蒸汽流量計(jì)主要用于各類蒸汽的計(jì)量，是測量蒸汽累計(jì)質(zhì)量流量的專用儀表，對于飽和蒸汽來說，可以進(jìn)行溫度補(bǔ)償或者壓力補(bǔ)償。按照測量原理，我們的流量計(jì)實(shí)際上只能測量當(dāng)前工況下流體流過的體積，但我們實(shí)際上使用的時(shí)候，是需要測量流過多少質(zhì)量的流體。而蒸汽在不同的壓力和溫度下，密度變化很大，所謂補(bǔ)償，就是根據(jù)流體的溫度和壓力數(shù)據(jù)來計(jì)算出流體的密度，從而根據(jù)測量出來的流體體積，計(jì)算出流體質(zhì)量。下面探討壓力補(bǔ)償對飽和蒸汽流量計(jì)測量結(jié)果的影響。

1、壓力變送器精確度等級、測量誤差及其影響

壓力測量誤差同壓力變送器的精確度等級和量程有關(guān)，例如選用0.2級精確度、(0~1)MPa測量范圍的壓力變送器測量0.7MPa飽和蒸汽壓力，其誤差限為±2kPa。如果用此結(jié)果查蒸汽密度表以進(jìn)行補(bǔ)償，則此誤差限引起的流量補(bǔ)償不確定度約為±0.25%R(渦街流量計(jì))。因此，壓力補(bǔ)償能得到的補(bǔ)償精確度比溫度補(bǔ)償高。

2、壓力補(bǔ)償?shù)膶?shí)例分析與診斷

一工廠的鍋爐供汽壓力為1.0MPa，在蒸汽總管進(jìn)裝置經(jīng)穩(wěn)壓閥減壓。用作進(jìn)入裝置蒸汽計(jì)量的渦街流量計(jì)安裝在減壓閥后。若僅采用溫度補(bǔ)償，未安裝壓力變送器，即根據(jù)蒸汽溫度查飽和蒸汽密度表，得到蒸汽密度。表壓為0.4MPa的飽和蒸汽，其溫度應(yīng)為140℃，而實(shí)際溫度已經(jīng)達(dá)到160℃，此時(shí)對應(yīng)的飽和蒸汽密度ρ1=3.260kg/m3 ，而按照160℃和0.4MPa兩個(gè)測量值更偏向?yàn)檫^熱狀態(tài)，此時(shí)過熱蒸汽密度ρ2=2.067kg/m3，所以流量計(jì)算誤差為57.72%。若采用了壓力補(bǔ)償，根據(jù)0.4MPa的信號查飽和蒸汽表，對應(yīng)的密度為ρ3=2.185kg/m3 ，則補(bǔ)償誤差為5.70%。

結(jié)論：針對飽和蒸汽，加裝壓力補(bǔ)償比單溫度補(bǔ)償能極大降低蒸汽相變所帶來的較大誤差，從而降低計(jì)量誤差，此外也要及時(shí)調(diào)整、分析蒸汽的狀態(tài)，避免發(fā)生相變，達(dá)到準(zhǔn)確計(jì)量。

3、壓力測量中的問題分析

在飽和蒸汽壓力的測量中，由于引壓管內(nèi)會經(jīng)常產(chǎn)生凝結(jié)水，在凝結(jié)水的重力作用，會使壓力變送器測量到的壓力同蒸汽壓力之間出現(xiàn)一定的差值。因此需要針對這種情況進(jìn)行分析，校正因取壓不準(zhǔn)確導(dǎo)致的蒸汽計(jì)量誤差。

3.1 引壓管中液柱高度對壓力測量的影響

在壓力變送器交裝現(xiàn)場，為了維修的方便，壓力變送器安裝地點(diǎn)與取壓點(diǎn)往往不在同一高度，這樣，引壓管中的凝結(jié)水就會對壓力測量帶來影響。p2=p1+gρh。

p1為蒸汽壓力;p2為變送器壓力輸入口處實(shí)際壓力;h為取壓點(diǎn)與變送器間的液體高度差，m;g為重力加速度，m/s2;ρ為凝結(jié)水平均密度，kg/m3。 變送器在取壓點(diǎn)下方：如果引壓管中充滿凝結(jié)水，則變送器示值偏高gρh，在高度差為h=6m，g以9.80m/s2 計(jì)，ρ以998.2kg/m3 (假定液溫為20℃)計(jì)，則對變送器的影響值為gρh=+58.7kPa。變送器在取壓點(diǎn)上方：如果引壓管充分排氣，引壓管中充滿凝結(jié)水，則變送器示值偏低，同理為gρh=-58.7kPa。引壓管中冷凝液高度難以確定：變送器輸出低多少也就難以確定，故不宜采用。

3.2 測量誤差對流量示值的影響

在流體的常用壓力等于0.7MPa的飽和蒸汽條件下，壓力測量偏高58.7kPa，對于渦街流量計(jì)將引入6.95%R的誤差。因此，引壓管中液柱高度對壓力測量影響必須予以校正。

3.3 液柱高度影響的校正

壓力變送器引壓管中冷凝液液柱高度對壓力測量的影響通常可用兩種方法校正，即在變送器中校正和在二次表中校正。

(a)在壓力變送器中校正：這種校正方法的實(shí)質(zhì)是對變送器的零點(diǎn)作遷移。在上面的例子中，如果變送器的測量范圍為(0~1.0)MPa，零點(diǎn)作-58.7kPa遷移后其測量范圍就變?yōu)?58.7~1058.7kPa。在現(xiàn)場操作中，就是用手持終端將測量范圍設(shè)置為58.7~1058.7kPa。對于非智能型變送器，就是變送器壓力輸入口通大氣的條件下，將輸出遷移到3.0608mA。這種方法需要對變送器零點(diǎn)作遷移，需要對設(shè)計(jì)文件和設(shè)備卡片作相應(yīng)的修改，手續(xù)繁瑣。而且，如果遷移量較大，對于大多數(shù)壓力變送器無法實(shí)現(xiàn)。

(b)在二次表中校正：二次表包括普通的流量二次表，也包括DCS、PLC、智能調(diào)節(jié)器等，但校正方法是相同的。以FC6000型智能流量演算器為例，對上面的情況作校正，就是將菜單的第23條(測量起始點(diǎn))寫入-58.7kPa(或-0.0587MPa)，而將第24條(測量滿度)寫入941.3kPa(或0.9413MPa)即可，此方法操作更為方便快捷。

審核編輯：湯梓紅