一、概述

　　蒸汽作為一(yi)種(zhong)十分(fen)特殊(shu)的介質，在流量(liang)計量(liang)過(guo)程中會表現出特殊(shu)的現象和(he)問(wen)題(ti)。其中關(guan)鍵(jian)的問(wen)題(ti)是蒸汽密度(du)值偏離設計值過(guo)多，給測量(liang)結果(guo)帶來的顯著的測量(liang)誤(wu)差，而(er)目前(qian)階段技(ji)術成熟(shu)的密度(du)檢測儀表尚未成功應用，給蒸汽流量(liang)測量(liang)帶來一(yi)定的困難。

　　二、一(yi)次性(xing)補償實現(xian)方法(fa)

　　首先確定(ding)蒸汽(qi)(qi)的工(gong)作(zuo)參(can)數—溫度和壓力，根(gen)據工(gong)作(zuo)參(can)數確定(ding)蒸汽(qi)(qi)工(gong)作(zuo)狀態下的密度，將該密度作(zuo)為將來流量測量過程中蒸汽(qi)(qi)的密度進(jin)行孔(kong)板計算。在工(gong)作(zuo)中不(bu)再對蒸汽(qi)(qi)的實際變化進(jin)行補償或修(xiu)正(zheng)，這就(jiu)是(shi)所謂(wei)的一(yi)次性計算補償法。

　　如果(guo)在運行中，蒸(zheng)汽(qi)的(de)(de)工作參數(shu)與設計時的(de)(de)設定值保持一致，蒸(zheng)汽(qi)流(liu)量測(ce)量的(de)(de)準確性是可以保證的(de)(de)。如果(guo)實際工作條件下參數(shu)有所(suo)偏離，甚至偏離很大，則測(ce)量結果(guo)的(de)(de)偏差就(jiu)可能很大。

　　一(yi)次性補(bu)償方(fang)法，在(zai)自動(dong)檢測技術發展(zhan)初期(qi)所采用(yong)的計(ji)(ji)量(liang)方(fang)式，測量(liang)結果誤差大，可(ke)作為粗略(lve)計(ji)(ji)量(liang)使用(yong)。這樣的設(she)計(ji)(ji)手段在(zai)目(mu)前廣(guang)泛流行的流量(liang)節流裝置(zhi)設(she)計(ji)(ji)手冊中仍(reng)然在(zai)使用(yong)。

　　三(san)、在線密度補償實現方法

　　隨(sui)著微電子技術在(zai)儀(yi)表中的(de)廣(guang)泛應用。儀(yi)表的(de)計算功(gong)(gong)能(neng)(neng)、補償修正功(gong)(gong)能(neng)(neng)、累(lei)計功(gong)(gong)能(neng)(neng)、歷史數(shu)據存儲功(gong)(gong)能(neng)(neng)、數(shu)字濾(lv)波功(gong)(gong)能(neng)(neng)、輸出功(gong)(gong)能(neng)(neng)、數(shu)字通訊功(gong)(gong)能(neng)(neng)等等都能(neng)(neng)夠容(rong)易地實(shi)現。因此(ci)，在(zai)線密度補償己經成為(wei)蒸汽計量儀(yi)表一(yi)種必不可少的(de)基(ji)本功(gong)(gong)能(neng)(neng)而被廣(guang)泛的(de)使用。

　　1、飽(bao)和蒸(zheng)汽在線密度(du)補償。

　　飽(bao)和蒸(zheng)汽的(de)(de)溫度與壓力(li)之(zhi)間有著嚴格(ge)的(de)(de)一一對應關系。飽(bao)和蒸(zheng)汽的(de)(de)密(mi)(mi)度可以是其(qi)溫度或(huo)者(zhe)是其(qi)壓力(li)的(de)(de)單一函數。根(gen)據飽(bao)和蒸(zheng)汽的(de)(de)溫度值(zhi)或(huo)者(zhe)是壓力(li)值(zhi)的(de)(de)大小，通過查表法(fa)或(huo)公式計(ji)算法(fa)（IFC1967或(huo)IAPW-1997）可實時密(mi)(mi)度值(zhi)。

　　在(zai)流(liu)(liu)量(liang)測量(liang)中，可選擇溫(wen)(wen)度(du)(du)補償或壓(ya)力補償型渦街(jie)(jie)流(liu)(liu)量(liang)計實現。至選擇帶(dai)有溫(wen)(wen)度(du)(du)補償功能的渦街(jie)(jie)流(liu)(liu)量(liang)計即(ji)可。開啟流(liu)(liu)量(liang)計溫(wen)(wen)度(du)(du)傳感器，實時檢測所(suo)測蒸汽溫(wen)(wen)度(du)(du)，從而對應(ying)密度(du)(du)值。

