飽和蒸汽和過熱蒸汽的特點及測量分析

在供熱行業中，蒸汽的測量很重要，而蒸汽是一種比較特殊的介質，在測量過程中，因為蒸汽在長途的輸送過程中，會因熱量流失而出現部分凝結成水分。蒸汽可分為過熱蒸汽和飽和蒸汽。

（1）一般情況下我們所說的蒸汽是指過熱蒸汽。

過熱蒸汽是常見的動力能源，常用來帶動汽輪機旋轉，進而帶動發電機或離心式壓縮機工作。過熱蒸汽是由飽和蒸汽加熱升溫獲得。其中絕不含液滴或液霧，屬于實際氣體。其特點是：過熱蒸汽在經過長距離輸送后，隨著工況(如溫度、壓力)的變化，特別是在過熱度不高的情況下，會因為熱量損失溫度降低而使其從過熱狀態進入飽和或過飽和狀態，轉變成為飽和蒸汽或帶有水滴的過飽和蒸汽。

（2）未經過熱處理的蒸汽稱為飽和蒸汽，是一種無色、無味、不能燃燒又無腐蝕性的氣體。具有如下特點：

A.飽和蒸汽的溫度與壓力之間一一對應，二者之間只有一個獨立變量。

B.飽和蒸汽容易凝結，在傳輸過程中如有熱量損失，蒸汽中便有液滴或液霧形成，并導致溫度與壓力的降低。含有液滴或液霧的蒸汽稱為濕蒸汽。

C.準確計量飽和蒸汽流量比較困難，因為飽和蒸汽的干度難以保證，一般流量計都不能準確檢測雙相流體的流量，蒸汽壓力波動將引起蒸汽密度的變化，流量計示值產生附加誤差。所以在蒸汽計量中，必須設法保持測量點處蒸汽的干度以滿足要求，必要時還應采取補償措施，實現準確的測量。

（3）蒸汽的測量分析

目前使用較多的蒸汽流量計有渦街流量計、孔板流量計、噴嘴流量計、彎管流量計、等等，這些流量測量儀表在測量蒸汽流量時，測量介質都是指單相的過熱蒸汽或飽和蒸汽。對于相流經常變化的蒸汽，肯定會存在測量不準確的問題。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。然而這些方法并不能*解決蒸汽流量測量不準確的問題，解決這一問題的根本辦法是開發一種可測兩相流動介質的流量儀表。

用于檢測氣體流量的流量計以速度式和容積流量計應用zui普遍，它們的共同特點是只能連續測定工況下的體積流量，而體積流量又是狀態的函數，工作狀態下的體積流量不能確切的表示實際流量，工程上一般都以標準狀態體積流量或質量流量表示。所謂標準狀態體積是0℃、1個標準大氣壓下的氣體體積或20℃、1個標準大氣壓下的體積。以質量流量為計量單位的情況，目前應用不多。采用刻度氣體流量計時，選定氣體正常溫度、壓力為設計條件，將設計狀態下的體積流量折算為標準體積流量或質量流量，其折算系數中含有氣體密度的因素，當氣體介質的工作狀態偏離設計狀態，流量示值將產生誤差。此外氣體介質的組成、含量或溫度的變化，對流量測量也產生影響，所以蒸汽流量的測量更需要采取補償措施，并且因蒸汽的狀態變化補償因素也比較復雜。

過熱蒸汽的密度由蒸汽的溫度、壓力兩個參數決定，而且在參數的不同范圍內，密度的表達形式也不相同，無法用同一通式表示，所以不能獲得統一的密度計算公式，只能個別推導求得溫度、壓力補償公式。在溫度、壓力波動范圍較大的場合，除進行溫度、壓力補償外，還需要考慮對氣體膨脹系數ε的補償。

無論采用何種流量計檢測飽和蒸汽的流量，在蒸汽壓力波動的條件下工作，必須采取壓力補償措施，這是因為在流量方程中，都含有蒸汽密度的因素，工作條件與設計條件不一致時，讀數會產生誤差，誤差的大小和工作壓力與設計壓力偏差的大小有關，P實＞P設將出現負誤差，否則將出現正誤差。蒸汽的干度條件是關系到能否準確計量蒸汽流量的重要條件，目前正在研制在線蒸汽干度檢測儀表，待干度儀表應用于蒸汽流量計量與補償系統，必將進一步提高計量的準確性。

目前為了更好的提高蒸汽流量計的測量精度，我們可以采取以下三項措施：

A.輸送蒸汽的管路必須有良好的保溫措施防止熱量損失。

B.在蒸汽管路上要逐段疏水，在管道的低處及儀表前的管道上應設置疏水器，及時排出冷凝水。

C.鍋爐操作中應避免出現汽包液位過高現象，盡量減少負荷出現大的波動。

D.蒸汽流量計嚴格按照正確規范進行安裝。

從上所述，蒸汽流量的測量與溫度和壓力密切相關，為了得到準確的蒸汽流量，在選擇蒸汽流量計時要充分考慮到蒸汽實際的運輸狀況及作出合適的選型非常重要，同時為了提高測量精度，對于輸送管道及測量管道應做到更好的措施來避免不必要誤差的產生。