【摘 要】 蒸汽流量计量是供热行业计量工作中的一项主要内容，在实际运行过程中，现场仪表运行的不准确，温压补偿方式选择的不正确，导致参与计算的蒸气密度有偏差，引起蒸汽供需双方贸易纠纷的产生。本文从分析蒸汽流量计量出现的问题入手，结合GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》的要求，从技术和管理方向提出蒸汽流量计量问题的解决方案，即符合通则要求的流量计量系统。

【关键词】 蒸汽流量计量 温压补偿 流量计量系统

能源消耗是所有企业必须要计入生产成本的重要项目，所以准确、合理地使用能源就成为了企业管理的重要内容。谈到节能降耗，应首先想到能源的“计量”，只有有了准确计量，才有资格说节约了多少能源，准确的计量是提高能源管理水平的关键。蒸汽作为重要的二次能源，在采暖、制冷、生产工艺用热中作为重要的载热工质，因此提高蒸汽的生产、输送及使用效率可以节约大量的能源。由于蒸汽的特殊性，在计量方面存在诸多困难，长期以来一直是流量测量中的老大难问题。2007年1月1日，国标GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》正式实施，在通则的指导之下，逐步建立一套适合我国生产企业特点，具有科学性、经济性、实用性的蒸汽计量仪表的配备方案，是当前能源计量管理的紧迫课题。

1 蒸汽计量中出现的问题

1.1蒸汽计量过程误差原因的分析

要研究蒸汽计量中出现的问题，应首先从蒸汽的特性入手。蒸汽是比较特殊的介质，有过热和饱和两种状态。随着工况（如温度、压力）的变化，过热蒸汽经常会转变成为饱和蒸汽，其变化情况如图1。

图1 蒸汽（温/压）对照图

图中的纵坐标和横坐标分别为（水）蒸汽的压力和温度值。图中的曲线称作饱和曲线。曲线上的点为饱和状态的蒸汽参数值，饱和曲线以上部分为过热蒸汽，以下部分为液态水。由此图可以看出饱和蒸汽的温度和压力值是一一对应的，即当饱和蒸汽的温度或压力有其中一值确定，另一值也就可以确定了。而过热蒸汽的温度和压力并不一一对应，在图中是在饱和曲线以上的区域。由于蒸汽存在这样的性质，需要在实际测量过程中实时测量其温度以及压力，以便确定其状态，进行相应的流量计算。

目前，我国对蒸汽的计量记录及结算值的单位基本上是质量流量，即吨或公斤。而蒸汽流量计测量值均是体积流量，即立方米，要准确计算质量流量，需要知道蒸汽的密度，根据蒸汽的性质，要实时采集蒸汽的温度和压力，进而在流量积算仪或计算机中根据查表插值的方法得出蒸气密度进行补偿。由于压力传感器、温度传感器（变送器）的误差与导致质量流量的误差是关联量，理论上其误差可能达到数倍，因此我们在流量测量中使用的仪表应该按照IFC1967公式进行实时的密度计算才是最理想和准确的方法。

以测量过热蒸汽为例，如图2。使用涡街流量计时应安装压力变送器和温度传感器采集压力和温度值进行补偿计算。这三路信号统一传送至流量积算仪（或计算机采集系统），抛开涡街流量计、压力变送器和温度传感器的精度来说，仅流量积算仪（或计算机采集系统）在参数设置或结算功能方面的错误就可使得流量传感器、压力、温度传感器传输的准确信号几乎失去计量作用。蒸汽在传输过程中，由于管网的原因，压力和温度是波动变化的，并不是一直不变，为了对其实时补偿，需要准确的测量其压力和温度，以便准确确定实时密度。在图2所示的流量测量系统中，涡街流量计的K系数作为重要的计量参数，应准确的置入流量积算仪或者计算机采集系统中，小数点后应至少保留二位有效数字，才能保证准确计量。我们在实际计量检定工作过程中发现，部分流量积算仪没有温度压力信号输入端口，或者是有信号输入和显示，仪表内部并没有补偿，只是在表内程序设置了在设计工况下的温度或压力补偿，即给出其固定工况下的密度进行质量流量计算，这显然是不能作为贸易结算仪表使用的。

