摘要(yao)：蒸汽(qi)流量(liang)檢測(ce)在工(gong)業生(sheng)産過(guo)程中(zhong)較爲(wei)常見(jian)🏃‍♀️，随着(zhe)蒸汽(qi)流量(liang)檢測(ce)精度(du)要求(qiu)的提(ti)高溫(wen)度壓(ya)力補(bu)償尤(you)爲重(zhong)要。通(tong)過分(fen)析渦(wo)街流(liu)量計(ji) 用于(yu)蒸汽(qi)流量(liang)測量(liang)的原(yuan)理提(ti)出渦(wo)街流(liu)量計(ji)在飽(bao)和蒸(zheng)汽💯和(he)過熱(re)蒸汽(qi)流量(liang)檢測(ce)中的(de)溫度(du)和壓(ya)力補(bu)償的(de)方法(fa)💋，爲工(gong)程設(she)計、實(shi)際應(ying)用提(ti)供參(can)考。
1引(yin)言
　　渦(wo)街流(liu)量計(ji)在蒸(zheng)汽流(liu)量檢(jian)測領(ling)域的(de)應用(yong)越來(lai)越廣(guang)❌泛；但(dan)是渦(wo)街流(liu)量計(ji)檢測(ce)值爲(wei)蒸汽(qi)的體(ti)積流(liu)量。工(gong)業過(guo)程往(wang)往要(yao)求測(ce)量其(qi)質量(liang)流量(liang)，飽和(he)蒸汽(qi)和過(guo)熱蒸(zheng)汽在(zai)計算(suan)質量(liang)流量(liang)的過(guo)程中(zhong)需要(yao)補償(chang)計🍉算(suan)。
2飽和(he)蒸汽(qi)和過(guo)熱蒸(zheng)汽的(de)區别(bie)
　　水在(zai)一定(ding)的壓(ya)力下(xia)加熱(re)，水的(de)溫度(du)随着(zhe)不斷(duan)加熱(re)而☀️上(shang)‼️升，當(dang)水溫(wen)升高(gao)到某(mou)一溫(wen)度時(shi)，水就(jiu)開始(shi)沸騰(teng)，這時(shi)水的(de)溫度(du)稱爲(wei)沸騰(teng)溫度(du)。如繼(ji)續加(jia)熱，水(shui)溫保(bao)持不(bu)變，水(shui)即開(kai)始汽(qi)化，而(er)逐步(bu)變爲(wei)蒸汽(qi)。這時(shi)蒸汽(qi)的溫(wen)度也(ye)就等(deng)于飽(bao)和溫(wen)度。這(zhe)種狀(zhuang)态的(de)蒸汽(qi)就稱(cheng)爲飽(bao)和蒸(zheng)汽🔅。如(ru)果把(ba)飽和(he)蒸汽(qi)繼續(xu)進行(hang)加熱(re)，其溫(wen)度将(jiang)繼續(xu)升高(gao)‼️，并超(chao)過該(gai)壓力(li)👉下的(de)飽和(he)溫度(du)，這種(zhong)❤️超過(guo)飽和(he)溫度(du)的蒸(zheng)汽就(jiu)🐆稱爲(wei)過熱(re)蒸汽(qi)。
　　水的(de)沸騰(teng)溫度(du)與其(qi)所受(shou)壓力(li)有關(guan)，壓力(li)愈大(da)，則沸(fei)💔騰🏃溫(wen)😍度也(ye)🏃🏻就越(yue)高；反(fan)之，壓(ya)力小(xiao)，則沸(fei)騰溫(wen)度也(ye)低。所(suo)以對(dui)于飽(bao)🔞和蒸(zheng)汽而(er)🙇‍♀️言，溫(wen)度與(yu)壓力(li)存在(zai)一一(yi)對應(ying)關系(xi)。而過(guo)熱蒸(zheng)汽的(de)溫度(du)與壓(ya)力是(shi)兩個(ge)獨立(li)參數(shu)，之間(jian)不存(cun)在直(zhi)接的(de)💯關系(xi)。
3渦街(jie)流量(liang)計用(yong)于蒸(zheng)汽流(liu)量的(de)測量(liang)