　　2、過熱蒸汽(qi)在線密度補(bu)償

　　過(guo)熱蒸(zheng)(zheng)汽是將飽(bao)和(he)蒸(zheng)(zheng)汽進(jin)行再(zai)加熱后獲得的(de)(de)一(yi)(yi)種具有特殊品(pin)質(zhi)的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)汽。它打(da)破了(le)飽(bao)和(he)蒸(zheng)(zheng)汽所(suo)固有的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)與(yu)壓(ya)(ya)力嚴格(ge)一(yi)(yi)一(yi)(yi)對應的(de)(de)關系。在流量(liang)測量(liang)過(guo)程中可以將過(guo)熱蒸(zheng)(zheng)汽作為單一(yi)(yi)介質(zhi)看待。過(guo)熱蒸(zheng)(zheng)汽的(de)(de)密度(du)(du)是其溫(wen)度(du)(du)和(he)壓(ya)(ya)力的(de)(de)綜(zong)合(he)函(han)數。在渦(wo)街流量(liang)計訂購時要選擇(ze)溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)(ya)力補償(chang)型。在實(shi)際使(shi)用(yong)時，同(tong)時開(kai)啟(qi)溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)(ya)力傳感(gan)器實(shi)時測量(liang)蒸(zheng)(zheng)汽溫(wen)度(du)(du)、壓(ya)(ya)力值，密度(du)(du)值可以根據過(guo)熱蒸(zheng)(zheng)汽密度(du)(du)表或密度(du)(du)計算(suan)公式(shi)準確計算(suan)獲得。

　　四(si)、渦街流量計(ji)實際(ji)應用(yong)的(de)中的(de)密度補償

　　1、渦街流量(liang)計測量(liang)原理

　　渦(wo)(wo)街流(liu)(liu)(liu)量(liang)計是應(ying)用(yong)流(liu)(liu)(liu)體(ti)振(zhen)蕩原理來測量(liang)流(liu)(liu)(liu)量(liang)的(de)，流(liu)(liu)(liu)體(ti)在管道中經過(guo)渦(wo)(wo)街流(liu)(liu)(liu)量(liang)傳感器時，在三角柱(zhu)的(de)漩(xuan)渦(wo)(wo)發(fa)生體(ti)后上(shang)下(xia)交替產(chan)生正比于流(liu)(liu)(liu)速的(de)兩列旋(xuan)渦(wo)(wo)，旋(xuan)渦(wo)(wo)的(de)釋(shi)放頻率與流(liu)(liu)(liu)過(guo)漩(xuan)渦(wo)(wo)發(fa)生體(ti)的(de)流(liu)(liu)(liu)體(ti)平均(jun)速度及漩(xuan)渦(wo)(wo)發(fa)生體(ti)特征寬度有關，可用(yong)下(xia)式表示：f=St?v/d

　　式中：f—旋渦釋放頻率(lv)，????????????

　　ν—流過漩渦發(fa)生體的流體平均速度，m/s；

　　d—旋渦(wo)發生體特征寬度(du)，m

　　St—為斯特羅(luo)哈數，無(wu)量綱。

　　St的數值(zhi)(zhi)范圍(wei)為0.14-0.27。St是雷諾(nuo)(nuo)數的函數，St=f（1/Re）。當雷諾(nuo)(nuo)數Re在20000一7000000范圍(wei)內(nei)，St值(zhi)(zhi)約為0.2，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾(nuo)(nuo)數在20000-7000000，旋渦頻率(lv)f=0.2v/d。

　　由(you)此可(ke)知，通過測量(liang)旋渦頻率就可(ke)以計算出流過漩(xuan)渦發生體的流體平均速度(du)v，再由(you)公(gong)(gong)式QV=vA可(ke)以求(qiu)得流量(liang)QV，其(qi)中，A為流體流過漩(xuan)渦發生體的截面積，得了體積流量(liang)公(gong)(gong)式：

　　QV=πD2df/4Sr

　　當旋渦在發生體兩側(ce)產生時，利用(yong)壓(ya)電傳感器測處于流體流向垂(chui)直的(de)(de)交變升力變化(hua)，將(jiang)升力的(de)(de)變化(hua)轉換為電的(de)(de)頻(pin)率信(xin)號(hao)(hao)，再將(jiang)頻(pin)率信(xin)號(hao)(hao)進行放大和(he)整形，輸出體積流量(liang)值到二次(ci)儀表(biao)，進行累積并顯示。