1.2补偿方式的选择

在蒸汽流量计量系统中，由于流体容易被压缩，对于饱和蒸汽，为了保证计量准确，一般引入压力补偿，部分采用温度补偿。对于饱和蒸汽，采用压力补偿和温度补偿两种方式，从理论上讲没有区别，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，因此只需知道其一，就可以确定蒸汽的状态。饱和蒸汽的计量究竟是采用温度补偿还是压力补偿呢？在检测工作中我们发现，部分采用单一温度补偿的流量积算仪精度明显低于同级别使用压力补偿的流量积算仪，使用温度补偿的仪表，蒸汽贸易结算常常出现问题。经分析，供热单位供应的蒸汽，其计量方式采用的是温压补偿，蒸汽温压变化能自动补偿，而使用单位使用量由涡街流量计和温度变送器组成的计量系统计量，只采用了温度补偿。由于蒸汽生产厂家输送的蒸汽是高压蒸汽，经减温减压变为低压微过热蒸汽送出，蒸汽到达用户时基本变为饱和蒸汽。由于电厂控制问题，送出蒸汽温度偏高，使用温度补偿的积算仪将高温低压的微过热蒸汽当作此温度下饱和蒸汽进行积算，就会产生较大偏差。如电厂供出的蒸汽为0.6MPa、170℃的微过热蒸汽，用户的积算仪按170℃饱和蒸汽密度4.08kg/m3进行计算，而实际使用的0.6MPa、170℃的微过热蒸汽密度为3.6kg/m3，密度差带来的误差13.3%。由此可见，温度出现偏差容易导致这种以温度方式补偿的计量系统出现问题，为此需要增加压力测量，以确定蒸汽的状态，从而提高计量准确度。

另外两个原因，我们也是推荐饱和蒸汽采用压力补偿，一，传感器精度影响，测温元件难以做到同等级别的压力变送器的精度，并且受环境影响较大；二，安装方式影响，温度传感器需要深入管路一定深度才能保证测量精度，如果深度没有到达正确位置将影响传感器的正确测量，而压力变送器只需要在管路上留出取压孔就能正确测量，显然，压力补偿无论是精确度还是安装方式都较温度补偿要好。

当然，这里所说的误差仅为温度测量和压力测量这两个环节，至于流量测量系统的总的不确定度，还须计入流量二次表、流量传感器、流量变送器等的影响。

2 保证蒸气准确计量的流量系统

随着成本意识的不断增强，蒸汽供需双方对能源计量的准确性提出了更高的要求，为保证计量系统的公正、公平，让蒸气用户放心，蒸气计量系统应在技术和管理上具备以下特征：一、技术方面，补偿功能完善且补偿算法符合相关标准，具有历史数据存储、事件报警等管理功能，其中积算仪或计算机内部参数只有计量部门才能修改，流量测量系统的整体不确定度，应包含流量二次表、流量传感器、补偿传感器的合成不确定，而且不应超过GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》最低要求；二、管理上要做到一次仪表（包括流量计及影响密度补偿的压力变送器和温度传感器）二次仪表（流量积算仪）同时送检，定期检定，一次仪表和二次仪表要配套使用，为防止改动一次仪表和二次仪表参数影响实际流量，对整个系统影响到流量的参数应设置密码，且只有计量部门才能对其设置。

3 结语

蒸汽流量测量还有很多问题亟待解决，在开发新的测量技术的同时，我们更应注重运用现代科学手段，进行应用技术深层次的开发，切实有效地解决一些实际问题。因此，应从加强计量管理，建立健全法制制度入手，使该领域的产品、补偿技术的使用走向正规化。

参考文献：

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[2].蔡武昌.孙淮清.流量测量方法仪表的选用[M].北京:化学工业出版社,2001

[3].JJG1003-2005《流量积算仪》[S]

[4].GB17167-2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》[s]