蒸汽流量計(jì)研究現(xiàn)狀與工業(yè)應(yīng)用展望

一、蒸汽流量計(jì)的現(xiàn)狀
　　蒸汽檢測(cè)裝置具有溯源性好、直觀、接近工況等優(yōu)點(diǎn)。但由于難以實(shí)現(xiàn)、影響因素多、運(yùn)行成本高等卻缺點(diǎn)，針對(duì)蒸汽流量標(biāo)準(zhǔn)裝置和蒸汽流量?jī)x表在蒸汽條件下的實(shí)驗(yàn)比較少。
　　，90年代   愛德華大學(xué)校內(nèi)校準(zhǔn)蒸汽流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，裝置簡(jiǎn)易、精度低，流量范圍小，且裝置沒有穩(wěn)壓系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)的蒸汽狀態(tài)的檢測(cè)，現(xiàn)基本停用。1995年德州A&M大學(xué)在休斯頓建立了一套蒸汽裝置，開展?jié)裾羝南嚓P(guān)，裝置的流量范圍為(0.45~3.4)t/h，可開展2英寸、3英寸和4英寸三種口徑儀表的檢測(cè)，裝置采用標(biāo)準(zhǔn)表法，溯源性差，檢測(cè)過程中蒸汽的狀態(tài)不穩(wěn)定。2004年英國(guó)NEL利用英國(guó)利物浦大學(xué)建立的一套冷凝稱重法蒸汽流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，開展了一系列蒸汽流量計(jì)干蒸汽和濕蒸汽的實(shí)驗(yàn)，對(duì)歐洲蒸汽能源流量計(jì)量的情況做了一個(gè)總結(jié)匯報(bào)，其中介紹了蒸汽流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的情況，以及現(xiàn)在校準(zhǔn)過程中存在的問題。利物浦大學(xué)所研制的蒸汽裝置，其工作壓力在4~10bar，由兩臺(tái)鍋爐供汽，蒸汽流量范圍為0.2~2.5t/h，裝置的不確定度為0.6%，裝置由鍋爐供汽穩(wěn)定性差，且沒有穩(wěn)壓裝置，沒有考慮儀表檢查過程中的溫度壓力的補(bǔ)償，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)流量?jī)x表體積流量的計(jì)算，無法開展對(duì)渦街流量傳感器的檢定，裝置在設(shè)計(jì)上沒有對(duì)過程中入口到出口的蒸汽狀態(tài)的檢測(cè)，無法檢測(cè)過程中蒸汽是過熱蒸汽。
　　國(guó)內(nèi)，80年代在煙臺(tái)、廣州、天津等城市建立過蒸汽實(shí)流計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，但由于在設(shè)計(jì)上汽源質(zhì)量、穩(wěn)壓調(diào)控、保溫等各方面的技術(shù)原因設(shè)備都己經(jīng)停用或報(bào)廢。2006年天津中石化集團(tuán)研制的可調(diào)干度蒸汽流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，可以開展DN50和DN80管路直徑的，干度可調(diào)范圍為0.85~1，流速范圍為5~70m/s，壓力測(cè)量范圍為0.2~0.9MPa，流量上限為4t/h，流量穩(wěn)定性為0.2%，但該裝置流量范圍和檢定口徑較小，且保溫效果不是太理想，在檢測(cè)過程中存有相變現(xiàn)象，尤其是在過熱蒸汽加濕過程中，受霧化效果、直管段長(zhǎng)度和保溫的影響蒸汽的狀態(tài)變化大，受循環(huán)水流量及冷凝器的選型影響，冷凝效果不理想。以上原因造成裝置運(yùn)行效果不佳，所以一直處于停用狀態(tài)。
　　   蒸汽流量計(jì)量站于80年代建立了一套冷凝稱重法蒸汽流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，采用鍋爐加熱產(chǎn)生蒸汽，   大流量?jī)H為3t/h，壓力波動(dòng)大，沒有穩(wěn)壓罐，導(dǎo)致檢定結(jié)果的重復(fù)性差，只能開展飽和蒸汽和微過熱蒸汽流量計(jì)的檢定，檢定口徑   大為DN100口徑，設(shè)備自動(dòng)化程度、檢定的精度比較低?；谏鲜鲈颍?nbsp;  蒸汽流量計(jì)量站于2009年對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改造，重新研制了   蒸汽流量計(jì)量站冷凝稱重法計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置。新蒸汽裝置采用了發(fā)電廠的蒸汽，距離主蒸汽管道比較近，氣源壓力高、流量大、穩(wěn)定性好檢測(cè)介質(zhì)為過熱蒸汽或飽和蒸汽，裝置設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度高，檢測(cè)壓力0.2~0.6MPa可調(diào)，流量范圍為(0.2~10)t/h，可開展DN15~DN250各種口徑和類型蒸汽流量?jī)x表的檢測(cè)，擴(kuò)展不確定度為0.1%(k=2)，裝置的技術(shù)指標(biāo)及自動(dòng)化程度，處于現(xiàn)有裝置的   水平。
　　二、工業(yè)應(yīng)用展望
　　水蒸汽是一種主要的能量傳遞介質(zhì)，也是一種重要的二次清潔能源，了廣泛的應(yīng)用，但是由于蒸汽   、復(fù)雜的物理特性，蒸汽流量的計(jì)量精度不高，蒸汽流量計(jì)量已經(jīng)成為了一個(gè)困擾計(jì)量檢測(cè)的世界性難題。提高蒸汽流量計(jì)計(jì)量精度，對(duì)于   社會(huì)節(jié)能降耗具有重要的意義和實(shí)用價(jià)值。
　　蒸汽流量的計(jì)量涉及蒸汽流量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，蒸汽   的物理特性，蒸汽流量計(jì)量?jī)x表的，是一個(gè)無論和廣度都   挑戰(zhàn)性的，對(duì)于彎管、均速管、多孔孔板等其它非標(biāo)式蒸汽流量計(jì)在蒸汽流量介質(zhì)下的計(jì)量特性有待于。
　　濕蒸汽是一種工況條件下普遍存在的兩相流狀態(tài)，目前尚沒有專門的一套的濕蒸汽計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，因此下一步工作可以設(shè)計(jì)一套濕蒸汽計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置用來分析現(xiàn)有蒸汽流量?jī)x表在濕蒸汽狀態(tài)下的計(jì)量特性，為計(jì)量濕蒸汽儀表的研制奠定理論基礎(chǔ)。蒸汽干度的測(cè)量也是一個(gè)困擾世界計(jì)量的難題，目前沒有合適的計(jì)量器具對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，借助于現(xiàn)有條件可以對(duì)蒸汽干度的計(jì)量開展初步探究。