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供热管网中蒸汽状态的改变对蒸汽流量计影响

流量仪表在供热管网中应用存在问题较多,主要表现在计量准确度失准,尤其是用作贸易结算时,这一问题更为突出。笔者就供热管网中蒸汽状态的改变对蒸汽流量计的影响做一分析。
一、蒸汽状态的分析
1.过热蒸汽变为饱和状态蒸汽由热电站输出的蒸汽一般为过热蒸汽,蒸汽在管道中经长距离输送到用户,由于管道散热,到用户后往往变成饱和状态,经过定量计算,这种状态下饱和水的体积很小,可以忽略不计。在供热管网中,上述状态的变化较为典型。
2.湿饱和蒸汽变为过热蒸汽
在供热管网中,当用户突然增大用汽量或蒸汽经过减压装置时,由于压力突然降低,饱和水随之蒸发,吸收汽化热,饱和水温度降低。如压力降低较大,则温度降低之后仍然高于压力所对应的饱和温度,则蒸汽处于过热状态。
二、蒸汽状态的改变对流量计的影响
目前,供热管网中应用较普遍的是涡街流量计和孔板式流量计,下面就这两种流量计进行讨论分析。
1.过热蒸汽变为饱和状态蒸汽
(1)涡街流量计
前面已经提到,在测量饱和状态的蒸汽时,饱和水所占体积极小,可以忽略,而涡街流量计输出只与流速成正比,所以,在测量这种状态的蒸汽时,选用测量他和蒸汽的涡街流量计,只要采用温度或压力补偿,蒸汽状态的改变对流量计量的影响可以忽略。
(2)孔板式流量计
当过热蒸汽进入饱和状态时,若蒸汽全部为干饱和蒸汽,则通过压力或温度补偿,流量计准确度不会因蒸汽状态的改变而受影响,若蒸汽为湿饱和蒸汽,则蒸汽干度不能小于95%,否则误差过大。
实际测量中,由于饱和蒸汽的干度无法测量,所以平均密度也无法测量,若孔板式流量计应用于干饱和蒸汽状态,测量仪表只能计量实际流量的97.5%,所以使用孔板式流量计蒸汽干度最小不能低于95%,否则误差变大。
2.湿饱和蒸汽变为过热蒸汽时对仪表的影响
仪表设计时按干饱和蒸汽考虑,而且采用压力补偿。饱和蒸汽变为过热蒸汽时,这种蒸汽状态变化将给仪表带来较小的误差,若采用温度补偿,则误差较大。
采用压力补偿,按压力查饱和密度值,近似于状态变化后过热蒸汽的密度值。而采用温度补偿,按温度查他和蒸汽密度值远远大于状态变化后过热蒸汽的密度值,由于这种状态的变化在实际中遇到较少,就不举例论述,有兴趣的同志不妨探讨。
由以上分析,我们可以得到以下结论:
1.蒸汽密度是影响流量测量的关键因素之一,它随蒸汽状态的改变而改变,如果仪表选型合理,安装适当,大多数情况下通过压力温度补偿可以使误差减至最小。
2.在供热管网中,若过热蒸汽变为饱和状态,对涡街流量计影响不大,但对孔桩流量计有较大影响,即平度不能小于95%。
3.若他和蒸汽变为过热蒸汽,采用压力补偿引起的误差较小,采用温度补偿引起的误差较大。