測具有(you)以下優點(dian)：
（1）量程比寬(kuān)，不受流體(tǐ)溫度、壓力(li)、成分、粘度(dù)及密度的(de)影響；
（2）結構(gou)簡單，與孔(kǒng)闆相比無(wú)需配合其(qí)它儀表；
（3）壓(ya)損小，約爲(wei)孔闆流量(liàng)計的四分(fen)之一。
4渦街(jie)流量計用(yòng)于蒸汽流(liu)量測量系(xi)統
　　根據渦(wo)街流量計(ji)的測量原(yuán)理可知，渦(wō)街流量計(ji)測量的是(shi)流體的體(tǐ)積流量。但(dan)是實際中(zhong)往往要求(qiú)測量蒸汽(qì)的質量流(liu)量。根據M=ρ×Q可(ke)由體積流(liú)量求出質(zhì)量流量［4-5］。
對(duì)于飽和蒸(zhēng)汽，其密度(dù)ρ隻與壓力(li)有關。對應(ying)公式爲：
ρ=AP+B
其(qi)中：P爲飽和(hé)蒸汽絕對(dui)壓力；單位(wèi)MPa。對于過熱(rè)蒸汽，其密(mì)度和溫度(du)、壓力均有(you)關系。對應(ying)關系爲：

其(qí)中：P爲過熱(re)蒸汽絕對(duì)壓力，單位(wèi)MPa；T爲過熱蒸(zheng)汽溫度，單(dan)位℃。
　　因此在(zài)檢測飽和(hé)蒸汽的質(zhi)量流量時(shí)要選擇壓(yā)力或是溫(wen)度進行補(bu)償；而測量(liang)過熱蒸汽(qì)質量流量(liang)時要同🙇🏻時(shi)選🚩擇壓力(lì)和溫度進(jin)行補償。下(xia)面以過熱(re)蒸汽質量(liàng)流量檢測(ce)爲例介紹(shao)溫度、壓力(li)補償方法(fa)。
4.1智能積算(suàn)儀補償方(fang)法
　　目前，過(guo)熱蒸汽質(zhi)量流量的(de)檢測可以(yi)使用智能(néng)積算儀［6］。 智(zhi)能流量積(jī)算儀 采用(yòng)單片機技(ji)術，其補償(chang)演算功能(néng)可在預先(xian)編制🐪好🚶的(de)軟件🐇中完(wán)成,計算所(suǒ)需要的工(gōng)況補償公(gong)式、表格數(shu)據都😄存放(fang)🛀在積算儀(yi)🔞的存儲器(qi)中,在測量(liang)氣體📱蒸汽(qi)流量時,? 可(kě)以通過🔞壓(yā)力、溫度值(zhí)的輸人信(xìn)号進⚽行蒸(zhēng)汽密度的(de)自動🔞補償(chang)。并且智能(neng)流量積算(suàn)儀還📱可以(yi)實現壓力(li)、溫度值異(yì)常時的自(zi)動補償。該(gai)功能可以(yi)在壓力變(bian)送器、溫度(du)元件🐕及變(biàn)送器發生(shēng)故障時,自(zì)動轉爲壓(yā)力、溫度的(de)設計值進(jìn)🔅行補償。此(ci)外，流量積(ji)算儀還具(jù)有就地顯(xiǎn)示、報警以(yǐ)及RS-485通訊等(děng)多種功能(néng)。智能積算(suan)儀補償原(yuán)理如圖2所(suo)示。采用智(zhi)能積算儀(yi)的優點在(zài)于方便現(xian)💋場觀測蒸(zhēng)汽的流量(liang)、壓力、溫度(du)參數。

　　對于(yu)過熱蒸氣(qì)，在低壓區(qū)（如小于1MPa）的(de)壓縮系數(shù)都接近于(yú)l。在該區域(yù)内，隻要溫(wēn)度不是太(tai)低，即使不(bú)對壓縮系(xi)數進行修(xiū)正，也不會(huì)引起明顯(xian)的誤差，完(wán)全可以滿(man)足工程上(shàng)的要求。但(dan)在高壓區(qū)，則必須考(kǎo)慮壓縮系(xi)數的影響(xiang)，否則将會(huì)造成明顯(xian)的誤差。而(er)采用智能(neng)積算儀補(bu)償的方法(fǎ)⭐不具有對(dui)于其壓縮(suō)系數進行(hang)修正的功(gong)能，采用DCS模(mó)塊補償方(fāng)法則可以(yi)克服以上(shang)缺點。
4.2DCS模塊(kuai)補償方法(fǎ)
　　其中COMPENSATE模塊(kuai)适用于溫(wēn)度爲260~800℃，壓力(li)（絕壓）爲0.5~32MPa的(de)工況；而EXHSTEAM模(mo)塊适🚶‍♀️用于(yú)溫度爲140~560℃，壓(ya)力（表壓）爲(wei)98.6777~15898.6777kPa的工況。
　　假(jia)設過熱蒸(zhēng)汽的設計(jì)壓力爲4MPa（表(biǎo)壓），?? 設計溫(wēn)度爲400℃；過熱(re)蒸汽🏃‍♂️的實(shi)測壓力爲(wei)PI-101：0~6MPa（表壓），實測(ce)溫度爲TI-101：0~600℃，流(liú)量爲FI-101，補償(cháng)後的流量(liàng)爲👈FI_101,經EXHSTEAM過熱(re)蒸🧑🏽‍🤝‍🧑🏻汽特性(xìng)計算得出(chū)設計密度(dù)爲13.92817951832kg/m3，則DCS圖形(xing)化❌編程如(ru)圖3所示👌。

5結(jie)論
　　渦街流(liú)量計在蒸(zheng)汽測量系(xi)統中具有(yǒu)較好的應(ying)用📞前景👌，而(ér)渦🙇🏻街流量(liang)計的溫度(du)壓力補償(chang)系統是提(tí)高🔞飽和蒸(zhēng)汽和過熱(re)蒸汽測量(liang)精度的重(zhong)要手段。

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