蒸汽流量测量中的温度压力补偿

　　蒸汽在 电 力、钢 铁、石 化、纺 织、城 市 供 热等生产、生活 领域有着广泛的应用，准确 地 测量蒸汽 流 量 对 生 产 过 程 的 自 动 控 制、计 划 管理、商务结 算 以及节约能源、提高经济效 益 等方面都有重要意义。蒸汽是汽轮机的工质，在能量转换过程 中准确测量计算出实 际蒸 汽 的消耗量是分析 评价工业汽轮机装置 效率 的 重要前提。目 前蒸 汽流量的测 量 通 常 采 用 孔 板作为一次元件，其制造、安装方便，成本低廉。

　　在设计蒸汽参数条件下，蒸汽通过孔板节流后产生的压差与蒸汽流量之间有准 确的对 应 关系。但在实际 测量过程中，由 于 蒸 汽 温 度、压力等参数是处于变化和波动中的，甚至远离孔板的设计工况参数。在正常参数波动范围内，工业汽轮机是按照无运行限制要求设计的，但对蒸汽流量测量，如果不对这种参数波动加以补偿修正，根据测量计算得出的结果会与实际流量有很大 的差异。由于对 这 种 补 偿 修 正 计算并没有统一的方法和标准，实践中常为采用何种补偿方法所困扰。而提 出 一 种 合 适 的 蒸汽参数波动补偿计算方法，并在后续的编程系统中实现其补偿计算，对实现蒸汽流量的正确测量又是至关重要的。

　　1孔板流量计

　　1.1基本原理

　　将内径为d的孔板置于水平位置上、通流内径为D的圆形截面管道内，由于孔板的节流作用，流经孔板时流体的流速增加，压力下降。对于不可压缩流体一元无旋流动，如不计阻力损失，孔板上、下游流体同时满足伯努利方程和连续性方程：

　　由此可见，只要测得节流孔板前、后流体的压差，通过该孔板装置的流体质量流量就可计算确定。以上qm0为不考虑管道粗糙度、流体可压缩性等实际情况的理论流量值，考虑这些因素后，实际质量流量可表示为[1]：

　　式(5)中：ε为膨胀系数，是考虑到流体可压缩性所用的系数，对不可压缩流体ε=1，可压缩流体ε<1，孔板的ε值以实验确定的数据为依据;C为流出系数，表示通过装置的实际流量与理论流量之间的关系。对于给定安装条件下的孔板装置，流出系数仅与雷诺数有关;对于不同的孔板装置，只要其几何相似，且流体的雷诺数相同，则C值都是相同的。以实验数据为依据，C值有确定的算法。

　　1.2示例

　　现以某4.5×104m3/h空分装置配套用工业汽轮机为例，其新蒸汽流量测量孔板设计条件及按GB/T　2624—2006标准设计的流量测量孔板数据见表1。

　　按式(5)并经单位转换后，设计工况下流经该装置的流体质量流量为：