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  蒸汽是企业生产的重要能源之一，是城市集中供热的主要热能，也是企业进行经济核算的重要指标，因此企业蒸汽计量的准确性尤为重要。

 1 问题出现及影响因素分析

    从2010年11月锅炉点火运行开始，蒸汽流量计经常显示最大值，差压变送器测量的差压信号超过20mA。负荷较低、实际流量很小时，情况也是如此。这种情况下，蒸汽流量测量对锅炉操作起不到安全参考作用，更不能以此进行成本核算。

    针对这种现象，本项目设计选用V锥型流量计，配套智能型差压变送器，测量信号送到DCS进行计算显示记录。

    V锥型流量计是新一代差压式流量测量仪表。在实际运用中，许多因素对差压式流量计的测量精度有非常大的影响，使其测量误差增大，致使精确度降低。具体表现为：1）设计参数与工况参数不符；2）没有温压补偿或补偿不正确；3）上、下游直管段长度不足；4）检测锥体和管道不同心；5）导压管堵塞等。

    经过现场检查，直管段不足、不同心、导压管堵塞的情况可以排除。

    将差压变送器拆回进行校验，变送器合格，误差在允许范围内。

    技术人员调出DCS保存的趋势记录，查看蒸汽的温度、压力记录曲线，温度在120℃～150℃，压力在0.3MPa～0.6MPa，发现测量温度、压力偏离设计值较多（设计参数为温度193℃、压力1.13MPa）。同时，查看了DCS组态，发现组态中没有对蒸汽流量进行温压补偿。

    2 解决措施

    2.1 重新计算差压刻度

    温压补偿蒸汽涡街流量计只能减少测量误差，不仅不能从根本上解决问题，而且会出现测量信号超出20mA的情况，造成蒸汽漏计量。变送器测量信号超出20mA，说明实际测量差压信号ΔP超出了设计差压值。由流量计算公式可以推导出蒸汽在不同状态下、最大流量相同时差压值与密度的公式，如式（1）。

    式中：ΔP1———原状态下差压值，kPa；

    ΔP2———新状态下差压值，kPa；

    ρ1———原状态下密度值，kg/m3；      

    ρ2———新状态下密度值，kg/m3。

    由公式（1）可知，设计压力远远高于实际压力时，即ρ1远远大于ρ2时，必然得到计算差压ΔP1远远小于实际差压ΔP2的结果。按照公式（1），最大流量不变，重新选择接近工况的设计压力，得表1和表2计算结果。

    由于选用的差压变送器为宽量程智能型变送器，所以直接把变送器的量程范围改为94.890kPa和36.993kPa。经过一段时间观察，没有再出现信号超量程的现象，蒸汽流量计量比较准确。但是，这种解决办法也存在缺点，即压力损失较大。建议在允许的情况下重新计算V锥型体尺寸，通过降低差压来减小压力损失。

    2.2 增加温压补偿

    蒸汽涡街流量计的温度和压力变化时，蒸汽的密度就会发生改变，蒸汽流量测量就会产生误差。通过温压补偿可以减小测量误差。由于饱和蒸汽的温度是压力的单值函数，因此饱和蒸汽的温压补偿可以采用压力补偿或者温度补偿。因为压力信号检测比较灵敏且补偿精度较高，所以采用压力进行补偿，并由DCS实现。

    运用浙大中控图形编程软件模块库中饱和蒸汽补偿模块（差压信号）进行计算。模块根据实际压力查表得到密度ρ，采用公式（2）进行计算处理。

    FLOW=ρ/DENSITY0×FLOW0    （2）

    式中：DENSITY0———蒸汽设计密度，kg/m3；

    FLOW0———测得蒸汽差压信号，kPa；

    FLOW———补偿后的无因次化值；

    ρ———根据在标准大气压下测得的相对压力查表得到的密度，kg/m3。

    将计算结果FLOW运用开方模块进行开方，得到补偿后的蒸汽流量。

    通过以上措施，4台锅炉蒸汽流量测量比较准确，较好地解决了测量不准确的问题。

     蒸汽是比较特殊的介质，随着压力、温度的变化，蒸汽的密度也会发生变化，所以有必要进行温压补偿。当蒸汽的压力、温度波动不大时，即工况参数偏离设计参数不多、对测量影响较小时，采用温压补偿措施就能达到精确测量的目的。但当工况参数偏离设计参数太多或工况参数波动频繁且太大时，即使有了温压补偿也难达到测量精度要求。此时，对于特定的节流元件，只能重新计算差压或流量。