蒸汽流量计的精确测量方法

蒸汽流量计的测量一直是蒸汽应用的重要内容之一。使用蒸汽流量计的主要目的包括： 1) 监测能源使用效率； 2) 改进过程控制； 3) 测量内部或外部计费的蒸汽量。
目前国内对蒸汽测量存在很多误区，很多用户往往认为购买优质的流量计就能得到准确的测量结果。蒸汽的测量不同于其他流体如水、空气等介质，在实际测量中影响其准确测量的因素很多。因此，经常会出现流量计本身合格，但实际测量“不准确"的情况。
影响蒸汽流量测量的主要因素如下： 1）实际蒸汽流量低于流量计能准确测量的最小流量（量程比不足）； 2）流量计上下游安装的直管不足（有流量扰动） 3）蒸汽密度补偿不正确（温度和压力测量不准确）； 4) 蒸汽含水量（无干度补偿）； 5) 现场振动和干扰（涡街流量计）； 6）差压传输误差（差压流量计）等。下面让我们详细讨论一下影响蒸汽计量的实际问题：
  1. 调节不足
量程比是指流量计在给定精度和重现性范围内所能测量的最大流量与最小流量之比。但是在涉及到量程比时我们必须小心，因为量程比是根据实际流量来计算的。一般蒸汽系统的最大允许速度为35m/s。较高的流速会在系统中引起腐蚀和噪音。不同流量计的最小允许流量不同。一般涡街流量计能测量的最小蒸汽流量为2.8m/s。对于量程比不足的情况，应选用量程比大的流量计（Gilflo ILVA流量）。流量计的最小允许流量为0.6m/s，最大量程比可达100:1)或选用多台流量计并联。
  2、上下游直管段不足
对于传统涡街或孔板流量计，前后安装直管段的要求分别为20D和5D左右。如果上下游直管不足，流体就不能充分展开，流速分布剖面就会出现涡流和畸变。流速剖面的扭曲通常是由局部障碍物（如阀门）或管道弯曲引起的，而涡流通常是由两个或多个空间（三维）弯曲引起的。缺少上下游直管，可通过安装流量调节器来调节。最jiandan有效的方法是使用对上下游直管段要求较低的流量计。
3.蒸汽密度补偿不正确（温度和压力测量不准确）
为了正确测量蒸汽的质量流量，必须考虑蒸汽压力和温度的变化，即蒸汽密度补偿。不同类型的流量计受密度变化的影响方式不同。智能涡街流量计的信号输出只与流量有关，与介质的密度、压力和温度无关。差压流量计的质量流量与流量计的几何形状、差压的平方根和密度的平方根有关。因此，涡街流量计比差压流量计受密度变化的影响更大。
a) 补偿精度差异
使用温度补偿和压力补偿可以获得多少补偿精度不仅与温度传感器和压力变送器的精度有关，还与流量计的类型、具体的测量条件和压力变送器的量程选择有关.一般来说，温度测量对补偿精度的影响较大。如果使用相同精度级别的温度和压力传感器，则温度测量误差引起的密度差大于压力测量误差。压力为7barg的饱和蒸汽，用*铂热电阻测温，误差极限为±0.49C，根据蒸汽密度表，流量补偿的不确定度为±0.56%R（差压型）和± 1.11% R（涡旋式）。如果选择 0.2 级压力变送器
用于测量，误差极限为±2kPa，流量补偿不确定度为±0.13%R（差压型）和±0.25%R（涡旋型）。
b) 压力测量的影响因素
在蒸汽压力测量中，由于压力管内冷凝水的重力作用，压力变送器测得的压力与蒸汽压力会有一定的差异。如果压力测量误差不修正，就会影响蒸汽密度的计算，造成流量测量的误差。一般对于上述现象，可以在二次表（流量计算机中）进行零迁移，既简单又准确。
C) 影响温度测量的因素
从流量计的现场使用来看，测温误差除了测温元件的固有误差外，还与非标准安装有关。如测温铂热电阻插入深度不够，铂热电阻安装保护套内未填充导热油，铂热电阻未按规定侧向安装，有安装铂热电阻的管道上无保温层。导致低温测量。
对于需要减压的蒸汽，流量计应安装在减压阀之前。此时蒸汽不减压，按饱和蒸汽补偿法处理，保证测量精度。如果流量计只能安装在减压阀后面，蒸汽可能会过热，应同时进行温度和压力补偿，以确保精度。
4、蒸汽干度的影响（饱和蒸汽）
目前，用于测量蒸汽流量的流量计大多是体积流量计。首先测量体积流量，然后通过蒸汽的密度计算质量流量，即假设蒸汽*干燥。然而，蒸汽并不*干燥。如果不考虑蒸汽干度的影响，得到的数据会低于实际流量。
对于差压流量计，实际蒸汽流量和由假设干蒸汽（蒸汽质量=1）测得的流量可用下式近似：
其中： = 实际干度下的质量流量 kg/h = 干饱和蒸汽下的流量 kg/h χ = 蒸汽干度水平
因此，流量计的二次表（流量计算机）应具有设定饱和蒸汽干度的功能。但是，在实际工况下也很难确定蒸汽的干度。如果能提高蒸汽流量计进口处的蒸汽质量，就可以提高蒸汽流量计的测量精度。因此，我们建议在流量计上游安装汽水分离装置，以提高测量精度。
5、管道振动
涡街流量计对机械振动比较敏感，测量结果容易受到干扰。流量计前后管道应有可靠的支撑设计。如果管道振动不可避免，应选用抗干扰能力强的差压流量计，如斯派莎克ILVA流量计。
6、差压传输误差（差压流量计）
A) 零漂移
差压变送器在现场安装时，在出厂校准时经常发现零输出的零输出不一致。这种零输出偏差称为静压误差。调节方法是将相同的静压通入正负压室，打开三个阀组的高低压阀之一，关闭另一个，打开平衡阀。如果怀疑正负压室未充满被测介质，则可通过正负压室上的泄水阀排出气体（或液体），然后检查变送器的输出.
b) 导压管布置不合理
引压管道应保证合理的坡度，使管道中可能出现的气泡迅速上升到主管中，使管道中的杂质迅速沉入排污阀。应定期检查和维护导压管道，确保无泄漏、无堵塞。脉冲管的内径与被测流体的性质和脉冲管的总长度有关。对于蒸汽系统，脉冲管的内径一般在10mm左右。为避免介质温度不一致