　　 孔闆(pan)流量(liang)計 在(zai)蒸汽(qi)流量(liang)的檢(jian)測中(zhong)應用(yong)由來(lai)已久(jiu)，但是(shi)經過(guo)幾十(shi)年的(de)實踐(jian)總結(jie)，孔闆(pan)流量(liang)計存(cun)在多(duo)方面(mian)的缺(que)陷，如(ru)孔闆(pan)流量(liang)計安(an)裝及(ji)日常(chang)拆洗(xi)維護(hu)的工(gong)作量(liang)較大(da)；由于(yu)孔闆(pan)流量(liang)計的(de)壓損(sun)較🛀🏻大(da)所以(yi)運營(ying)成本(ben)很高(gao)；此外(wai)孔闆(pan)流量(liang)計還(hai)需配(pei)合差(cha)壓計(ji)或 差(cha)壓變(bian)送器(qi) 方可(ke)測量(liang)管道(dao)中各(ge)種流(liu)體的(de)流量(liang)。綜合(he)考慮(lü)以上(shang)因📞素(su)🔅，選擇(ze)渦街(jie)流量(liang)計作(zuo)爲蒸(zheng)汽流(liu)量檢(jian)測儀(yi)表更(geng)💯爲方(fang)便、經(jing)濟。
　　渦(wo)街流(liu)量計(ji)自上(shang)世紀(ji)70年代(dai)投放(fang)市場(chang)以來(lai)，深受(shou)廣大(da)用戶(hu)歡迎(ying)。目前(qian)在各(ge)領域(yu)中得(de)到廣(guang)泛應(ying)用。尤(you)其是(shi)在對(dui)蒸汽(qi)流量(liang)檢測(ce)的應(ying)用上(shang)，渦街(jie)流量(liang)計正(zheng)在逐(zhu)漸取(qu)代孔(kong)闆流(liu)量計(ji)成爲(wei)蒸汽(qi)流量(liang)檢測(ce)的重(zhong)要儀(yi)表。渦(wo)街流(liu)量計(ji)是根(gen)據卡(ka)曼渦(wo)街原(yuan)理制(zhi)成［1-3］。流(liu)體中(zhong)設置(zhi)旋渦(wo)發生(sheng)體（阻(zu)流體(ti)），從旋(xuan)渦發(fa)✨生體(ti)兩側(ce)交替(ti)地産(chan)生有(you)規則(ze)的旋(xuan)渦，這(zhe)種旋(xuan)渦稱(cheng)爲卡(ka)曼渦(wo)街，如(ru)圖1所(suo)示。旋(xuan)渦列(lie)在旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)下🌏遊(you)非對(dui)稱地(di)排列(lie)。設旋(xuan)渦的(de)發生(sheng)頻率(lü)爲f，被(bei)測介(jie)質流(liu)🔞速🌈爲(wei)v，旋渦(wo)發生(sheng)體迎(ying)面寬(kuan)度爲(wei)d，則有(you)✌️：

其中(zhong)，s稱爲(wei)斯特(te)拉哈(ha)爾數(shu)，無量(liang)綱，由(you)漩渦(wo)發生(sheng)體的(de)形狀(zhuang)❓決定(ding)，在一(yi)定的(de)雷諾(nuo)系數(shu)範圍(wei)内爲(wei)常數(shu)。

　　通(tong)過檢(jian)測旋(xuan)渦頻(pin)率即(ji)可計(ji)算出(chu)流體(ti)流速(su)，從而(er)計算(suan)出流(liu)體的(de)體積(ji)流量(liang)。目前(qian)渦街(jie)流量(liang)計流(liu)量檢(jian)測的(de)方法(fa)有🛀電(dian)容檢(jian)測法(fa)、熱敏(min)檢測(ce)法、超(chao)聲檢(jian)測法(fa)、電磁(ci)檢測(ce)法以(yi)及🈲壓(ya)電檢(jian)測法(fa)等。渦(wo)街流(liu)量計(ji)用于(yu)流體(ti)流量(liang)檢測(ce)具有(you)以下(xia)優點(dian)：
