名 稱： 蒸汽流量計(jì)
型 號： ZWL-3111Y80AZ
材 質(zhì)： 15GrMo 、 12Gr1MoV 、 20G 、 20＃鋼、不銹鋼等材質(zhì)
安 裝： 法蘭式直管段安裝或直接焊接連接
測量介質(zhì)： 飽和蒸汽、過熱蒸汽
產(chǎn)品說明： 蒸汽流量計(jì)采用蒸汽彎管傳感器，是蒸汽測量的一體化產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方
便。用于過熱蒸汽和飽和蒸汽的測量。過熱蒸汽配置溫度和壓力補(bǔ)償，飽和蒸汽選擇溫度或壓
力的單一補(bǔ)償方式。廣泛應(yīng)用于電廠鍋爐出口、外網(wǎng)供汽、蒸汽鍋爐、制藥、化工等行業(yè)。
一、蒸汽流量計(jì)的組成及產(chǎn)品說明二、蒸汽測量的準(zhǔn)確與穩(wěn)定蒸汽流量計(jì)的組成及產(chǎn)品說明
(一)、蒸汽流量計(jì)是采用傳統(tǒng)的差壓式流量計(jì)原理，保證產(chǎn)品的耐用性、實(shí)用性，使用壽命長等特點(diǎn)，同時(shí)測量精度高，穩(wěn)定性好的優(yōu)勢。用于蒸汽流量測量的流量測量儀表，蒸汽流量計(jì)整套系統(tǒng)由：流量傳感器（彎管傳感器）、智能液晶主機(jī)、溫壓補(bǔ)償原件及儀表閥門組件構(gòu)成。適用于高溫高壓蒸汽，鍋爐出口（ 15GrMu 、 12 Gr1MuV 、 20G 、 20 鋼、不銹鋼等材質(zhì)），蒸汽管網(wǎng)的過熱蒸汽或飽和蒸汽的測量。
(二)、蒸汽流量計(jì)配置表
組 件數(shù)量（臺(tái)）
彎管傳感器1
彎管流量計(jì)主機(jī)（液晶）1
差壓變送器1
溫度傳感器1
壓力變送器1
冷凝盤2
冷凝圈1
三閥組1
根部閥3
排污閥2
注：如果測量介質(zhì)是飽和蒸汽，溫度壓力只選擇一種補(bǔ)償
(三)、蒸汽流量計(jì)管理系統(tǒng) (點(diǎn)擊進(jìn)入)(四)、安裝圖
(五)、現(xiàn)場照片
電廠外網(wǎng)蒸汽流量計(jì) 制藥廠蒸汽流量計(jì)
蒸汽測量的準(zhǔn)確與穩(wěn)定
蒸汽是比較特殊的介質(zhì)，隨著工況（如溫度、壓力）的變化，過熱蒸汽經(jīng)常會(huì)轉(zhuǎn)變成為飽和蒸汽，形成汽液兩相流介質(zhì)。對于相流的經(jīng)常變化的蒸汽，至今為止，工業(yè)用流量儀表種類多達(dá)60余種，之所以這樣，因?yàn)槭飞线€沒有一種對任何流體、任何量程、任何流動(dòng)狀態(tài)以及任何使用條件都使用的流量儀表，流量儀表都有它特定的適用性，也有其局限性。如果流量儀表選擇不當(dāng)，流量肯定測量不準(zhǔn)。
蒸汽可分為飽和蒸汽和過熱蒸汽。飽和蒸氣又可分為干飽和蒸氣和濕飽和蒸氣。在流量測量過程中，蒸氣的性質(zhì)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生變易。也就是說，它們之間可能會(huì)相互轉(zhuǎn)換。這對蒸氣流量的準(zhǔn)確計(jì)量帶來一定的困難。
1 、蒸氣的密度
準(zhǔn)確確定蒸氣的在線密度是確保蒸氣流量測量精度的最重要的條件之一
A.飽和蒸氣的密度水經(jīng)過加熱蒸發(fā)變成蒸汽，這就是飽和蒸汽。飽和蒸汽的溫度與壓力之間有著嚴(yán)格的一一對應(yīng)關(guān)系。飽和蒸汽的密度可以是其溫度或者是其壓力的單一函數(shù)。根據(jù)飽和蒸汽的溫度值或者是壓力值的大小，將其代入飽和蒸汽密度計(jì)算公式就可以計(jì)算出準(zhǔn)確的飽和蒸氣的密度值。
