在工业生产中，蒸汽流量测量非常重要却颇具难度。本文从剖析蒸汽特性出发，全面且详细地介绍各类流量仪表的特点、适用范围，并探寻测量蒸汽流量的优选方案。
蒸汽流量测量的难点剖析
蒸汽作为一种特殊介质，其工况（如温度、压力）的变动，常使过热蒸汽转变为饱和蒸汽，形成汽液两相流。这种相流的频繁变化，致使使用常规流量仪表测量蒸汽流量时，极易出现测不准的状况。尽管采取保持蒸汽过热度、减少含水量（如强化蒸汽管道保温、降低压力损失等）等措施，能在一定程度上提升测量准确度，但无法从根本上解决问题。解决此难题的关键，在于研发一种可测量两相流动介质的流量仪表。
流量仪表选型要点
选择流量仪表时，需综合考量 5 大主要因素：被测流体特性、生产工艺状况、安装条件、维护需求以及流量仪表自身特性。对于蒸汽计量，同样要着重关注这些方面。在此，着重探讨流量仪表特性、安装条件、维护需求以及选用流量仪表时需留意的若干问题。
当前，测量蒸汽流量的仪表众多，主要包括涡街流量计、差压式流量计、分流旋翼式流量计、阿牛巴流量计、浮子式流量计等。本文主要聚焦于涡街流量计、孔板流量计和弯管流量计。
▲ 涡街流量计
涡街流量计基于卡门涡街原理研制而成，自上世纪 70 年代起迅速发展，是孔板流量计的替代产品之一。
优点：
结构简洁牢固，无活动部件；
维护便捷，安装成本低；
测量范围宽广，量程比可达 1：10；
压力损失小，运行费用低；
应用范围广泛，可测量气体与液体流量。
局限性：
作为速度式流量计，旋涡分离的稳定性受流速影响，对直管段有一定要求，一般为前 10D、后 5D；
测量液体时，上限流速受限于压损和气蚀现象，通常为 0.5 - 8m/s；
测量气体时，上限流速受介质可压缩性变化限制，下限流速受雷诺数和传感器灵敏度制约，用于蒸汽测量时流速范围为 8 - 25m/s；
振动对应力式涡街流量计影响比较大，在振动较大的管道安装时，需对管道采取减震措施；
应力式涡街流量计采用压电晶体作为检测传感器，受温度限制，一般工作温度范围为 - 40 - +300℃。
▲ 孔板流量计
孔板流量计应用历史久远，有国际标准支撑，理论精度较高，应用广泛。然而，经过长期实践应用，暴露出以下不足：
应用过程中诸多因素（如设计参数与工况参数不符、上游直管段不足、孔板与管道不同心、孔板 A 面受污、锐角磨损等）对其测量精度影响巨大，导致测量误差增大；
安装操作较为繁琐，维护与拆洗工作量大；
流量量程比为 1：3，局限性明显；
若安装不当，易发生蒸汽泄漏；
压力损失较大，运行成本高。
▲ 弯管流量计
结构简单，成本低廉：弯管传感器本质为 90 度标准弯头，结构简单。随着机械加工工业进步以及行业标准化、规范化管理的完善，用作弯管传感器的标准机制弯头质量提升，价格降低。
节能显著：无附加节流件或插入件，能大幅降低流体在管道内输送的动力消耗，尤其适用于大系统、大管径、低压力的测量对象。例如，为维持一台安装在每小时数千吨流量供热管道的孔板流量计正常运行，一个采暖季节因孔板压力损失多耗电数万度，折合人民币数万元。而弯管流量计无附加阻力损失，若以其替代孔板流量计，可显著降低运行费用，经济效益可观。
耐磨性能好：弯管流量计传感器耐磨损，微量磨损对测量精度影响。
安装便捷，杜绝泄漏：可采用直接焊接法安装，彻底解决现场跑冒滴漏问题。
适应性强，量程宽且直管段要求低：凡能用孔板、涡街、均速管流量计测量的管道内流体流量，弯管流量计均可胜任，且在耐高温、耐高压、耐冲击、耐振动、耐潮湿、耐粉尘等方面表现突出。例如，高温、高压、冲击、振动对涡街流量计使用限制较大，会造成测量不准，而弯管流量计不存在此类问题。弯管流量计量程比可达 1：10，适用于蒸汽测量，流速范围为 0 - 70m/s，且实际应用时对直管段要求不高，一般只需前 5D、后 2D，远低于其他流量测量装置。
精度高，重现性好：弯管流量计测量精度可达 1％，重现性精度可达 0.02％，一次安装后无需重复拆装，安装精度得以保障。
综上所述，蒸汽流量仪表的选用意义重大，准确测量蒸汽流量是生产部门共同关注的要点。伴随经济发展，提升测量水平的需求愈发迫切。因此，需结合生产实际，深入开展技术工作，探寻蒸汽流量测量的优选方案。
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