水蒸氣顧名思義是氣相，但在一定條件下會變成液相；飽和水蒸氣中的水滴本是液相，但在一定條件會被蒸發變成氣相。這是蒸汽質量流量測量中常常碰到的汽水相變。

    在小口徑飽和蒸汽流量計中，關鍵環節是蒸汽密度的求取，蒸汽相變發生后，就使得通常由蒸汽溫度壓力求取其密度的關系發生變化，因此必須認真對待。

    （1）氣相變液相  過熱蒸汽在經過長距離輸送后，往往會因為熱量損失、溫度降低，使其從過熱狀態進人飽和狀態，甚至部分蒸汽冷凝出現相變而變成水滴。這些水滴對流量測量結果究竟有多大影響，下面舉例說明。

有一常用壓力為1.0MPa的過熱蒸汽，其流量為qm，假設經長距離輸送后有10%qm冷凝成水滴，令其為qm1，而保持氣態的部分為qms，從定義知，此時濕蒸汽的干度為

    由于采用擬壓補償，所以按照臨界飽和狀態查表，得到此時的蒸汽（干部分）密度為ρs=5.6808kg/m3，查水密度表知此時水滴的密度為ρL=882.47kg/m3，顯然水滴與蒸汽干部分的體積流量為

                                  qv1=qml/ρ1

                                  qvs=qms/ρ1

式中   qv1——水滴的體積流量，m3/s；

       qvs——蒸汽干部分的體積流量，m3/s。

由定義知，蒸汽干部分體積流量占濕蒸汽總體積流量qv之比Rv為

    在該例中，Rv=99.93%，由此可見，在濕蒸汽中，水滴所占的體積比可忽略不計。

    ①選用小口徑飽和蒸汽流量計時濕度對測量結果的影響。渦街流量計的輸出僅與流過測量管的流體流速成正比，在測量濕飽和蒸汽時，水滴對渦街流量計輸出的影響可忽略，故可認為的輸出*是由濕蒸汽的干部分所引起。而干部分的密度，無論是壓力補償或溫度補償，都可較精確地查出。

    的結果往往作為供需雙方經濟結算的依據，如果雙方約定按蒸汽干部分結算費用，冷凝水不收費，則在本例中相變對測量的影響微不足道，可以忽略。如果冷凝水也按照蒸汽一樣收費，則的計量結果偏低值為1-X。

    ②選用孔板流量計時濕度對測量結果的影響。從GB/T 2624-2006標準知[1]，孔板流量計測量蒸汽質量流量時有式（3.1）。

    當過熱蒸汽熱量損失而脫離過熱狀態后，只可能出現兩種情況。一種是進入臨界飽和狀態，另一種是進入過飽和狀態。如果進入臨界飽和狀態，從理論上講，流量計不會因此而增大誤差，因為在式（3.1）中，根據蒸汽壓力查出的ρ1與實際密度是相符的。如果進人過飽和狀態，情況就復雜了。

    一般認為，蒸汽干度較高（X≥95%）時流體表現為均相流動。溫壓補償可按通常方法進行；但出現一定誤差。在式（3.1）中，ρ1是實際流體濕飽和蒸汽的密度，其值比臨界飽和狀態的大，而且干度越低密度越大。而人們根據壓力查出的是臨界飽和狀態的密度，比實際密度小，所以質量流量計算結果出現負誤差。在濕度不進行測量的情況下，X是未知數，因此，測量結果偏低多少是個未知數。

    在蒸汽干度較低（X≤95%）時，管道中的流體出現分層流動，產生誤差更大。

    （2）濕飽和蒸汽變成過熱蒸汽濕飽和蒸汽變成過熱蒸汽，一般發生在濕飽和蒸汽突然較大幅度減壓，流體出現絕熱膨脹時。

    ①相變過程。濕飽和蒸汽中的蒸汽和水滴，處于氣液相平衡狀態，在壓力突然降低而低于平衡壓力時，水滴部分蒸發，同時從液相和氣相中吸收汽化熱，使氣液相溫度降低。如果溫度降低得不多或蒸發前濕度較高，都會使溫度迅速降低到與新的壓力所對應的飽和溫度，建立新的平衡。這時蒸汽仍為濕飽和蒸汽。如果壓力降低得很多或蒸發前濕度較低，則因水滴蒸發而使溫度降低后仍高于新的壓力所對應的飽和溫度，則蒸汽變為過熱狀態[5]。

    ②蒸發對流量測量的影響

    a.上述蒸發發生后得到的兩種結果，前一種對補償無影響，僅僅是蒸汽中的干部分增加，干度相應增大。

    b.如果蒸發發生后，蒸汽變為過熱狀態，而流量計又恰巧安裝在減壓之后的管道上。這時對流量計的影響分以下三種情況。

    設計時已經考慮到蒸汽變為過熱狀態，或處于何種狀態難以確定，或有時是過熱狀態有時是飽和狀態，所以采用溫壓補償，則上述相變對測量結果無影響。

    設計時按飽和蒸汽考慮，而且采用壓力補償，則上述相變將帶來較小的誤差，即過熱蒸汽溫度同飽和溫度之差所對應的密度差造成的補償誤差。

設計時按飽和蒸汽考慮，但采用溫度補償，則將過熱蒸汽溫度當作飽和溫度去查密度偏表。一般會引起較大的誤差。

    ③舉例。有一化工廠[14]，鍋爐房供飽和蒸汽，并根據各用戶中蒸汽壓力要求值高的—個決定鍋爐供汽壓力為1.0MPa，多數用戶在蒸汽總管進裝置時先經減壓閥減壓。現從圖3.13所示的一個實例著手進行分析。

用作進入裝置蒸汽計量的安裝在減壓（穩壓）閥之后。原設計按飽和蒸汽考慮，采用溫度補償。經減壓，蒸汽總管帶人的水滴蒸發完后汽溫仍高于飽和溫度，呈過熱狀態，現場采集到的數據如圖所示。這時流量二次表按照所測量到的溫度t2=162.4℃查飽和蒸汽密度表，得ρ2=3.4528kg/m3，而按照t2和p2兩個測量值查過熱蒸汽密度表，得密度ρ'2=2.6897kg/m3，所以質量流量計算結果出現28.37%的誤差，即

在本例中，如果采用壓力補償，則根據p2=0.42MPa的信號查飽和蒸汽密度表，應得到ρ2”=2.7761kg/m3，則補償誤差為

    ④解決辦法

    a.將總安裝在減壓閥之前。由于上述蒸汽未經減壓時，確屬飽和蒸汽，所以，將流量計安裝在減壓閥之前，按飽和蒸汽補償方法處理，可保證測量精確度。

    b.如果流量計只能安裝在減壓閥后面，則可增裝一臺壓力變送器，進行溫壓補償。

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