B.過熱蒸氣的密度
過熱蒸汽是將飽和蒸汽進(jìn)行再加熱后獲得的一種具有特殊品質(zhì)的蒸氣。它打破了飽和蒸汽所固有的溫度與壓力嚴(yán)格一一對應(yīng)的關(guān)系。也就是說，在固定的蒸汽壓力條件下，凡是溫度超過對應(yīng)壓力條件下飽和溫度的蒸汽都被稱為過熱蒸汽。由于過熱蒸汽具有過熱度，因此在輸送和流量測量過程中一般不容易發(fā)生性質(zhì)變異（不容易產(chǎn)生冷凝水析出），在流量測量過程中可以將過熱蒸汽作為單一介質(zhì)看待。
過熱蒸汽的密度是其溫度和壓力的綜合函數(shù)，密度值可以根據(jù)過熱蒸汽的溫度值和壓力值通過過熱蒸汽密度計(jì)算公式準(zhǔn)確計(jì)算獲得。天辰蒸汽流量計(jì)采用在線溫度、壓力密度補(bǔ)償?shù)姆椒梢垣@得準(zhǔn)確的過熱蒸汽密度，可以保證在過熱蒸汽流量測量過程中不會(huì)因?yàn)槊芏鹊膯栴}帶來額外的測量誤差，保證測量的精度。
2 、蒸氣的流速對流量測量的影響
管道中蒸汽的實(shí)際流速一般都比較大。在正常條件下，蒸氣在管道中的經(jīng)濟(jì)流速在 40 ～ 70m /s 之間。有時(shí)蒸氣的流速高達(dá) 100m /s 以上也不鮮見。高速的蒸汽對于流量測量元件的影響主要表現(xiàn)為：磨損和沖擊。
天辰蒸汽流量計(jì)傳感器實(shí)際上是一個(gè)90度標(biāo)準(zhǔn)彎頭，無任何附加節(jié)流件或插入件（見圖一），流道通暢，不容易產(chǎn)生磨損，對于微量磨損不敏感，因此，對于管道中可能存在的沖擊影響不大。
L 型
Z 型
圖一 彎管傳感器剖面圖
彎管流量計(jì)的以上特點(diǎn)與孔板流量計(jì)有較大的區(qū)別?？装鍖δp特別敏感（入口銳角）；孔板由于是節(jié)流件，對于管道中可能產(chǎn)生的水錘沖擊影響巨大。 很多實(shí)際使用的蒸氣孔板， 往往都會(huì)或多或少地產(chǎn)生變形（成為碗形）就是由于管道中水錘沖擊造成的。所有這些都會(huì)直接影響孔板流量計(jì)的測量精度。
在采用彎管流量計(jì)測量蒸氣流量的系統(tǒng)中，由于蒸氣的流速相當(dāng)高，使彎管傳感器能夠產(chǎn)生足夠大的差壓信號值。這對于差壓變送器的選擇十分有利，對于提高彎管流量計(jì)的測量精度十分有利。
3 、高溫、高壓的蒸汽對流量測量的影響
高溫、高壓的蒸氣在流量測量過程中對于測量裝置的要求是非常高的。主要表現(xiàn)在：傳感器材質(zhì)的選擇；安裝的可靠性和安全性；防止發(fā)生跑冒滴漏；防止高溫蒸氣對于測量元件的影響和損壞等等。
彎管傳感器具有各種材質(zhì)的品種可供選擇。在高溫、高壓的蒸氣管道上安裝使用的彎管傳感器完全可以選用與工藝管道相同材質(zhì)的彎管(傳感器)。這樣的選擇就很好地解決了傳感器的材質(zhì)問題。
彎管傳感器具有良好的耐磨性能，可以長周期、高精度、高穩(wěn)定地工作。因此，彎管傳感器可以采用直接焊接的方式進(jìn)行安裝(見圖二)。具體的方法就是將彎管傳感器直接和工藝管道焊接在一起。這樣的安裝方法完全可以解決蒸氣流量測量過程中可能出現(xiàn)的跑冒滴漏的問題。
圖二 現(xiàn)場傳感器采用焊接連接安裝方式
孔板流量計(jì)為了解決跑冒滴漏的問題， 在市場上曾經(jīng)出現(xiàn)過一種焊接式孔板。但是，由于孔板不具備耐磨的特性，它的檢修周期最長只有一年。 焊接式孔板它是以損失測量精度為代價(jià)來解決蒸氣流量測量中的跑冒滴漏問題的，這當(dāng)然不是一個(gè)好辦法。因此，焊接式孔板最終不能夠被人們廣泛接受。
