饱和蒸汽与过热蒸汽的补偿2008-11-12 15:29:25 来源:www.shang-tai.com
■ 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,否这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. ■ 将过热蒸汽误作饱和蒸汽进行补偿带来的影响 将过热蒸汽误作饱和蒸汽进行补偿,一般发生在原来是饱和蒸汽,后经较大幅度减压,流体因绝热膨胀而变成过热蒸汽的事例中。设计人员对蒸汽状态变化认识不清,认为锅炉送出的是饱和蒸汽,那么送到用户处也总是饱和蒸汽。这一错误带来的影响从下面的一个事例中可以看出。 例如锅炉房供压力为1MPa的饱和蒸汽,蒸汽总管在进装置时先经减压阀减压(温压)到0.42MPa(相应的饱和蒸汽温度153℃),设计人员认为此时仍为饱和蒸汽,为了节约投资,选用流体温度作自变量对工况进行补偿。仪表投运后二次表根据测温结果 t=162.4℃查饱和蒸汽密度表得 p=3.4528 ,而按照 t、p 两个测量值查过热蒸汽密度表,得密度 p=2.7082 ,所以质量流量计算结果出现27.49%的误差。 在本例中,如果采用压力补偿,则根据 p=0.42MPa 的信号查饱和蒸汽密度表,应得到 p =2.7761kg/m3,则补偿误差为2.51% 解决这一问题的办法有两个。 ① 上述蒸汽未经减压时,其状态应为饱和蒸汽,将流量计安装在减压阀之前,按饱和蒸汽补偿方法,可保证测量精确度。 ② 如果流量计只能安装在减压阀后面,则可增装一台压力变送器,进行温度压力补偿(取压点放在旋涡流量计后面) |