弯管流量计在饱和蒸汽测量中干度的影响

　　我国众多的中小企业基本上都使用6t、10t及20t锅炉生产饱和蒸汽。由于饱和蒸汽的使用量大,各家生产的饱和蒸汽质量又不相同,通常采用干度来衡量饱和蒸汽的质量好坏。干度是指饱和蒸汽中的含水量多少,最好的是干饱和蒸汽,一般称微过热饱和蒸汽,其中含水量可忽略不计;而干度差的称湿饱和蒸汽,含水量最多可达30%。干度越高,饱和蒸汽的热焓越大,质量越好。在流量计量中,任何仪表都需要准确地获得流体的密度,而饱和蒸汽的密度不仅与温度、压力有关,还受干度的影响。目前单独测量饱和蒸汽的干度还没有一种更好的办法,大多数生产的饱和蒸汽干度只能是个未知数。湿饱和蒸汽流量计量时,通常采用固定干度补偿,计量误差无法修正,准确度也就大大降低。

　　1　应用弯管流量计测量饱和蒸汽流量的原理

　　弯管流量计的工作原理由式(1)给出,蒸汽流量q (单位:kg/h)为:

管的弯径比; L1, L2为前后直管长度,m;λ1,λ2为外侧取压孔位置,m;λ3,λ4为内侧取压孔位置,m;Δ为管道内壁粗糙度;Δp为弯管内外侧压力差,Pa;ρ为流体密度,kg/m3。

　　饱和蒸汽的计量为“两相流”问题,目前广泛采用将其化为均相模型或者分相模型进行处理。相对而言均相模型更简单些,可采用均相密度ρ*,代替公式(1)中的ρ,而均相密度ρ*可由式(2)获得:

式中:ρg为干饱和蒸汽密度,kg/m3,根据实测的压力或温度,由IFC公式计算获得;ρt为饱和水密度,kg/m3,根据实测的压力或温度,由IFC公式计算获得; x为饱和蒸汽的干度。

　　饱和蒸汽干度是未知数,干度测量又是一个难题,通常采用固定干度补偿,所得到的名义饱和蒸汽流量与实际的流量相差较大,准确度降低。干度变化引起弯管流量计流量测量的误差见表1。

　　由表1可以看出,当实际干度偏离设定干度越大,误差越大,远远超出弯管流量计的测量准确度。在实际生产的计量中,建议采用间接方法进行修正,下面举例说明。

　　2　锅炉生产饱和蒸汽计量的修正实例

　　饱和蒸汽的干度与锅炉负荷、工作压力、汽包水位高度有关。在实际生产中,由于司炉工的操作不当使得蒸汽压力和汽包水位波动较大,有的由于生产工艺需要使得蒸汽流量变化大,这些都是造成饱和蒸汽干度大范围变化的原因。在无法获得确切的干度时,只有采用固定干度补偿,造成了较大的计量误差,影响了日常考核的公正性如果不采用适当的手段加以修正,就会失去计量的作用。

　　在蒸汽锅炉中除检测蒸汽流量外,还需检测给水流量,通过这两者的关系间接计算出饱和蒸汽的干度,进一步修正蒸汽流量。