彎管流量計(jì)屬于差壓式流量測量裝置，它是通過差壓變送器將差壓信號轉(zhuǎn)換成為電信號進(jìn)行流量測量的。而差壓變送器又是通過導(dǎo)壓管與彎管傳感器連接的。由于導(dǎo)壓管的存在，高溫、高壓蒸汽并不直接與信號轉(zhuǎn)換器（在這里就是差壓變送器）直接接觸。因此，不存在轉(zhuǎn)換器受高溫、高壓蒸汽影響的問題。
這一點(diǎn)與渦街流量計(jì)不同。渦街流量計(jì)的旋渦檢測元件是直接與蒸汽接觸的，因此，它的耐溫性能就受到限制。
4 、蒸氣的冷凝對于流量測量的影響
蒸汽是由水加熱蒸發(fā)生成的。對于差壓式流量測量裝置而言，差壓式傳感器（包括：孔板、彎管傳感器、均速管、威力巴測量管等等）必須通過導(dǎo)壓管與差壓變送器連接，將傳感器產(chǎn)生的差壓信號送入差壓變送器進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換。那么處于導(dǎo)壓管中的蒸汽會(huì)因?yàn)榕c環(huán)境換熱而冷凝成為冷凝水。
在蒸汽流量測量過程中，如何妥善解決由于冷凝水的生成而帶來的一系列問題。這是需要我們特別的注意問題。如何保證正負(fù)導(dǎo)壓管中冷凝水液面的平衡和穩(wěn)定保證兩根導(dǎo)壓管中冷凝液液面處于同一高度是保證蒸氣流量測量裝置準(zhǔn)確測量的前提條件。如果兩根導(dǎo)壓管中的冷凝液液面高度不相等，那么，冷凝液液柱的高度差會(huì)使差壓變送器接受一個(gè)附加的差壓值，這個(gè)差壓值將使蒸氣流量測量的精度大受影響。
（ 1 ） 盤式冷凝器
我們假設(shè)與彎管傳感器連接的導(dǎo)壓管具有一段相當(dāng)長的水平管段，用來代替冷凝罐的工作， 達(dá)到保持冷凝水液面的穩(wěn)定和平衡。所謂相當(dāng)長的水平管是指即使管道內(nèi)的蒸氣是過熱度很高的過熱蒸汽，通過相當(dāng)長管段的導(dǎo)壓管換熱之后保證在相當(dāng)長的水平管段尾部之前一定有冷凝水產(chǎn)生。其結(jié)果是：處于水平管近端（與彎管傳感器連接）導(dǎo)壓管中的介質(zhì)必然是蒸汽；處于導(dǎo)壓管遠(yuǎn)端中的介質(zhì)必然是冷凝水。蒸汽和冷凝水的交界面必然處于水平導(dǎo)壓管中間的某一點(diǎn)上，具體位置對于冷凝水液柱的高度無關(guān)。管道中蒸汽壓力、溫度的變化或者是周圍換熱條件的變化使水平導(dǎo)壓管中的部分冷凝水閃發(fā)或者是部分蒸汽冷凝，只會(huì)使水汽交界面在水平導(dǎo)壓管中來回移動(dòng)，它不會(huì)造成冷凝水液柱高度的變化。這是因?yàn)檫@根導(dǎo)壓管處于水平狀態(tài)下工作的緣故。這樣就保證了導(dǎo)壓管中冷凝液液面的平衡和穩(wěn)定。
足夠長的水平導(dǎo)壓管安裝、使用都不方便。如果能夠?qū)⒆銐蜷L的水平導(dǎo)壓管給它盤起來，加工成為一個(gè)水平盤管使用就十分方便、合理。這就是水平盤管產(chǎn)生的原因。彎管流量計(jì)配置了專用的水平盤管就解決了冷凝水液面平衡和穩(wěn)定的問題（見圖三）。
圖三 蒸汽安裝示意圖
（ 2 ）保溫和伴熱
處于寒冷地區(qū)的蒸汽流量測量裝置，差壓變送器測量室和導(dǎo)壓管中的冷凝水容易結(jié)冰，造成系統(tǒng)無法正常工作。保溫和伴熱就是蒸氣流量測量必須要考慮的技術(shù)措施。
蒸氣流量測量系統(tǒng)采用保溫和伴熱是一件十分麻煩的事。在可能的條件下將流量測量裝置安裝在環(huán)境溫度較高的室內(nèi)是寒冷地區(qū)最佳的選擇。
