湿饱和蒸汽用量巧计量[1]

而在两相介质情况下，同一蒸汽压力下的饱和水 密度ρ １ 要比饱和蒸汽密度ρ ２ 大得多，从而给蒸 汽流量计量带来很大的误差。 目前新式的涡街式计量表为智能化两相流测 量仪表，其局限性在于要由已知干度确定两相流 质量流量，而干度是预先设定好的。设定干度值 的依据是通过人工取样，用电导法分析，确定蒸 汽干度，最后通过饱和蒸汽干度与其质量流量的 数学关系进行微机运算得出质量流量。很显然， 这种方法不适用于二级蒸汽计量。因为在此种情 况下，饱和蒸汽干度随时都在发生较大幅度变 化，测量误差将会很大。
１ 蒸汽计量工作的必要性 在企业被迅速推向市场的今天，其内部各单位、 各部门的成本核算工作显得越发重要；因为只有准确 的成本核算，才能使领导者心中有数，并能逐渐实现 降低成本、增加效益，提高产品市场竞争力的目标。 成本核算工作的一项重要内容是各单位所耗动力 产品的计量工作。目前企业计量部门所面临的一个突 出问题是：对于其它动力产品如水、电、燃料油等都 能准确或基本准确地实现各级计量，惟独饱和蒸汽用 量的计量误差很大，特别是二级与三级计量，目前该 问题已成为成本核算工作中的严重障碍。
３ 特钢公司具体解决方法介绍 特钢公司内两台 ２０ｔ／ｈ 蒸汽锅炉所产蒸汽原 用于重油保温、轧钢加热炉喷油雾化、精整酸洗 池加温，各单位加热澡水及冬季供暖。从 ２０００ 年 初实行煤改气工程即用发生炉煤气取代重油作加 热炉燃料后，重油保温与喷油雾化用汽完全省 略，所产饱和蒸汽主要用于供暖和澡水，另有极 少数用于酸洗池加温。企业实行改制分流以后， 特钢内部相当一部分单位由个人承包，对动力产 品用量更是斤斤计较，每月的蒸汽用量分摊成为 最难办的事情；蒸汽供需双方总有一方极不满 意，根本原因是分摊依据不足。
ＣＧ Ｑ＝ —η—（ｔ１ － ｔ２）＝２．２ × １０１０ｋＪ，而实耗温 饱和蒸汽为 Ｑ／Ｑ１＝１０５２０ｔ。
用上述办法所得蒸汽用量尽管仍存在一定误差， 但比以往的估算法毕竟准确得多。 例如：２００３ 年 １ 月按上述办法计算所得二级饱和 蒸汽用量即各单位用汽量为 ５７２６９ｔ，而一级计量表即 在锅炉主蒸汽管道上安装的涡街式蒸汽流量计所记录 累积饱和蒸汽流量为 ６１０２３ｔ；线损为 ６１０２３ － ５７２６９ ＝ ３７５４ｔ，线损比例为 ３７５４／６１０２３ × １００％ ＝ ６．２％， 首钢总公司能源管理部门规定对于露天架设蒸汽管 网，夏季沿途线损比例应≤ ５％，冬季应≤ ８％。上述 计量方法切合实际，即达到了上级规定的指标，又为 蒸汽供需双方所能接受，解决了蒸汽用量分摊争议的 老大难问题。
２ 饱和蒸汽用量计量误差产生原因 我国从 ２０ 世纪 ７０ 年代初尝试对湿饱和蒸汽用差 压式流量计来计量。但由于差压式蒸汽流量计没有考 虑压力波动带来的压力补偿问题，从而给测量值带来 很大误差。后来推出了带有压力补偿的蒸汽流量计， 使测量精度有了很大提高。但应该看到，这些方法的 前提条件是其测量对象为干饱和蒸汽，即蒸汽干度 Ｘ＝１ ，而工业锅炉所产饱和蒸汽尽管经过汽包内的汽 水高效分离，仍不可避免地含有 ３％ ～５％ 的水分，即 汽液两相流或称湿饱和蒸汽，以上仅是锅炉总出口的 一级计量情况，在以后经过各级分汽缸的二、三级流 量计量将面临更加典型的汽液两相流情况。 在确定蒸汽质量流量时必然涉及蒸汽介质密度，
