饱和蒸汽与过热蒸汽

过热蒸汽与饱和蒸汽

当液体在有限的密闭空间中蒸发时，液体分子通过液面进入上面空间，成为蒸汽分子。由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中，它们相互碰撞，并和容器壁以及液面发生碰撞，在和液面碰撞时，有的分子则被液体分子所吸引，而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时，进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目，随着蒸发的继续进行，空间蒸汽分子的密度不断增大，因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时，则蒸发与凝结处于动平衡状态，这时虽然蒸发和凝结仍在进行，但空间中蒸汽分子的密度不再增大，此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体，其蒸汽称为干饱和蒸汽（也称饱和蒸汽）。

如果用户是为了达到更精确的计量监控，建议都视为过热蒸汽，对温度和压力补偿，但考虑成本问题，客户也可以只对温度进行补偿。理想的饱和蒸汽状态，指的是温度、压力及蒸汽密度三者存在一一对应的关系，知道其中一个，其他二个值就是定数。存在这种关系的蒸汽就是饱和蒸汽，否则都可以视为过热蒸汽进行计量。实际中过热蒸汽的温度可以较高，压力一般都相对较低（较饱和蒸汽），0.7MPa，200℃蒸汽就是这样，属过热蒸汽！

水在一定的压力下加热，水的温度随着不断加热而上升，当水温升高到某一温度时，水就开始沸腾，这时候水的温度称为沸腾温度。如在继续加热，水温保持不变，水即开始气化，而逐步变为蒸汽。水

在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。这个温度与其所受压力大小有关，压力愈大，则沸腾温度也就越高；反之，压力小，则沸腾温度也低。

例如压力为0.10MPa(1atm)时，其饱和温度为99.09°C；压力为4.05MPa（40atm)时，其饱和温度为249.18°C；压力为10.13MPa （100atm)时，其饱和温度为309.53°C.

以上可知，水在一定压力下，加热至沸腾，水就开始气化，也就逐渐变为蒸汽，这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。这种状态的蒸汽就称为饱和蒸汽。如果把饱和蒸汽继续进行加热，其温度将会升高，并超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽就称为过热蒸汽。简单点说，饱和蒸汽温度和压力成一一对应关系，知道温度就知道压力，倆者知道其一就可以了。过热蒸汽没这种关系。

饱和蒸汽把温度升高或降低压力得到过热蒸汽,即为不饱和蒸汽;饱和蒸汽把温度下降或升高压力得到过冷蒸汽,即为过饱和蒸汽.

一般的锅炉中产生的蒸汽不是过热蒸汽，锅炉中的蒸汽是在有水相存在的情况下蒸发的，蒸汽的压力随着蒸汽温度的升高而增大．在这个处于气液两相不断的蒸发与冷凝的动态平衡中，蒸汽始终是处于饱和状态的。过热蒸汽与饱和蒸汽的主要区别在于：过热蒸汽从气相到液固两相临界点的冷凝过程中要释放两段显热和一段潜热，而饱和蒸汽只释放一段显热和一段潜热．

在热电行业的锅炉产生的蒸汽就是过热蒸汽，过热蒸汽不含有水分，因为蒸汽要推动汽轮机的叶片转动，产生动力带动发电机发电。

如果蒸汽中含有水分，就会在高速运转中打坏叶片，造成事故，这是不允许的，所以过热蒸汽一定不能有水分。有了水分的蒸汽，只能叫做饱和蒸汽。

水和水蒸汽存在着一种平衡关系，一定温度水得对应一定压力的水蒸汽，此温度就是该压力下水的饱和温度。一定压力的蒸汽对应一定温度的水，此压力就是该温度下水的饱和蒸汽压，饱和蒸汽压力与温度总是存在一一对应的关系。当蒸汽的温度超过该蒸汽压力对应的饱和温度时，此蒸汽就是过热蒸汽。

在用途上二者也有很大区别：除伴热、加温用汽外，如汽提、塔注汽，为避免蒸汽带水一般使用过热气。蒸汽的温度主要与自身压力有关，压力越高，温度越高。蒸汽的温度与过热度关系并不密切，没有必然关系。

在供热行业中，蒸汽流量测量不准确是普遍存在的问题，其中主要原因分析如下。

1、过热蒸汽

蒸汽是比较特殊的介质，一般情况下所说的蒸汽是指过热蒸汽。过热蒸汽是常见的动力能源，常用来带动汽轮机旋转，进而带动发电机或离心式压缩机工作。过热蒸汽是由饱和蒸汽加热升温获得。其中绝不含液滴或液雾，属于实际气体。过热蒸汽的温度与压力参数是两个独立参数，其密度应由这两个参数决定。

过热蒸汽在经过长距离输送后，随着工况（如温度、压力）的变化，特别是在过热度不高的情况下，会因为热量损失温度降低而使其

从过热状态进入饱和或过饱和状态，转变成为饱和蒸汽或带有水滴的过饱和蒸汽。饱和蒸汽突然大幅度减压，液体出现绝热膨胀时也会转变成为过热蒸汽，这样就形成汽液两相流介质。

