渦街、孔板及V錐流量計在蒸汽測量領域的應用
一、蒸汽的特點
蒸汽是比較特殊的介質，隨著工況（如溫度、壓力）的變化，過熱蒸汽經常會轉變成為飽和蒸汽，形成汽液兩相流介質。對于相流的經常變化的蒸汽，使用目前流量儀表測量氣流量，肯定會存在測不準的問題。這個問題的解決方法是保持蒸汽的過熱度，盡量減少蒸汽的含水量，例如加強蒸汽管道的保溫措施，減少蒸汽的壓力損失等，以提高測量的準確度。
二、流量儀表的選型
至今為止，工業(yè)用流量儀表種類多達60余種，之所以這樣，因為史上還沒有一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都使用的流量儀表，每種流量儀表都有它特定的適用性，也有其局限性。在選擇流量儀表時應考慮5個主要因素：被測流體特性、生產工藝情況、安裝條件、維護需求以及流量儀表的特性。對蒸汽計量而言，同樣要考慮以上5個因素。這里，著重討論流量儀表的特性、安裝條件、維護需求以及選用流量儀表應注意的問題。
目前，測量蒸汽流量的儀表主要有渦街流量計、差壓式（孔板、均速管、V錐、彎管）流量計、分流旋翼式流量計、阿牛巴流量計，浮子式流量計等，這里主要討論渦街流量計、孔板流量計、V錐流量計。
1、渦街流量計
渦街流量計是基于卡門渦街原理而研制成功的一種新型流量計，由于它具有其它流量計不可兼得的優(yōu)點，70年代以來得到了迅速發(fā)展。據介紹，現在日本、歐美等發(fā)達國家使用渦街流量計的比例大幅度上升，已經廣泛用于各個領域，將在未來流量儀表中占主導地位，是孔板流量計的理想替代產品。
2、孔板流量計
孔板流量計應用歷史悠久，有國際標準，理論精度高，應用十分普遍，但經過幾十年的應用，發(fā)現孔板流量計有以下不足：
- 應用中許多因素（設計參數與工況參數不符，上游直管段不足，孔板和管道不同心，孔板A面受污，銳角磨損等）對其測量精度有非常大的影響，使其測量誤差增大；
- 安裝較為麻煩，維護及拆洗的工作量較大；
- 需配差壓變送器使用，增加了維護的工作量，另需敷設導壓管，且在冬季需對導壓管進行保溫，不可以安裝在室外；
- 流量量程比為1：3，局限性大；
- 若安裝不正確，容易發(fā)生蒸汽泄漏；
- 壓力損失較大，運行費用高。
3、V型錐流量計
以孔板、噴嘴和文丘里管為代表的差壓式流量計（統(tǒng)稱標準節(jié)流裝置）已統(tǒng)領流量領域近百年，其優(yōu)點是已經標準化、結構簡單牢固、易于加工制造、價格低廉、通用性強。近百年來人們從未間斷過對它們的研究和改善工作，但是由于先天結構上的缺陷，其本身固有的一些缺點，至今仍然沒能得到很好的解決。如：流出系數不穩(wěn)定、線性差、重復性不高從而影響到準確度也不高?？装迦肟阡J角這個關鍵部位易磨損、前部易積污、量程比小、壓力損失大，特別是十分苛刻的直管段要求在實際使用中很難滿足等。
為了克服上述這些不足，人們曾研制出1/4圓孔板、錐形入口孔板、圓缺孔板、偏心孔板、楔形孔板、可更換孔板、彎管等諸多的非標準節(jié)流件，試圖解決這些問題。但是這些節(jié)流件同標準孔板一樣，大都沒有突破“流體中心突然收縮”這個模式，只是或多或少改善了局部某一個問題，并沒有從根本上徹底解決所有問題，這種改進工作到了80年代中期才有了突破性的發(fā)展：塔形流量計出現打破了沿襲近百年的模式結構，使得節(jié)流式差壓儀表發(fā)生了“質的飛躍”。
V錐流量計的重大突破在于：變流體在管道中心收縮為管道邊璧逐漸收縮，即利用同軸安裝在管道中的塔形體（節(jié)流件），迫使流體逐漸從中心收縮到管道內邊壁而流過塔形體，通過測量塔形體前后的壓差來得到流體的流量。正是這個邊璧收縮的結構，使得塔形流量計具有了一系列其他差壓儀表無法相比的優(yōu)點，徹底克服了以孔板為代表的傳統(tǒng)差壓儀表的諸多缺點。經過國內外10多年的應用和多次測試，已充分證明它能在極短的直管段條件下，以更寬的量程比對各種流體（包括臟污、低流行更準確更有效的測量。從此揭開了差壓式流量儀表劃時代的嶄新一頁?？梢灶A言，隨著人們對它逐漸認識、了解、熟悉和掌握，V形內錐節(jié)流裝置由一種非標準節(jié)流裝置晉升為標準節(jié)流裝置，即隨著國家關于V形內錐節(jié)流裝置的標準的出臺，它必將逐漸和完全取代以孔板為代表的傳統(tǒng)差壓儀表。
綜上所述，蒸汽流量儀表的選用是非常重要的，準確測量蒸汽流量是生產部門都需要和普遍關心的問題。隨著經濟的發(fā)展，提高測量水平的呼聲越來越高。因此，應針對生產實際情況，做一些細致的技術工作，切實探索出一條蒸汽流量測量的成功之路。