蒸汽流量计的实验测试

1.实验装置

本研究所采用的实验装置分别为冷凝称重法蒸汽流量计量标准装置、负压法音速喷嘴气体流量计量标准装置、质量法水流量计量标准装置．其中冷凝称重法蒸汽流量计量标准装置是国内*采用蒸汽实流标定的流量标准装置，扩展不确定度为0.1%（k＝2），检定流量范围为0.01～10，t/h，其工作原理如图2所示，以过热蒸汽作为检定介质，将通过蒸汽流量仪表的蒸汽进行冷凝称重的原理，对蒸汽流量仪表进行实流标定．气体装置为负压法音速喷嘴气体流量计量标准装置，扩展不确定度为0.25%（k＝2），检定流量范围为2.5～10，000，m3/h．水装置为质量法水流量计量标准装置，扩展不确定度为0.05%（k＝2），检定流量范围为0.05～200，m3/h．

2.实验方案

将不同厂家、型号、口径的蒸汽流量计，按照蒸汽流量计国家检定规程要求［12］，分别安装在蒸汽装置、空气装置上和水装置上进行测试，其中蒸汽装置在温度为150，℃左右、压力在0.35，MPa 的条件下测试，检定流量依次从zui小流量到zui大流量的20%、40%、60%、80%、100%，共计6 个流量点，每个流量点重复检定3 次．目前已开展了近100 台蒸汽流量计的测试实验，剔除不合格的蒸汽流量计，总结这些蒸汽流量计实验结果，仪表系数偏差的方向上基本相似，偏差的大小具有差异，在一定的范围内．本文中仅对具有代表性的DN50 和DN100 2 台蒸汽流量计实验数据进行分析，比较在不同流体条件下，不同流量点仪表系数变化的情况。

3.实验数据

通过3 套不同流体介质下的实验测试，3 套装置下的仪表系数、仪表系数偏差以及通过分析计算得到的仪表系数偏差E′、E′a、E′a、E′e，如表 5 所示，仪表系数和流量的曲线关系如图3 和图4 所示。

由实验数据可以看出，蒸汽流量计在空气、水、蒸汽流体条件下仪表系数依次减小，空气及蒸汽流体介质各点仪表系数随流量增大而增大，与理论计算分析相一致．通过积累的实验数据看，空气比水为流体介质测量的K 值偏大0.2%～1.0%，比蒸汽为流体介质测量的K 偏大1.5%～3.0%，仪表系数K 值偏差的大小因仪表厂家和规格型号的不同而变化，但偏差的正负趋势基本一致．

（1） 在高温蒸汽测量时，需要考虑温度导致的线性膨胀引起的影响，否则会导致仪表系数偏大．造成的计量误差，可按照文章中推导公式进行温度补偿。

（2） 气体的压缩性对蒸汽流量计仪表系数的影响，受介质流速u 、压力p、密度ρ 以及等熵指数κ等相关参数的影响，与流速u 成正比，与11p /ρ 的变化成反比，气体等熵指数κ 不会引起仪表系数单方向的变化。

（3） 不同介质的可压缩性会对蒸汽流量计仪表系数产生影响，空气介质下仪表系数zui大，水次之，蒸汽zui小，在同样的流速下蒸汽介质对仪表系数的影响要小于空气的影响，具体差别大小根据工况条件下分析计算可得到。

（4） 根据实验数据，不同介质下测量的蒸汽流量计仪表系数与理论计算分析相一致，但2 个结果还有一定的偏差，可能是由于介质的其他物性参数引起的对仪表系数的影响，还需深入的理论分析，在实际使用中尽量采用实流标定获得仪表系数.