（1）量程(cheng)比寬(kuan)，不受(shou)流體(ti)溫度(du)、壓力(li)、成分(fen)、粘度(du)及密(mi)度的(de)影響(xiang)；
（2）結構(gou)簡單(dan)，與孔(kong)闆相(xiang)比無(wu)需配(pei)合其(qi)它儀(yi)表；
（3）壓(ya)損小(xiao)，約爲(wei)孔闆(pan)流量(liang)計的(de)四分(fen)之一(yi)。
4渦街(jie)流量(liang)計用(yong)于蒸(zheng)汽流(liu)量測(ce)量系(xi)統
　　根(gen)據渦(wo)街流(liu)量計(ji)的測(ce)量原(yuan)理可(ke)知，渦(wo)街流(liu)量計(ji)測👈量(liang)的是(shi)流體(ti)的體(ti)積流(liu)量。但(dan)是實(shi)際中(zhong)往往(wang)要求(qiu)測量(liang)蒸汽(qi)的質(zhi)量流(liu)量。根(gen)據M=ρ×Q可(ke)由體(ti)積流(liu)量求(qiu)出質(zhi)量流(liu)量［4-5］。
對(dui)于飽(bao)和蒸(zheng)汽，其(qi)密度(du)ρ隻與(yu)壓力(li)有關(guan)。對應(ying)公式(shi)爲：
ρ=AP+B
其(qi)中：P爲(wei)飽和(he)蒸汽(qi)絕對(dui)壓力(li)；單位(wei)MPa。對于(yu)過熱(re)蒸汽(qi)，其密(mi)度和(he)溫度(du)、壓力(li)均有(you)關系(xi)。對應(ying)關系(xi)爲：

其(qi)中：P爲(wei)過熱(re)蒸汽(qi)絕對(dui)壓力(li)，單位(wei)MPa；T爲過(guo)熱蒸(zheng)汽溫(wen)度，單(dan)位℃。
　　因(yin)此在(zai)檢測(ce)飽和(he)蒸汽(qi)的質(zhi)量流(liu)量時(shi)要選(xuan)擇壓(ya)力或(huo)是溫(wen)度進(jin)行補(bu)償；而(er)測量(liang)過熱(re)蒸汽(qi)質量(liang)流量(liang)時要(yao)同時(shi)選擇(ze)壓力(li)和溫(wen)度進(jin)行補(bu)償。下(xia)面以(yi)過熱(re)蒸汽(qi)質量(liang)流量(liang)檢測(ce)爲例(li)介紹(shao)溫💞度(du)、壓力(li)補償(chang)方法(fa)。
4.1智能(neng)積算(suan)儀補(bu)償方(fang)法
　　目(mu)前，過(guo)熱蒸(zheng)汽質(zhi)量流(liu)量的(de)檢測(ce)可以(yi)使用(yong)智能(neng)積🤩算(suan)儀🌈［6］。 智(zhi)能流(liu)量積(ji)算儀(yi) 采用(yong)單片(pian)機技(ji)術，其(qi)補償(chang)演算(suan)功能(neng)可在(zai)預先(xian)編制(zhi)好的(de)軟件(jian)中完(wan)成,計(ji)算所(suo)需要(yao)的工(gong)況補(bu)償公(gong)式、表(biao)格數(shu)🎯據都(dou)存放(fang)在積(ji)算儀(yi)的存(cun)儲器(qi)中,在(zai)測量(liang)氣體(ti)📧蒸汽(qi)流量(liang)時,? 可(ke)以通(tong)過壓(ya)力、溫(wen)度值(zhi)的輸(shu)人信(xin)号進(jin)行蒸(zheng)汽密(mi)度的(de)自動(dong)補償(chang)。并且(qie)智能(neng)流量(liang)積算(suan)儀還(hai)可以(yi)實現(xian)壓力(li)、溫度(du)值異(yi)常時(shi)的自(zi)動補(bu)償。