孔板流量计与涡街流量计蒸汽计量误差对比分析

　　蒸汽的物理性质既不同于液体， 也不同于一般气体，所以给其精确计量带来了一定的难度。 由于蒸汽的特殊性和人们的传统习惯，目前多使用差压式流量计对其进行流量计量，而用孔板作为节流元件的差压式流量计使用居多。 近年来，将涡街流量计用于蒸汽计量的数量在逐年增加， 其优越性是孔板式流量计所不具备的，特别是在蒸汽参数偏离设计值时，孔板式流量计的计量误差将远大于涡街流量计的计量误差。下面对两种流量计在蒸汽计量中的误差进行分析和对比。

　　一、孔板流量计计量误差分析

　　差压式流量计是利用流体的动静压能转换原理进行流体流量测量的。 流体在管道中流动时，如遇流通面积改变将进行动静压能转换，静压能转换的多少与流通面积改变的大小、流体的流速大小和流体密度大小等有关。 即静动压能的变化量是上述3个物理量的函数。

　　以孔板为节流元件的差压式流量计，是将一个节流孔板放置在管道中，当被测流体以一定的流速通过节流孔板时，流体的静压能将在孔板前后发生变化，孔板前流体的静压能略有增加， 孔板后流体的静压能将减少，从而在孔板前后出现压差，这一压差与流体的流量存在如下的关系：

　　式中：M———质量流量，kg/h;Q———工况条件下的体积流量，m3/h;α———流量系数 ;ε———流速膨胀系数 ;ΔP———差压，Pa;ρ———工况条件下， 被测流体的密度，kg/m3;d———工况条件下的节流件开孔直径，mm。

　　由式(1)和式(2)可以看出，被测流体的流量M(Q)是流体的密度ρ和孔板前后压差ΔP的函数。 在实际使用中，是通过测量孔板前后压差来间接获得流量的，也就是说，差压是唯一反映流体流量的可测参数，并且流量与差压间是非线性的开方关系。而且在孔板孔径和流量(即流体的流速)等其他条件一定的情况下，孔板前后的压差还将受到流体密度变化的影响，其关系如下：

　　式中：j———流体经过孔板前的总能量;P2———流体经过孔板后有效距离内的静压力;ρ———流体的密度;g———重力加速度 ;v2———流体经过孔板后有效距离内的流速;z———压力损失。

　　通过以上分析可以看出，当测得某一差压时，由于所测流体的密度不同，所代表的流量也不同，只有当流体的密度值等于孔板设计条件中的密度值时，所测的差压才能真实反映所测的流量。 蒸汽由锅炉产出后送至用户时，由于热损耗，温度和压力的下降是不可避免的，导致其密度远离了设计值，再加之其他相关设备又不可能完全复原设计条件，从而将产生测量误差。 测量误差随着蒸汽参数的波动而波动，而且没有一个通用的修正公式。