蒸汽流量計研究現狀與工業應用展望

一、蒸汽流量計的現狀
　　蒸汽檢測裝置具有溯源性好、直觀、接近工況等優點。但由于難以實現、影響因素多、運行成本高等卻缺點，針對蒸汽流量標準裝置和蒸汽流量儀表在蒸汽條件下的實驗比較少。
　　，90年代   愛德華大學校內校準蒸汽流量計標準的流量計量標準裝置，裝置簡易、精度低，流量范圍小，且裝置沒有穩壓系統和動態的蒸汽狀態的檢測，現基本停用。1995年德州A&M大學在休斯頓建立了一套蒸汽裝置，開展濕蒸汽的相關，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，裝置采用標準表法，溯源性差，檢測過程中蒸汽的狀態不穩定。2004年英國NEL利用英國利物浦大學建立的一套冷凝稱重法蒸汽流量計量標準裝置，開展了一系列蒸汽流量計干蒸汽和濕蒸汽的實驗，對歐洲蒸汽能源流量計量的情況做了一個總結匯報，其中介紹了蒸汽流量計量標準裝置的情況，以及現在校準過程中存在的問題。利物浦大學所研制的蒸汽裝置，其工作壓力在4~10bar，由兩臺鍋爐供汽，蒸汽流量范圍為0.2~2.5t/h，裝置的不確定度為0.6%，裝置由鍋爐供汽穩定性差，且沒有穩壓裝置，沒有考慮儀表檢查過程中的溫度壓力的補償，無法實現對流量儀表體積流量的計算，無法開展對渦街流量傳感器的檢定，裝置在設計上沒有對過程中入口到出口的蒸汽狀態的檢測，無法保證檢測過程中蒸汽是過熱蒸汽。
　　國內，80年代在煙臺、廣州、天津等城市建立過蒸汽實流計量標準裝置，但由于在設計上汽源質量、穩壓調控、保溫等各方面的技術原因設備都己經停用或報廢。2006年天津中石化集團研制的可調干度蒸汽流量計量標準裝置，可以開展DN50和DN80管路直徑的，干度可調范圍為0.85~1，流速范圍為5~70m/s，壓力測量范圍為0.2~0.9MPa，流量上限為4t/h，流量穩定性為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，在檢測過程中存有相變現象，尤其是在過熱蒸汽加濕過程中，受霧化效果、直管段長度和保溫的影響蒸汽的狀態變化大，受循環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行效果不佳，所以一直處于停用狀態。
　　   蒸汽流量計量站于80年代建立了一套冷凝稱重法蒸汽流量計量標準裝置，采用鍋爐加熱產生蒸汽，   大流量僅為3t/h，壓力波動大，沒有穩壓罐，導致檢定結果的重復性差，只能開展飽和蒸汽和微過熱蒸汽流量計的檢定，檢定口徑   大為DN100口徑，設備自動化程度、檢定的精度比較低?；谏鲜鲈?，   蒸汽流量計量站于2009年對原有設備進行改造，重新研制了   蒸汽流量計量站冷凝稱重法計量標準裝置。新蒸汽裝置采用了發電廠的蒸汽，距離主蒸汽管道比較近，氣源壓力高、流量大、穩定性好檢測介質為過熱蒸汽或飽和蒸汽，裝置設計自動化程度高，檢測壓力0.2~0.6MPa可調，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儀表的檢測，擴展不確定度為0.1%(k=2)，裝置的技術指標及自動化程度，處于現有裝置的   水平。
　　二、工業應用展望
　　水蒸汽是一種主要的能量傳遞介質，也是一種重要的二次清潔能源，了廣泛的應用，但是由于蒸汽   、復雜的物理特性，蒸汽流量的計量精度不高，蒸汽流量計量已經成為了一個困擾計量檢測的世界性難題。提高蒸汽流量計計量精度，對于   社會節能降耗具有重要的意義和實用價值。
　　蒸汽流量的計量涉及蒸汽流量計量標準裝置，蒸汽   的物理特性，蒸汽流量計量儀表的，是一個無論和廣度都   挑戰性的科研領域，對于彎管、均速管、多孔孔板等其它非標式蒸汽流量計在蒸汽流量介質下的計量特性有待于。
　　濕蒸汽是一種工況條件下普遍存在的兩相流狀態，目前尚沒有專門的一套可靠的濕蒸汽計量標準裝置，因此下一步工作可以設計一套濕蒸汽計量標準裝置用來分析現有蒸汽流量儀表在濕蒸汽狀態下的計量特性，為計量濕蒸汽儀表的研制奠定理論基礎。蒸汽干度的測量也是一個困擾世界計量的難題，目前沒有合適的計量器具對其進行測量，借助于現有條件可以對蒸汽干度的計量開展初步探究。