摘要： 蒸汽计量是一个企业能源管理的重点，这主要原因在于蒸汽的特性造成计量存在很大的困难。文章从蒸汽计量设备即流量计的构造特点阐述了蒸汽流量计量的工作原理，指出其中存在的主要问题，并从优化蒸汽流量计准确性方面提出改进意见。
关键词： 流量计；蒸汽；准确性
【中图分类号】S218.1
【文献标识码】B
【文章编号】2236-1879（2017）09-0174-01
1蒸汽流量计的工作过程
1.1蒸汽流量计计量的难度。
企业使用的蒸汽有很多种，如饱和蒸汽、过热蒸汽。其中饱和蒸汽中水分含水量最多可达30%，这就存在着饱和蒸汽的“两相流”问题。因为任何蒸汽计量仪表在计算饱和蒸汽流量时所用的设计压力下的蒸汽密度值都采用其干度X=1时的数值，也就是干蒸汽的数值；同时，湿蒸汽因含有密度比干蒸汽大数百倍的液体水粒，在管道中流动时其速度要比干蒸汽小，这样所测得的差压值就低了，反映在仪表读数、记录上就存在着密度和流速受干度影响所带来的叠加性的双重负误差，并造成湿饱和蒸汽计量难度。
1.2蒸汽密度补偿。
蒸汽计量均为质量流量计，其主要影响因素就是蒸汽密度，而造成蒸汽密度波动的是蒸汽压力和温度，压力和温度的波动势必造成流量计计量误差。因此，通过压力及温度传感器跟踪蒸汽压力及温度变化来达到密度补偿目的。饱和蒸汽的密度变化与其压力或温度成正比关系，因而单独通过测压力或测温度都可以对饱和蒸汽进行密度补偿。过热蒸汽的密度与其压力、温度成函数关系，而不是正比关系。过热蒸汽的密度补偿必须同时测其压力和温度。
2影响蒸汽流量计准确计量的几点问题
第一是量程比不足。量程比是指一个流量计能确保给定的精度和再现性的范围内，所能测量的最大流量和最小流量之比。一般涡街流量计所能测量的最低蒸汽流速为2.8m/s，对于量程比不足的情况，应采用大量程比的流量计（GilfloILVA流量计的最低允许流速为0.6m/s，最大量程比可达100：1）或选择多个流量计并联。第二是上下游直管段不足。对于传统的涡街或孔板流量计，其前后安装直管段要求分别约为20D和5D。第三是蒸汽的密度补偿不正确。为了正确计量蒸汽的质量流量，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影响的方式不同。涡街流量计的信号输出只和流速有关，而和介质的密度、压力和温度无关，差压式流量计其质量流量與流量计的几何外型、差压平方根和密度平方根有关。第四是蒸汽干度的影响。蒸汽流量的流量计为体积流量计时，首先测得体积流量，然后通过蒸汽的密度计算质量流量，也就是假定蒸汽为完全干燥。但是，蒸汽并非完全干燥，如果不考虑蒸汽干度的影响，得出的数据会低于实际的流量。因此流量计的二次仪表（流量计算机）应该具有设置饱和蒸汽干度的功能。但在实际工况确定蒸汽的干度也很困难。如果能够改进蒸汽流量计入口处的蒸汽品质，则能改进蒸汽流量计的测量精度。
3从提高蒸汽流量计准确性的角度提出几点建议
3.1根据企业蒸汽实际使用情况合理选择蒸汽流量计的型号。
选择蒸汽流量计量仪表，应重点考虑两个因素。一是量程问题。蒸汽流量计量仪表计量不正常，主要是由于选型时量程不正确造成的。用汽旺季用汽量相当大，而用汽淡季用汽量又很小，用汽量相差过于悬殊，一般蒸汽计量仪表的流量范围就难以适应。必须明确流量测量范围，在此基础上选择符合相关运行参数的蒸汽计量仪表，使其能充分发挥作用。二是管道直径问题。在设计节流装置时，基本上都采用工艺提供的公称名义管径值，其实公称名义管径值与实际管径值还是有误差的，特别是卷管，公称名义管径值与实际值有时差值还较大，造成计量误差增大，测量的准确度就难以达到设计要求。国标规定：用来计算节流件直径比的管道直径D值应为上游取压口的上游0.5D长度范围内的内径平均值。该内径平均值应是至少在垂直轴线的二个横截面内所测得内径的平均值，内径的数值（用于设计的管道内径）应达到±0.3%。设计前最好实测管径，以减少计算误差。
3.2按照蒸汽流量计的安装说明书正确安装。
任何蒸汽计量仪表都必须安装正确，否则就不可能正常的工作。例如在锅炉出汽口附近安装蒸汽计量仪表，在截止阀或管道弯头附近及管道的最低处安装蒸汽计量仪表都属于不正确的安装。正确安装蒸汽流量计量仪表，要做到五点。①在所安装仪表前后必须留有足够长的直管段。②蒸汽计量仪表不能安装在整套管路最低处。③必须高度重视冷凝器的安装。两个冷凝器亦须处于同一水平上，两个冷凝器的作用是使导压管中被测蒸汽冷凝并使正、负导压管中冷凝液面有相等高度及保持长期稳定；为不使冷凝液面波动对测量产生误差，冷凝器的有效容积应大于所使用的差压变送器工作空间的最大容积变化的3倍，在水平方向的横截面积不得小于差压变送器的工作面积，系统确保密封良好，严禁泄漏；要充分考虑维护、拆换、吹扫便利。④导压管长度最好在16m内，内径最好选用Φ10-16mm以防堵塞为好。导压管全程保温并确保正、负管处于同等温度以免密度变化引起误差。⑤装测温元件地方最好在节流件下游侧10D以外处，在管道或正压管上取压时，如压力变送器装在节流装置下方，必须对压力变送器的管路液柱值进行修正，以提高计量准确度。
4.结束语
对于化工企业来说，蒸汽消耗一般为能源消耗的重点，做好蒸汽流量计的研究、正确安装和严格规范操作十分必要，因为这是提高蒸汽流量计计量准确性的最为有效的方法。
参考文献
[1]马新宇.浅谈如何提高蒸汽流量计量的准确性[J]. 中国新技术新产品， 2013 .
[2]李鹏超. 浅谈如何提高蒸汽流量计量的准确性[J]. 工业仪表与自动化装置，2014.
[3]杨坤. 提高蒸汽流量计量准确性的优化方案[J]. 经济技术协作信息，2013.
作者简介：管开元，男，1962年8月16日出生，安徽蚌埠市人，助理工程师，现就职于中粮生化涂山热电公司，主要从事热工与仪表研究。