由于水蒸汽具有较大的潜热，它有高于其它介质蒸汽的热流密度，是理想的二次能源。蒸汽的热能计量，目前普遍以蒸汽的重量流量来衡量。尽管蒸汽流量测量已经达到较高的准确度，但它业不能准确地反映蒸汽的热流量，因为蒸汽携带的热量，不f又一与蒸汽的重量有关，而且还受蒸汽的操作条件的影响。例如在常压下，1公斤饱和蒸汽具有638.7千卡的热量，而在10kgf/
(绝对)时，却具有663千卡的热，两者之差达4%。可见热能计量更能反映用汽的经济效益。由于计算机在计量方面的应用，使蒸汽的能量计量成为可能，本文将提出饱和蒸汽热能计量的方法，作为一种尝试。
一、饱和蒸汽流盘的密度(或压力)补偿
准确地计量蒸汽能量是以准确的蒸汽重量流量为前提，当前多以差压流量计来测量蒸汽流量。标准节流件是以一定操作条件为依据而设计的，其浦量表达式为:
关于蒸汽的密度，目前还难以直接测定，但在20kgf/压力以下，蒸汽的密度与压力有如下函数关系，因而可通过压力来间接测定密度。
(4)式所示的非线性关系，不便于实施补偿。为便于应用，这里根据理化手册给出的p和P的对应数据，给出了用回归方程拟合在不同压力范围内的p=f(P)，列于表一。在限定的压力范围内，表中各式误差均小于0.3%。
将(3)式中p以压力的函数关系取代，便可得到人工计算修正压力影响的公式:
(5)式中的A及B，可根据蒸汽压力波动范围从表一中选择。
实施压力的自动补偿，还须将△P及P两参数以变送器信号表示，如果采用电动Ⅱ型变送器检测△P及P时，则有:
(8)式就是求取饱和蒸汽压力补偿装置数学模型的公式。当已知流量计标尺上限、设计条件、压力变化范围、各变送器的量程及信号制时，通过(8)式，即可求得补偿装置的数学模型，式中的前两项决定数学模型的总系数，后一项表明运算关系，但这个数学模型只适用于应用DDZ-Ⅱ
型变送器及微机或智能仪表组成的补偿装置，而不适用于全部由单元仪表组成的补偿装置。
例:已知某饱和蒸汽的流量系统
二、饱和燕汽热能流量的计算
饱和蒸汽的热能计量工作有下述二种情况:一是计量蒸汽携带的热量，称为热能流量计量;二是计量蒸汽给出的热量，称为能耗计量。
1.热能流量计量
饱和蒸汽的热能流量可由蒸汽的重量流量与相应的蒸汽热焓来求得，若热流量以Q1表示，热焓以S表示，则：
蒸汽的热焙不便于直接测量，但由于热焓与饱和蒸汽的压力之间有非线性函数关系，如果以微机计量蒸汽的热能时，可将压力与热焓对应关系作表，存贮于机器中，工作时随压力不同而自动寻找相应热恰值进行运算，这样可适用于较宽的压力范围，但作表比较麻烦。在压力变化范围不大时，也可用回归方程拟合压力与热焓的关系，得到线性表达式。如果要求表达式的误差小于0.5%，则在下列压力范围内，热焓S与压力P之间的表达式如表二所示。
根据蒸汽压力波动范围，从表中选取相应的a及b的值，通过(8)、(11)两式，即可得到热能流量表达式：
由(13)式可知，当流量计刻度上限、节流件的设计条件、蒸汽压力变化范围及各变送器量程范围已知时，通过(招)式可求得自动计量补偿装置的数学模型。
2.热能消耗量的计量
热能消耗计量与热能流量计量相似，由于热能消耗计量便于了解热能的利用情况，比起热能流量计量更有实际意义。如:在5kgf/em压力下，1公斤的饱和蒸汽携带的热量为656.3千卡，当回水温度为151℃时，可给出热量为504.2千卡，而回水温度为80℃时，则热量消耗达575.2千卡，前者热能利用率为77%，后者达87%，可见热能消耗计量，能反映用汽的经济效益情况。
热能消耗计量，除了考虑蒸汽带的热量外，还要考虑排出冷凝水带走的热量，二者之差，就是消耗能量，设冷凝水温度为t，水比热为C(可近似为1)，冷凝回水的热焓为S′=t·C，则热能消耗表达式为：
(13)、(17)两式是求取建立蒸汽热能流量、热能消耗流量的检测装置数学模型的公式，它的精度决定于式中各量取值的有效数字的位数。如各量分别取四位有效数字，公式的误差<0.5%。
例:如上例中蒸汽通过换热器加热某种物料，当蒸汽的冷凝液回流温度为100℃，测量回水温度的温度变送器量程为0~150℃，试求计量蒸汽热能消耗流量的数学模型。
应用本文提供的公式，求取数学模型，要注意以下几点:
1.所求数学模型只适用于干饱和蒸汽，为保证蒸汽的干度，应使锅炉出力平稳，防IL由于负荷激烈波动而产生带水的现象，同时对输汽管路进行严格保温，防止热量损失。当节流件装在水平管道上时，在节流件前应装疏水器。
2.所求数学模型，只适用于微机或智能仪表组成的补偿计量装置，如全部用单元仪衷实施，必须根据仪表运算的特点，对有关的系数加以处理。
3.这里采用绝对压力变送器检测蒸汽压力，其目的是为了简化模型，然而检测较高压力的绝对压变，尚没有产品供应，可利用调零及迁移机构，将一般的压变调整为具有绝对压变特性的变送器。
作者：沈阳化工学院 程贫 纪兴权 李春圃