　　2、渦街流量計密度(du)補償方法(fa)。

　　渦街(jie)流(liu)量(liang)計要(yao)實現(xian)在線密度(du)補償(chang)，有兩種方式可實現(xian)。

　　一種是通過(guo)分別(bie)安裝溫度、壓(ya)力儀表和智能積(ji)算儀與(yu)渦街流量計(ji)組合實(shi)現(xian)流量在(zai)線(xian)溫壓(ya)補償，二(er)是通過(guo)溫壓(ya)補償型渦街流量計(ji)來(lai)實(shi)現(xian)。

　　（1）渦(wo)街流(liu)量(liang)計集成溫(wen)度(du)、壓(ya)力、頻(pin)率(lv)(lv)傳感器，以(yi)實現溫(wen)度(du)、壓(ya)力、頻(pin)率(lv)(lv)實時(shi)檢測。溫(wen)度(du)、壓(ya)力、頻(pin)率(lv)(lv)信(xin)號(hao)(hao)通(tong)(tong)過(guo)自(zi)身轉換器進行(xing)信(xin)號(hao)(hao)處(chu)理、補償(chang)運算(suan)，來(lai)減(jian)小測量(liang)誤差。在孔板流(liu)量(liang)計測量(liang)蒸汽流(liu)量(liang)時(shi)，通(tong)(tong)常采用分別(bie)安裝溫(wen)度(du)、和壓(ya)力儀表來(lai)進行(xing)溫(wen)度(du)壓(ya)力補償(chang)可(ke)解(jie)決上述問題。但在渦(wo)街流(liu)量(liang)計應用于蒸汽計量(liang)中，不必那么麻煩，可(ke)通(tong)(tong)過(guo)選購集溫(wen)度(du)、壓(ya)力補償(chang)功能于一體的渦(wo)街流(liu)量(liang)計完(wan)成溫(wen)壓(ya)補償(chang)要(yao)求，輸出的流(liu)量(liang)便(bian)是準(zhun)確度(du)更高的補償(chang)后的質量(liang)流(liu)量(liang)值(zhi)。

　　（2）軟(ruan)件功能修正。渦街流(liu)量計(ji)(ji)一旦出廠(chang)后，體積流(liu)量只與測量頻率有關，但(dan)實際蒸汽(qi)計(ji)(ji)量中要求(qiu)記錄質(zhi)量流(liu)量，根據(ju)公式QM=QV?ρOP

　　可(ke)知，實(shi)際測量(liang)應用中，需(xu)要知道實(shi)時密(mi)(mi)度(du)方可(ke)實(shi)現質量(liang)測量(liang)。可(ke)見，實(shi)時密(mi)(mi)度(du)檢測是關鍵。渦(wo)街流量(liang)計(ji)軟件中做有兩種模型密(mi)(mi)度(du)修(xiu)正(zheng)辦法(fa)：

　　飽和蒸汽(qi)：溫(wen)度查密度表；

　　過熱蒸汽：溫(wen)度、壓力查密度表；

　　兩種模型(xing)是針對(dui)測量(liang)蒸汽用，它是將蒸汽密(mi)度表格直接做到軟(ruan)(ruan)件中，只要知道(dao)介質溫(wen)度、壓力(li)，就進行密(mi)度查詢，并(bing)結合測體(ti)積(ji)流量(liang)進行自(zi)動(dong)計算，實現(xian)質量(liang)流量(liang)檢測。

　　在實際蒸汽(qi)計量(liang)(liang)(liang)應用中，蒸汽(qi)的計量(liang)(liang)(liang)大多采(cai)用渦街和孔(kong)板流量(liang)(liang)(liang)計兩種(zhong)計量(liang)(liang)(liang)儀表，但要做到(dao)準確(que)計量(liang)(liang)(liang)，需要進行在線密度(du)補償(chang)。飽和蒸汽(qi)采(cai)用溫度(du)或壓(ya)力(li)補償(chang)，溫度(du)補償(chang)較壓(ya)力(li)補償(chang)更(geng)節省(sheng)投資，過熱蒸汽(qi)則采(cai)用溫度(du)、壓(ya)力(li)同(tong)時參與補償(chang)。選用合適的補償(chang)方式，可使計量(liang)(liang)(liang)誤差消除或降到(dao)很小。