淺談飽和蒸汽流量測量工作中的溫度和壓力補(bǔ)償

飽和蒸汽采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償，在本質(zhì)上是一樣的。其原因在于飽和狀態(tài)的蒸汽，其壓力和溫度之間呈單值函數(shù)關(guān)系，從蒸汽溫度查出的密度同與此溫度對應(yīng)的壓力查出的密度是一致的。因此，采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償在原理上都是可行的。 

     在補(bǔ)償精確度的差異方面，采用溫度補(bǔ)償和壓力補(bǔ)償分別能得到多少補(bǔ)償精確度，不僅同溫度傳感器和壓力變送器的準(zhǔn)確度有關(guān)，而且同流量計(jì)類型、具體測量對象的工況和壓力變送器的量程選擇有關(guān)。總體來說測溫對補(bǔ)償精確度影響較大，具體分析如下。 
     ① 測溫誤差對流量測量結(jié)果的影響。溫度測量誤差同流量測量結(jié)果的關(guān)系，對于過熱蒸汽來說影響并不大，例如溫度為250℃的過熱蒸汽，若測溫誤差為1℃，在作溫度補(bǔ)償時(shí)引起流量測量結(jié)果不確定度約為0.19％R（渦街流量計(jì)）。影響較大的是溫度信號用于飽和蒸汽流量測量中的補(bǔ)償，例如壓力為0.7Mpa的飽和蒸汽，其平衡溫度為170.5℃，對應(yīng)密度為4.132kg/m3，如果測溫誤差為-1℃，并據(jù)此查飽和蒸汽密度表，則查得密度為4.038kg/m3，引起流量測量誤差約為-2.27％R（渦街流量計(jì)）。
    ② 溫度傳感器精確度等級的考慮。測溫誤差同溫度傳感器的精確度等級和被測溫度數(shù)值有關(guān)，例如壓力為0.7Mpa的飽和蒸汽，用A級鉑熱電阻測溫，其誤差限為±0.49℃[4]，如果用此測量結(jié)果查蒸汽密度表，以進(jìn)行補(bǔ)償，則流量補(bǔ)償不確定度約為±1.11％R（渦街流量計(jì)）。而若用B級鉑熱電阻測溫，其誤差限就增為±1.15℃，則流量補(bǔ)償不確定就增為±2.61％R（渦街流量計(jì)）。顯然，B級鉑熱電阻用于此類用途可能引起的誤差是可觀的，所以一般不宜采用。這里僅就不同精確度等級的測溫元件作相對比較。當(dāng)然，這里所說的誤差還僅為測溫元件這一環(huán)節(jié)，至于流量測量系統(tǒng)的不確定度，還須計(jì)入流量二次表、流量傳感器、流量變送器等的影響。

     壓力變送器精確度等級、測壓誤差及其影響。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、0～1Mpa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))。顯然，壓力補(bǔ)償能得到的補(bǔ)償精確度比溫度補(bǔ)償高。

    上面所述的兩種補(bǔ)償方法都是可行的這一觀點(diǎn)，僅僅是從原理上所作的討論，在具體實(shí)施時(shí)還會(huì)出現(xiàn)其他問題。 
    ① 安裝困難。用來測量飽和蒸汽質(zhì)量流量的差壓式流量計(jì)，若選擇溫度補(bǔ)償，常因測溫套管距節(jié)流件太近而對流動(dòng)狀態(tài)造成干擾或根本就無法安裝到理想部位而修改方案。
    ② 由于相變而進(jìn)入過熱狀態(tài)。對于飽和蒸汽，以較高的流速流過蒸汽流量計(jì)（渦街流量計(jì)）時(shí)，由于壓損引起的絕熱膨脹往往使蒸汽進(jìn)入過熱狀態(tài)，這時(shí)仍舊將它看作飽和蒸汽，并根據(jù)蒸汽溫度去查飽和蒸汽密度表，得到的數(shù)值明顯偏高。

     由于上述種種原因，使得在測量飽和蒸汽質(zhì)量流量時(shí)，僅僅測量溫度，并據(jù)此查密度表，進(jìn)而計(jì)算質(zhì)量流量，在實(shí)踐中應(yīng)用的并不多。

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