浅谈饱和蒸汽流量测量工作中的温度和压力补偿

饱和蒸汽采用温度补偿和压力补偿，在本质上是一样的。其原因在于饱和状态的蒸汽，其压力和温度之间呈单值函数关系，从蒸汽温度查出的密度同与此温度对应的压力查出的密度是一致的。因此，采用温度补偿和压力补偿在原理上都是可行的。 

     在补偿精确度的差异方面，采用温度补偿和压力补偿分别能得到多少补偿精确度，不仅同温度传感器和压力变送器的准确度有关，而且同流量计类型、具体测量对象的工况和压力变送器的量程选择有关。总体来说测温对补偿精确度影响较大，具体分析如下。 
     ① 测温误差对流量测量结果的影响。温度测量误差同流量测量结果的关系，对于过热蒸汽来说影响并不大，例如温度为250℃的过热蒸汽，若测温误差为1℃，在作温度补偿时引起流量测量结果不确定度约为0.19％R（涡街流量计）。影响较大的是温度信号用于饱和蒸汽流量测量中的补偿，例如压力为0.7Mpa的饱和蒸汽，其平衡温度为170.5℃，对应密度为4.132kg/m3，如果测温误差为-1℃，并据此查饱和蒸汽密度表，则查得密度为4.038kg/m3，引起流量测量误差约为-2.27％R（涡街流量计）。
    ② 温度传感器精确度等级的考虑。测温误差同温度传感器的精确度等级和被测温度数值有关，例如压力为0.7Mpa的饱和蒸汽，用A级铂热电阻测温，其误差限为±0.49℃[4]，如果用此测量结果查蒸汽密度表，以进行补偿，则流量补偿不确定度约为±1.11％R（涡街流量计）。而若用B级铂热电阻测温，其误差限就增为±1.15℃，则流量补偿不确定就增为±2.61％R（涡街流量计）。显然，B级铂热电阻用于此类用途可能引起的误差是可观的，所以一般不宜采用。这里仅就不同精确度等级的测温元件作相对比较。当然，这里所说的误差还仅为测温元件这一环节，至于流量测量系统的不确定度，还须计入流量二次表、流量传感器、流量变送器等的影响。

     压力变送器精确度等级、测压误差及其影响。压力测量误差同压力变送器的精确度等级和量程有关，例如，选用0.2级精确度、0～1Mpa测量范围的压力变送器测量0.7MPa饱和蒸汽压力，其误差限为±2kPa。如果用此结果查蒸汽密度表，以进行补偿，则此误差限引起的流量补偿不确定度约为±0.25％R(涡街流量计)。显然，压力补偿能得到的补偿精确度比温度补偿高。

    上面所述的两种补偿方法都是可行的这一观点，仅仅是从原理上所作的讨论，在具体实施时还会出现其他问题。 
    ① 安装困难。用来测量饱和蒸汽质量流量的差压式流量计，若选择温度补偿，常因测温套管距节流件太近而对流动状态造成干扰或根本就无法安装到理想部位而修改方案。
    ② 由于相变而进入过热状态。对于饱和蒸汽，以较高的流速流过蒸汽流量计（涡街流量计）时，由于压损引起的绝热膨胀往往使蒸汽进入过热状态，这时仍旧将它看作饱和蒸汽，并根据蒸汽温度去查饱和蒸汽密度表，得到的数值明显偏高。

     由于上述种种原因，使得在测量饱和蒸汽质量流量时，仅仅测量温度，并据此查密度表，进而计算质量流量，在实践中应用的并不多。

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