涡街流量计测量蒸汽的方法以及需要注意的事项

摘要：本文通过与其它类型流量计的对比，系统地阐述了用涡街流量计测量蒸汽的方法以及需要注意的事项。

在化工生产过程中，不论能源计量，还是工艺控制，经常需要对水蒸汽的流量进行测量。影响蒸汽流量测量的因素较多，用于测量蒸汽流量的仪表也各有特点，因此，选用合适的仪表，用适当的方法进行水蒸汽流量的测量是一项重要内容，本文将对用涡街流量计测量水蒸汽进行探讨，以求获得一种经济适用的测量方法。

水经过加热蒸发变成饱和蒸汽,饱和蒸汽的温度与压力之间存在着对应关系。将饱和蒸汽再加热就成了过热蒸汽，这时温度和压力不再呈一一对应关系。由于它的温度高，能满足生产需要，且在传输中不易发生相变，因此我们在生产中测量的多是过热蒸汽。

测量过热蒸汽常用质量流量表示，单位为kg/h或t/h。蒸汽的质量流量与蒸汽的密度相关，而密度又受蒸汽的压力及温度影响。蒸汽的测量必须跟踪压力及温度的变化，否则带来很大的测量误差。为了准确地测量蒸汽流量，必须同时测量蒸汽的温度和压力，再换算出蒸汽的密度，从而得到蒸汽的流量。这便是我们所说的温压补偿，温压补偿是测量蒸汽质量流量不可缺少的环节。

1、流量仪表的选择

测量蒸汽流量的仪表有多种，我们必须对其经济性和适用性进行权衡，既要兼顾准确性，又要考虑使用成本和维护成本。测量蒸汽流量的仪表主要有标准孔板、均速管、弯管、浮子式流量计、热式质量流量计等。

*早人们普遍采用标准孔板来测量蒸汽流量，同时安装测温点和测压点来进行温压补偿，但其测量过程所需仪表过多，人们嫌麻烦，常常缺少了温度或压力补偿这个环节，造成很大的测量误差。且用孔板来测量蒸汽，压力损失较大，运行费用高；导压管、三组阀及连接头容易泄漏；且在冬季需对导压管进行保温，维护成本高。后来人们采用热式质量流量计测量蒸汽流量，测量精度高，维护成本低，但用热式质量流量计测量蒸汽流量，投入费用高，且不能在温度高的情况下工作，使用受到限制。而涡街流量计结构简单，直接安装于管道上，压力损失小，克服了压力传输中的泄露问题，也不需要采取保温措施；安装使用方便，测量准确度高，使用成本低，维护工作量小，具有其它流量测量仪表不可比拟的许多优点，得到了广泛的应用。

2、涡街流量计测量原理及其特点

涡街流量计是根据卡门涡街原理来进行测量的，液体流过涡街流量计的漩涡发生体时，产生上下交的两列旋涡，漩涡的频率与流体的流速有关，通过测量漩涡的频率f就可计算出流体的流速v，流量q=vA，式中A为流过漩涡发生体的横截面积。涡街流量计由于有其它流量测量仪表不可相比的优点，得到了广泛的应用。有取代差压式流量计的趋势。

其特点如下：

(1)结构简单可靠；

(2)无须维护,使用成本低；

(3)克服了管路泄漏现象；

(4)应用范围广；

(5)压力损失小；

3、用涡街流量计测量蒸汽流量注意事项

(1)密度补偿问题：虽然涡街流量计测得的体积流量不受温度压力的影响，但实际应有中蒸汽的流量是用质量来计量的，因此必须通过温度压力补偿得到蒸汽的密度。有些公司生产的涡街流量仪表，例如LUGB智能型涡街流量计，可显示温度和压力测量值，智能仪表已将温度压力对应的密度表置入内存中，通过智能仪表CPU查询，查得密度，换算后求出质量流量。智能型涡街流量计的使用，比差压式流量计简单可靠，投入费用和维护费用低，优越性很明显，是大家都乐于采用的方法。

如果所采用的涡街流量计没有温压补偿功能，有两种处理办法，其一是在涡街流量仪表参数设置项设置好蒸汽的密度，由涡街流量表得出质量流量，如E+H的涡街流量计，在参数设置项中设置蒸汽的密度，流量仪表得到质量流量；缺点是密度并非实测值，造成测量误差。如果工况稳定，又熟知其工况下的密度，对测量的要求又不高，这不失为一种简便可行的方法。还有一种办法是将涡街流量计测出的体积流量，和在同一管道上测得的温度、压力输入到DCS(集散控制系统)系统，由计算机进行处理，得出质量流量。工艺操作人员在操作站上看到的是蒸汽的质量流量。如果选购新的仪表尽量采用具有自动温压补偿功能的涡街流量计，如果利用现有涡街流量计测蒸汽的质量流量，上述两种方法未尝不可。

(2)涡街流量计也有直管段的要求，一般为前10D，后5D，D为管道直径。

(3)涡街流量计尽量安装在远离振动源和强电磁干扰的地方，如无法避免振动，必须采用减震装置，减少管道振动对涡街流量计的影响。

(4)蒸汽计量仪表不能安装在整套管路*低处，防止冷凝液的积存，造成测量误差。

(5)蒸汽干度的问题。测量蒸汽流量常认为蒸汽为完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，总带有一定水分，如果不考虑蒸汽干度的影响，测出的流量会有误差。涡街流量计应该具有设置蒸汽干度的功能。但在实际工况确定蒸汽的干度也很困难。可以采用的办法就是提高>蒸汽流量计入口处的蒸汽品质，采取保温措施，保证蒸汽的过热度，则能改进涡街流量计的测量精度。

(6)*好是采用分离式的涡街流量计，显示部分安装在离蒸汽管道较远的保护箱中，既保护了仪表，又便于操作。如我公司使用的E+H公司生产的涡街流量计测量蒸汽流量，便是采用了分离式的结构。

(7)涡街流量计的维护。由于涡街流量计长期被高温、高压的水蒸汽冲击，很容易造成旋涡发生体磨损，电子器件老化等，因此需要经常维护和定期检修。

4、涡街流量计不足之处

同时涡街流量计也存在以下一定的局限性,需要我们在使用中注意。

(1)涡街流量计测量蒸汽流量不适用于大口径管道，建议采用均速管等流量测量仪表。

(2)涡街流量计对振动较为敏感，在振动较大的管道安装涡街流量计时，管道要有一定的减震措施，如果不能有效地克服振动，就只能选用其它型号的流量测量仪表，如孔板，弯管流量计等。

(3)管道中蒸汽的流速一般都比较大。在正常条件下，蒸汽在管道中的流速在40～70m/s之间。有时蒸汽的流速高达100m/s以上也不鲜见。高速的蒸汽对于涡街流量计的漩涡发生体产生冲击，造成磨损。使测量结果产生较大的误差。这是涡街流量计的局限性，这与其测量原理有关,如果蒸汽的冲击力很大，需要采用其它类型的流量测量仪表。

6、结束语

我公司投入使用后涡街流量计后，比原用的标准孔板流量计测量更准确、更可靠，且维护工作量小，成本更低，证明了涡街流量计的优越性。