在采取伴熱、保溫方案時(shí)，要特別注意處于垂直狀態(tài)條件下的正負(fù)導(dǎo)壓管所處溫度的一致性。這是因?yàn)閷?dǎo)壓管中（冷凝）水的密度是溫度的函數(shù)。如果處于垂直狀態(tài)下的兩根導(dǎo)壓管工作在不同的溫度條件下，管內(nèi)的冷凝水密度是不一樣的。工作溫度差異越大，產(chǎn)生的附加差壓值就越大；垂直距離越高，產(chǎn)生的附加差壓值就越大。這個(gè)問題必須引起我們的高度重視。
解決這個(gè)問題的方法是：將處于垂直狀態(tài)的正負(fù)壓兩根導(dǎo)壓管和伴熱管組合在一起，并保持它們之間有相同的間隔距離，使兩根導(dǎo)壓管中的冷凝水處于同樣的溫度狀態(tài)下工作，保證不會(huì)因?yàn)楣艿纼?nèi)水的密度不同引起測量偏差。 之所以強(qiáng)調(diào)處于垂直狀態(tài)下的導(dǎo)壓管而不重視水平導(dǎo)壓管的溫度差，是因?yàn)樗綄?dǎo)壓管中液體的溫度變化引起的密度變化不會(huì)造成差壓值的變化，不會(huì)造成測量的附加誤差。
（ 3 ）蒸汽冷凝對于處于停用狀態(tài)流量計(jì)的影響
測量蒸汽流量的彎管流量計(jì)在實(shí)際停止使用蒸汽的狀態(tài)下，流量計(jì)仍然會(huì)有指示這個(gè)問題給用戶造成很大的困惑。其實(shí)，這也是蒸汽冷凝惹的禍。我們知道，彎管傳感器是安裝在蒸汽管道上進(jìn)行流量測量的。當(dāng)用戶停止用汽時(shí)，會(huì)將蒸汽閥門關(guān)閉。但是，彎管傳感器本身仍然處于蒸汽管道中。這時(shí)管道中的蒸汽雖然不再正常流動(dòng)了，但是，隨著管道的冷卻，管道中不斷有部分蒸汽變成為冷凝水，客觀上仍然有蒸汽在管道中無序的流動(dòng)著。彎管傳感器屬于雙向式流量傳感器，無論蒸汽流動(dòng)的方向如何改變，它都能夠產(chǎn)生正向的差壓信號。于是，彎管流量計(jì)在這樣的狀態(tài)下仍然有 “ 相當(dāng)?shù)牧髁恐?” ，引起人們的猜疑。如果彎管傳感器安裝在蒸汽截止閥的前面，無論蒸汽截止閥關(guān)閉與否，它始終處于蒸汽管道中，蒸汽的冷凝和新蒸汽的補(bǔ)充沒有盡頭，這樣的現(xiàn)象就會(huì)更加嚴(yán)重一些。但是，這種現(xiàn)象對于蒸汽正常流動(dòng)時(shí)的工作并不產(chǎn)生任何影響。解決停止用汽后依然有流量顯示的方法是二次表設(shè)置小信號切除，即當(dāng)差壓信號低于一定數(shù)值后流量計(jì)按沒有流量處理。
5 、彎管傳感器結(jié)構(gòu)形式的選擇
A. 水平安裝是 “L” 型 90° 彎管傳感器安裝模式的首選
如果現(xiàn)場安裝的是 90° 彎管傳感器，那么彎管傳感器的安裝狀態(tài)是必須注意的一個(gè)問題。
水平安裝的 90° 彎管傳感器，它的兩個(gè)取壓孔同樣可以處于水平的狀態(tài)下工作。同樣可以保證兩根導(dǎo)壓管中冷凝液液面的平衡和穩(wěn)定。這樣的安裝方式也可以不考慮對于差壓變送器的遷移和補(bǔ)償。所以，水平安裝是采用 90° 彎管傳感器首選的安裝模式（見圖四）。
圖四 “L” 型 90° 水平轉(zhuǎn)水平安裝
B. “Z” 型彎管傳感器是蒸氣流量測量系統(tǒng)的次首選
彎管傳感器有多種結(jié)構(gòu)形式，安裝在九十度折彎處的 “L” 型 90° 彎管傳感器和安裝在直管上的 “Z” 型彎管傳感器是其中的兩種。由于蒸氣介質(zhì)的特殊性，在蒸氣流量測量系統(tǒng)中，選擇那一種彎管傳感器對于保證流量測量結(jié)果是有一定的影響的。