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◆ 行业交流 ◆
２００２ 年 １１ 月供暖期开始时，特钢公司借鉴 外单位先进经验，采取了根据热量用量来计算蒸 气用量的方法。具体情况如下：当为一个洗澡间 计算蒸汽用量时，在热交换器补水管即自来水管 上安装一块普通尼龙旋翼冷水表，如图 １ 所示。 澡水温度即热交换器出水温度一般为 ４５℃，自来 水温度一般为 １８℃，若该澡堂当日耗水量为 ４０ｔ 即 ４０００００ｋｇ，则该澡堂当日实耗热量如下：
ＣＧ Ｑ ＝—η—（ｔ１ － ｔ２）
式中：Ｃ ——水的比热，Ｃ＝４．１ｋＪ／ｋｇ． ℃； Ｇ ——当日澡水用量，Ｇ ＝ ４０００００ｋｇ； η——热交换器换热效率，η ＝９５％，ｔ １＝ 热交换器出水即澡水温度，ｔ １＝４５℃； ｔ２ ——自来水温度，ｔ２＝１８℃。 经过计算，该澡堂加热澡水用热量 Ｑ ＝ ４．７５ × １０ ７ｋＪ ，而根据经验值，每吨湿饱和蒸汽载热 量 Ｑ１ ＝ ２．０９ × １０６ｋＪ，则该澡堂当日实用湿饱和 蒸汽为 Ｑ／Ｑ１＝２２．７３ｔ。 供暖用汽的计量方法如图 ２ 所示：在回水管 路上安装一块铜芯热水表，在回水管路与供水管 路上各安装一根水银直读式温度计，供水温度即 热交换器出水温度 ｔ１ ＝ ９５０℃，回水温度 ｔ２ ＝ ７００ ℃，热交换器换热效率η仍为 ９５％，自来水比热 Ｃ ＝ ４．１８ｋＪ ，若当月循环水流量 Ｇ＝２ × １０ ５ｔ＝２ × １０８ｋｇ，则
４ 结论 从长远看，还是应尽快研制出能随饱和蒸汽干 度变化实时准确测量蒸汽质量流量的两相流式蒸汽 流量计，但着眼于企业现状，目前一块涡街式流量 计价格约为 ６ 万元，由于企业内部许多承包人资金 困难，其所用蒸汽多为生活采暖和澡水，按本文第 三节所介绍的方法，计量采暖用汽仅需投资 ３００ 元， 而计量澡堂用汽需 ６０ 元即可，其计量误差尚在允许 范围之内，所以较之蒸汽流量计方法，它更能为企 业所接受。■
JIE NENG YU HUAN BAO / HANG YE JIAO LIU
湿饱和蒸汽用量
巧计量
李元章
（首钢特殊钢公司，北京 １０００４３）
摘要：目前应用较广泛的涡街式蒸汽流量计主要存在两个缺点，一是价格昂 贵，达数万元一块，小企业难以承受；二是对于存在大量汽液两相流介质且其 干度时刻处在变化之中的湿饱和蒸汽，存在不容忽视的计量误差，因此它不适 用于二、三级计量。而湿饱和蒸汽计量方式，仅用一块价格在２００ 元以下的普 通水表及两根水银直读式温度计，就可基本准确地计量湿饱和蒸汽用量。 关键词：湿饱和蒸汽；汽液两相流介质；蒸汽干度；热量计量
参考文献： ［１］ 施仁．工业自动化仪表与过程控制．北京：电子工业出版社． １９８７：３２～４０． ［２］wenku.baidu.com杨振顺．锅炉节能仪表的原理、使用与维修．北京：人民交 通出版．１９８８：８１～９６．
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