2、饱和蒸汽

未经过热处理的蒸汽称为饱和蒸汽。它是无色、无味、不能燃烧又无腐蚀性的气体。饱和蒸汽具有如下特点。

（1）饱和蒸汽的温度与压力之间一一对应，二者之间只有一个独立变量。

（2）饱和蒸汽容易凝结，在传输过程中如有热量损失，蒸汽中便有液滴或液雾形成，并导致温度与压力的降低。含有液滴或液雾的蒸汽称为湿蒸汽。严格来说，饱和蒸汽或多或少都含有液滴或液雾的双相流体，所以，不同状态下不能用同一气体状态方程式来描述。饱和蒸汽中液滴或液雾的含量反映了蒸汽的质量，一般用干度这一参数来表示。蒸汽的干度是指单位体积饱和蒸汽中干蒸汽所占的百分数，以“x”表示。

（3）准确计量饱和蒸汽流量比较困难，因为饱和蒸汽的干度难以保证，一般流量计都不能准确检测双相流体的流量，蒸汽压力波动将引起蒸汽密度的变化，流量计示值产生附加误差。所以在蒸汽计量中，必须设法保持测量点处蒸汽的干度以满足要求，必要时还应采取补偿措施，实现准确的测量。

℃→ MPa

1 → 0.00065709

2 → 0.00070599

3 → 0.00075808

4 → 0.00081355

5 → 0.00087258

6 → 0.00093536

7 → 0.0010021

8 → 0.001073

9 → 0.0011483

10 → 0.0012282

11 → 0.001313

12 → 0.0014028

13 → 0.0014981

14 → 0.001599

15 → 0.0017058

16 → 0.0018188

17 → 0.0019384

18 → 0.0020647

19 → 0.0021983

20 → 0.0023393

21 → 0.0024882

22 → 0.0026453

23 → 0.0028111

24 → 0.0029858

25 → 0.0031699

26 → 0.0033639

27 → 0.0035681

28 → 0.0037831

29 → 0.0040092

30 → 0.004247

31 → 0.0044969

32 → 0.0047596

33 → 0.0050354

34 → 0.0053251

35 → 0.005629

36 → 0.0059479

37 → 0.0062823

38 → 0.0066328

39 → 0.0070002

40 → 0.0073849

41 → 0.007787842 → 0.0082096

43 → 0.0086508

44 → 0.0091124

45 → 0.009595

46 → 0.010099

47 → 0.010627

48 → 0.011177

49 → 0.011752

50 → 0.012352

51 → 0.012978

52 → 0.013631

53 → 0.014312

54 → 0.015022

55 → 0.015762

56 → 0.016533

57 → 0.017336

58 → 0.018171

59 → 0.019041

60 → 0.019946

61 → 0.020888

62 → 0.021867

63 → 0.022885

64 → 0.023943

65 → 0.025042

66 → 0.026183

67 → 0.027368

68 → 0.028599

69 → 0.029876

70 → 0.031201

71 → 0.032575

72 → 0.034

73 → 0.035478

74 → 0.037009

75 → 0.038595

76 → 0.040239

77 → 0.041941

78 → 0.043703

79 → 0.045527

80 → 0.047414

81 → 0.049367

82 → 0.051387

83 → 0.053476

84 → 0.055635

85 → 0.057867

86 → 0.060173

87 → 0.062556

88 → 0.065017

89 → 0.067558

90 → 0.070182

91 → 0.07289

92 → 0.075684

93 → 0.078568

94 → 0.081541

95 → 0.084608

96 → 0.087771

97 → 0.09103

98 → 0.09439

99 → 0.097852

100 → 0.10142

101 → 0.10509

102 → 0.10887

103 → 0.11277

104 → 0.11678

105 → 0.1209

106 → 0.12515

107 → 0.12952

108 → 0.13401

109 → 0.13863

110 → 0.14338

111 → 0.14826

112 → 0.15328

113 → 0.15844

114 → 0.16374

115 → 0.16918

116 → 0.17477

117 → 0.18052

118 → 0.18641

119 → 0.19246

120 → 0.19867

121 → 0.20505

122 → 0.21159

123 → 0.2183

124 → 0.22518

125 → 0.23224

126 → 0.23947

127 → 0.24689

128 → 0.2545

129 → 0.26229

130 → 0.27028

131 → 0.27846

132 → 0.28685

133 → 0.29543

134 → 0.30423

135 → 0.31323

136 → 0.32245

137 → 0.33188

138 → 0.34154

139 → 0.35143

140 → 0.36154

141 → 0.37189

142 → 0.38247

143 → 0.39329

144 → 0.40437

145 → 0.41568

146 → 0.42726

147 → 0.43909

148 → 0.45118

149 → 0.46354

150 → 0.47616

151 → 0.48907

152 → 0.50225

153 → 0.51571

154 → 0.52946

155 → 0.5435

156 → 0.55784

157 → 0.57247

158 → 0.58742

159 → 0.60267

160 → 0.61823

161 → 0.63412

162 → 0.65033

163 → 0.66686

164 → 0.68373

165 → 0.70093

166 → 0.71848

167 → 0.73638