該(gai)功能(neng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻可以(yi)在壓(ya)力❓變(bian)送器(qi)、溫度(du)元件(jian)及變(bian)送器(qi)發生(sheng)故障(zhang)時,自(zi)動轉(zhuan)爲壓(ya)力、溫(wen)度的(de)設計(ji)值進(jin)行補(bu)償。此(ci)外，流(liu)量積(ji)算儀(yi)還具(ju)有就(jiu)地顯(xian)示、報(bao)警以(yi)及RS-485通(tong)訊等(deng)多種(zhong)功能(neng)。智能(neng)積算(suan)儀補(bu)償原(yuan)理如(ru)✂️圖2所(suo)示。采(cai)用智(zhi)能積(ji)👌算儀(yi)的優(you)點在(zai)于方(fang)便現(xian)場觀(guan)測蒸(zheng)汽的(de)流量(liang)、壓力(li)、溫度(du)參數(shu)。

　　對于(yu)過熱(re)蒸氣(qi)，在低(di)壓區(qu)（如小(xiao)于1MPa）的(de)壓縮(suo)系數(shu)都接(jie)近✂️于(yu)l。在☎️該(gai)區域(yu)内，隻(zhi)要溫(wen)度不(bu)是太(tai)低，即(ji)使不(bu)對壓(ya)⚽縮系(xi)數進(jin)😍行修(xiu)正，也(ye)不會(hui)引起(qi)明顯(xian)的誤(wu)差，完(wan)全可(ke)以滿(man)足工(gong)程上(shang)的要(yao)求。但(dan)在高(gao)壓區(qu)，則必(bi)須考(kao)慮壓(ya)縮系(xi)數的(de)影響(xiang)，否則(ze)将會(hui)造成(cheng)明顯(xian)的誤(wu)差。而(er)采用(yong)♌智能(neng)積算(suan)儀🈲補(bu)償的(de)方法(fa)不具(ju)有對(dui)于其(qi)壓縮(suo)系數(shu)進行(hang)修正(zheng)的功(gong)💃能，采(cai)用DCS模(mo)塊補(bu)償方(fang)法則(ze)可以(yi)克服(fu)㊙️以上(shang)缺點(dian)。
4.2DCS模塊(kuai)補償(chang)方法(fa)
　　其中(zhong)COMPENSATE模塊(kuai)适用(yong)于溫(wen)度爲(wei)260~800℃，壓力(li)（絕壓(ya)）爲0.5~32MPa的(de)工況(kuang)；而EXHSTEAM模(mo)💛塊❌适(shi)用🐉于(yu)溫度(du)爲140~560℃，壓(ya)力（表(biao)壓）爲(wei)98.6777~15898.6777kPa的工(gong)況。
　　假(jia)設過(guo)熱蒸(zheng)汽的(de)設計(ji)壓力(li)爲4MPa（表(biao)壓），?? 設(she)計溫(wen)度爲(wei)400℃；過熱(re)💘蒸汽(qi)的實(shi)測壓(ya)力爲(wei)PI-101：0~6MPa（表壓(ya)），實測(ce)溫度(du)爲TI-101：0~600℃，流(liu)量爲(wei)FI-101，補償(chang)後的(de)流量(liang)爲❌FI_101,經(jing)EXHSTEAM過熱(re)蒸⛷️汽(qi)特性(xing)計算(suan)得出(chu)設計(ji)密度(du)爲13.92817951832kg/m3，則(ze)DCS圖形(xing)化編(bian)程如(ru)圖3所(suo)示。

5結(jie)論
　　渦(wo)街流(liu)量計(ji)在蒸(zheng)汽測(ce)量系(xi)統中(zhong)具有(you)較好(hao)的應(ying)用前(qian)景，而(er)渦街(jie)流量(liang)計的(de)溫度(du)壓力(li)補償(chang)系統(tong)是提(ti)高飽(bao)和蒸(zheng)汽和(he)過熱(re)蒸🐅汽(qi)測量(liang)精度(du)的重(zhong)要手(shou)段。

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