“Z” 型彎管傳感器可以安裝在任意空間狀態(tài)的直管上工作，且能夠保證兩個(gè)取壓孔一定可以處于同一水平位置上。這樣的安裝模式可以保證蒸氣冷凝液液位始終處于相同的水平面上，這時(shí)不需要對差壓變送器進(jìn)行任何的遷移或補(bǔ)償。使系統(tǒng)的工作簡單、方便、準(zhǔn)確。因此， “Z” 型彎管傳感器是蒸氣流量測量中次首選的彎管傳感器（見圖五）。
圖五 “Z” 型水平直管段安裝示意圖
垂直直管段安裝示意圖
C. 處于垂直安裝狀態(tài)下工作的 “L” 型 90° 彎管傳感器
垂直安裝的 “L” 型 90° 彎管傳感器，它的兩個(gè)取壓孔不處在同一水平面上。兩個(gè)取壓孔之間存在一個(gè)高度差。取壓孔位置高度差的存在使兩根導(dǎo)壓管中冷凝液液面存在一個(gè)相同數(shù)量的冷凝液液位的高度差。這樣的安裝方式必須考慮對于差壓變送器進(jìn)行相應(yīng)的遷移和補(bǔ)償才能夠保證系統(tǒng)的正常工作（見圖六）。
圖六 “L” 型 90° 垂直安裝示意圖
遷移的數(shù)值當(dāng)然是兩個(gè)取壓孔位置高度差與冷凝液密度的函數(shù)。問題是冷凝液（水）的密度是環(huán)境溫度的函數(shù)，而環(huán)境溫度并不是一個(gè)固定值。于是，這樣的測量方法必然會(huì)帶來附加的偏差。當(dāng)環(huán)境溫度差異很大時(shí)，需要對差壓變送器的遷移值進(jìn)行實(shí)測校準(zhǔn)，盡可能減小誤差的產(chǎn)生。
在條件允許的情況下，我們應(yīng)該盡可能的避免使用垂直安裝的 “L” 型 90° 彎管傳感器。
現(xiàn)場圖片：
“Z” 型水平直管段安裝方式
“L” 型垂直安裝方式
“Z” 型垂直直管段安裝方式
“L” 型水平安裝方式
我們蒸汽彎管流量計(jì)分別與渦街流量計(jì)運(yùn)行 72 小時(shí)結(jié)果進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)周期30天，從2005年8月1日至2005年9月1日。實(shí)驗(yàn)過程中每天記錄 9 ： 00 ， 11 ： 00 ， 13 ： 00 ， 15 ： 00 四個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，記錄數(shù)據(jù)包括瞬時(shí)流量、累積流量、溫度、壓力等參數(shù)。我們隨機(jī)選取其中 20 個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)對比表格如下：
2005 年 8 月 15 日 ~ 8 月 19 日 采集數(shù)據(jù)對比表
序
號
時(shí)
間
1# 鍋爐
3# 鍋爐
1# 渦街流量計(jì)
彎管流量計(jì)
示值
誤差 %
3# 渦街流量計(jì)
孔板
示值
誤差 %
壓力
(Mpa)
流量
(T/h)
壓力
(Mpa)
流量
(T/h ）
壓力
(Mpa)
流量
(T/h)
壓力
(Mpa)
流量
(T/h)
1
9:00
5.45
15.28
3.29
15.51
-1.51
5.45
14.44
1.57
14.91
-3.25
2
11:00
5.54
14.98
3.31
15.34
-2.40
5.54
13.82
1.69
14.07
-1.81
3
13:00
5.53
15.16
3.28
15.3
-0.92
5.53
12.92
1.56
13.44
-4.02
4
15:00
5.45
15.27
3.34
14.83
