蒸汽流量計的精確測量方法

蒸汽流量計的測量一直是蒸汽應用的重要内容之一。使用蒸汽流量計的主要目的包括： 1) 監測能源使用效率； 2) 改進過程控制； 3) 測量内部或外部計費的蒸汽量。
目前國内對蒸汽測量存在很多誤區，很多用戶往往認爲購買優質的流量計就能得到準確的測量結果。蒸汽的測量不同於其他流體如水、空氣等介質，在實際測量中影響其準確測量的因素很多。因此，經常會出現流量計本身合格，但實際測量“不準確"的情況。
影響蒸汽流量測量的主要因素如下： 1）實際蒸汽流量低於流量計能準確測量的最小流量（量程比不足）； 2）流量計上下遊安裝的直管不足（有流量擾動） 3）蒸汽密度補償不正確（溫度和壓力測量不準確）； 4) 蒸汽含水量（無幹度補償）； 5) 現場振動和幹擾（渦街流量計）； 6）差壓傳輸誤差（差壓流量計）等。下面讓我們詳細讨論一下影響蒸汽計量的實際問題：
  1. 調節不足
量程比是指流量計在給定精度和重現性範圍内所能測量的最大流量與最小流量之比。但是在涉及到量程比時我們必須小心，因爲量程比是根據實際流量來計算的。一般蒸汽系統的最大允許速度爲35m/s。較高的流速會在系統中引起腐蝕和噪音。不同流量計的最小允許流量不同。一般渦街流量計能測量的最小蒸汽流量爲2.8m/s。對於量程比不足的情況，應選用量程比大的流量計（Gilflo ILVA流量）。流量計的最小允許流量爲0.6m/s，最大量程比可達100:1)或選用多台流量計並聯。
  2、上下遊直管段不足
對於傳統渦街或孔闆流量計，前後安裝直管段的要求分别爲20D和5D左右。如果上下遊直管不足，流體就不能充分展開，流速分布剖面就會出現渦流和畸變。流速剖面的扭曲通常是由局部障礙物（如閥門）或管道彎曲引起的，而渦流通常是由兩個或多個空間（三維）彎曲引起的。缺少上下遊直管，可通過安裝流量調節器來調節。最jiandan有效的方法是使用對上下遊直管段要求較低的流量計。
3.蒸汽密度補償不正確（溫度和壓力測量不準確）
爲瞭正確測量蒸汽的質量流量，必須考慮蒸汽壓力和溫度的變化，即蒸汽密度補償。不同類型的流量計受密度變化的影響方式不同。智能渦街流量計的信号輸出隻與流量有關，與介質的密度、壓力和溫度無關。差壓流量計的質量流量與流量計的幾何形狀、差壓的平方根和密度的平方根有關。因此，渦街流量計比差壓流量計受密度變化的影響更大。
a) 補償精度差異
使用溫度補償和壓力補償可以獲得多少補償精度不僅與溫度傳感器和壓力變送器的精度有關，還與流量計的類型、具體的測量條件和壓力變送器的量程選擇有關.一般來說，溫度測量對補償精度的影響較大。如果使用相同精度級别的溫度和壓力傳感器，則溫度測量誤差引起的密度差大於壓力測量誤差。壓力爲7barg的飽和蒸汽，用*鉑熱電阻測溫，誤差極限爲±0.49C，根據蒸汽密度表，流量補償的不確定度爲±0.56%R（差壓型）和± 1.11% R（渦旋式）。如果選擇 0.2 級壓力變送器
用於測量，誤差極限爲±2kPa，流量補償不確定度爲±0.13%R（差壓型）和±0.25%R（渦旋型）。
b) 壓力測量的影響因素
在蒸汽壓力測量中，由於壓力管内冷凝水的重力作用，壓力變送器測得的壓力與蒸汽壓力會有一定的差異。如果壓力測量誤差不修正，就會影響蒸汽密度的計算，造成流量測量的誤差。一般對於上述現象，可以在二次表（流量計算機中）進行零遷移，既簡單又準確。
C) 影響溫度測量的因素
從流量計的現場使用來看，測溫誤差除瞭測溫元件的固有誤差外，還與非标準安裝有關。如測溫鉑熱電阻插入深度不夠，鉑熱電阻安裝保護套内未填充導熱油，鉑熱電阻未按規定側向安裝，有安裝鉑熱電阻的管道上無保溫層。導緻低溫測量。
對於需要減壓的蒸汽，流量計應安裝在減壓閥之前。此時蒸汽不減壓，按飽和蒸汽補償法處理，保證測量精度。如果流量計隻能安裝在減壓閥後面，蒸汽可能會過熱，應同時進行溫度和壓力補償，以確保精度。
4、蒸汽幹度的影響（飽和蒸汽）
目前，用於測量蒸汽流量的流量計大多是體積流量計。首先測量體積流量，然後通過蒸汽的密度計算質量流量，即假設蒸汽*幹燥。然而，蒸汽並不*幹燥。如果不考慮蒸汽幹度的影響，得到的數據會低於實際流量。
對於差壓流量計，實際蒸汽流量和由假設幹蒸汽（蒸汽質量=1）測得的流量可用下式近似：
其中： = 實際幹度下的質量流量 kg/h = 幹飽和蒸汽下的流量 kg/h χ = 蒸汽幹度水平
因此，流量計的二次表（流量計算機）應具有設定飽和蒸汽幹度的功能。但是，在實際工況下也很難確定蒸汽的幹度。如果能提高蒸汽流量計進口處的蒸汽質量，就可以提高蒸汽流量計的測量精度。因此，我們建議在流量計上遊安裝汽水分離裝置，以提高測量精度。
5、管道振動
渦街流量計對機械振動比較敏感，測量結果容易受到幹擾。流量計前後管道應有可靠的支撐設計。如果管道振動不可避免，應選用抗幹擾能力強的差壓流量計，如斯派莎克ILVA流量計。
6、差壓傳輸誤差（差壓流量計）
A) 零漂移
差壓變送器在現場安裝時，在出廠校準時經常發現零輸出的零輸出不一緻。這種零輸出偏差稱爲靜壓誤差。調節方法是将相同的靜壓通入正負壓室，打開三個閥組的高低壓閥之一，關閉另一個，打開平衡閥。如果懷疑正負壓室未充滿被測介質，則可通過正負壓室上的洩水閥排出氣體（或液體），然後檢查變送器的輸出.
b) 導壓管布置不合理
引壓管道應保證合理的坡度，使管道中可能出現的氣泡迅速上升到主管中，使管道中的雜質迅速沉入排污閥。應定期檢查和維護導壓管道，確保無洩漏、無堵塞。脈沖管的内徑與被測流體的性質和脈沖管的總長度有關。對於蒸汽系統，脈沖管的内徑一般在10mm左右。爲避免介質溫度不一緻