蒸汽是一种重要的能源载体，广泛应用于工业加热、动力驱动、工艺生产等领域。本文将详细介绍蒸汽的类型、品质、测量方法、常见问题以及相关仪表。
一、蒸汽的类型
蒸汽根据压力、温度及状态可以分为以下几种类型：
1.饱和蒸汽 (Saturated Steam):
- 是水在某一特定压力下沸腾产生的蒸汽。
- 温度与压力呈固定关系（饱和状态）。
- 常用于加热和杀菌，能量利用率高。
2.过热蒸汽 (Superheated Steam):
- 在饱和蒸汽的基础上继续加热，温度高于对应压力的饱和温度。
- 热焓较高，适合用于动力装置（如汽轮机）或长距离输送。
3.湿蒸汽 (Wet Steam):
- 饱和蒸汽中含有未完全汽化的水滴，通常以蒸汽品质（质量分数）描述。
- 湿蒸汽对设备腐蚀性较强，传热效率低。
4.凝结水 (Condensate):
- 蒸汽在冷却或压力降低后重新变为水的状态。
- 可回收利用以提高能效。
二、蒸汽的品质和质量
蒸汽的品质直接影响传热效率和设备运行安全。
1.蒸汽品质：
- 指湿蒸汽中蒸汽的质量分数，用X表示，范围在0到1之间。
- 例如，蒸汽品质为0.9，表示90%的蒸汽是气态，10%是液态水。
2.影响蒸汽品质的因素：
- 蒸汽发生器性能。
- 管道保温条件。
- 系统压力波动。
3.蒸汽的热焓：
- 饱和蒸汽和过热蒸汽具有不同的比焓值，具体值可以查阅热力学表。
三、如何测量蒸汽
蒸汽的测量主要包括流量、压力、温度及品质测量。
3.1蒸汽流量的测量
常见的流量测量方法包括：
1.差压式流量计：
- 使用节流装置（如孔板、文丘里管、喷嘴）通过压差计算流量。
- 优点：适用于高温高压蒸汽，技术成熟。
- 缺点：压损较大，精度受工况波动影响。
2.涡街流量计：
- 利用卡门涡街原理，通过测量涡流频率来计算流量。
- 优点：无机械部件，适合大范围流量测量。
- 缺点：对低流速或管道振动敏感。
通常需要搭配温度压力积算仪实现温压补偿
3.热式质量流量计：
- 通过测量蒸汽与传感器的热交换量计算质量流量。
- 优点：直接测量质量流量，适用于低流速蒸汽。
- 缺点：受蒸汽品质影响较大。
4.超声波流量计：
- 利用声波传播时间差或多普勒效应测量流量。
- 优点：无压损，适合大口径管道。
- 缺点：对蒸汽品质要求较高。
3.2 蒸汽压力的测量
1.压力变送器：
- 电容式、压阻式、单晶硅式压力传感器常用于蒸汽压力测量。
- 需要选择耐高温高压的型号。
3.3 蒸汽温度的测量
1.热电偶：
- 常用K型或S型热电偶，能测量高温蒸汽。
2.铂电阻 (RTD)：
- 精度高，但适用温度范围较热电偶小。
3.4 蒸汽品质的测量
1.湿度计：
- 用于测量湿蒸汽中的含水量。
2.热电法测量仪：
- 通过蒸汽热焓和压力的关系间接计算蒸汽品质。
四、常见的蒸汽测量问题
1.湿蒸汽影响：
- 湿蒸汽中水滴会导致测量误差。
- 解决办法：在测量前对蒸汽进行分离或干燥处理。
2.压力和温度波动：
- 波动会影响流量计算的准确性。
- 解决办法：选用动态响应快的仪表，并增加稳压装置。
3.仪表选型不当：
- 不同工况需选择不同类型的仪表。
- 解决办法：根据蒸汽特性、流速、温度范围正确选型。
4.蒸汽泄漏：
- 管道泄漏可能影响实际流量测量。
- 解决办法：定期检查管道及仪表连接点。
五、蒸汽测量的常用仪表
仪表类型测量参数特点及应用
六、关于蒸汽的其他相关知识
1.蒸汽的传输与节能：
- 蒸汽管道需良好保温以减少热损失。
- 回收凝结水提高能源利用率。
2.蒸汽安全：
- 高温高压蒸汽需防止泄漏和爆炸。
- 设备选型需符合ASME等压力容器标准。
3.蒸汽与环境：
- 蒸汽是环保能源载体，但其生成需高能耗。
- 提高锅炉效率和减少输送损失可降低碳排放。
通过上述内容的了解，蒸汽的正确计量和管理对能源利用效率提升、设备安全运行及环境保护至关重要。