2.88
5.45
12.03
1.55
12.55
-4.32
5
9:00
5.37
14.37
3.29
14.61
-1.67
5.37
13.16
1.58
13.07
0.68
6
11:00
5.48
14.17
3.26
13.75
2.96
5.48
13.36
1.56
12.85
3.82
7
13:00
5.38
14.3
3.30
14.23
0.49
5.38
14.38
1.59
14.01
2.57
8
15:00
5.43
15.16
3.25
14.75
2.70
5.43
14.46
1.65
13.94
3.60
9
9:00
5.42
14.18
3.01
13.91
1.90
5.42
14.58
1.66
14.09
3.36
10
11:00
5.47
14.3
3.28
14.12
1.26
5.47
11.93
1.66
12.25
-2.68
11
13:00
5.48
14.15
3.30
14.34
-1.34
5.48
12.44
1.61
12
3.54
12
15:00
5.49
14.01
3.30
14.32
-2.21
5.49
13.65
1.69
14.21
-4.10
13
9:00
5.48
13.78
3.19
14.01
-1.67
5.48
12.45
1.64
12.95
-4.02
14
11:00
5.46
14.56
3.33
14.22
-2.34
5.46
13.04
1.57
12.78
1.99
15
13:00
5.52
14.65
3.32
14.23
2.87
5.52
13.14
1.60
13.78
-4.87
16
15:00
5.46
15.04
3.27
14.78
1.73
5.46
13.52
1.66
13.98
-3.40
17
9:00
5.43
14.12
3.31
14.34
-1.56
5.43
14.48
1.69
13.95
3.66
18
11:00
5.44
16.51
3.23
16.02
2.97
5.44
12.55
1.66
13.11
-4.46
19
13:00
5.49
14.52
3.26
14.21
2.13
5.49
13.06
1.79
13.56
-3.83
20
15:00
5.41
14.64
3.29
14.24
2.73
5.41
12.26
1.61
12.88
-5.06
合計(jì)
293.15
291.06
0.71
265.67
268.38
-1.02
由表中可以看出，在彎管流量計(jì)和渦街流量計(jì)的對比中，最大示值誤差為 2.97% ，所有 20 組數(shù)據(jù)對比誤差都在± 3% 以內(nèi)；在孔板和渦街的對比中，最大示值誤差為 -5.06% ，在 20 組數(shù)據(jù)對比中，大部分超過± 3% 。因此可以看出彎管流量計(jì)精度明顯高于孔板，計(jì)量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。
綜上所述，蒸汽流量儀表的選用是非常重要的，準(zhǔn)確測量蒸汽流量是生產(chǎn)部門都需要和普遍關(guān)心的問題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高測量水平的呼聲越來越高。因此，應(yīng)針對生產(chǎn)實(shí)際情況，做一些細(xì)致的技術(shù)工作，切實(shí)探索出一條蒸汽流量測量的成功之路。天辰蒸汽流量計(jì)憑借自己獨(dú)特的優(yōu)勢逐漸替代其他流量計(jì)被廣大用戶所接受，愿天辰儀表成為您最佳選擇。
