淺談高溫流體的流量測量與應(yīng)用

談到高溫流體時，還不能給該高溫范圍的意思明確的下一定義。目前，對于工業(yè)測量儀器來說，不同的種類，都自己規(guī)定了各自相應(yīng)的高溫范圍。例如：溫度計以1500～2000 ℃的范圍為高溫范圍，對于調(diào)節(jié)閥、開關(guān)閥等閥類談到高溫時系指400～500℃以上的溫度。流量計也按原理結(jié)構(gòu)方式的不同而規(guī)定不同的高溫范圍?，F(xiàn)在實用的工業(yè)溫度上限對節(jié)流機構(gòu)的差壓流量計是540℃左右，容積式流量計是200℃左右，面積式流量計是400℃左右。

   對于需要進(jìn)行測量、但在測量上有些問題的具有代表性的高溫流體，我們列舉以下三種：作為導(dǎo)熱媒質(zhì)或能源的高溫氣體、高溫蒸汽，高速增殖反應(yīng)堆用的、強導(dǎo)熱煤質(zhì)——液態(tài)金屬鈉等；鋼鐵工業(yè)中的鐵水、鋼水。就是這三種流體，出于精度和使用材料的不同，在測流量時要求的要點也分別不同，敘述一般的共同點是困難的。因此，本文中僅以高溫氣體、高溫蒸氣所使用的節(jié)流流量計的實用問題和以測量液態(tài)金屬的電磁流量計為中心來敘述高溫流體的流量測量。

   對于鐵水、鋼水一般有兩種測流量的方法：一種是應(yīng)用高頻集膚效應(yīng)的流槽截面積測量的方式；另一種是電磁流量計的方式。這兩種方式都可用于連續(xù)煉鋼設(shè)備。為了能進(jìn)行直接的、非接觸形式的測量，也進(jìn)行了多方面的研究和探討，但是 , 實際上一般是通過把流量換算為液柱高或重量進(jìn)行批量處理。另外，在測量液體金屬鈉的流量時，試驗了在配管外安裝檢測器的超聲波方式，不久將能實用化 , 此處同樣不加敘述。

用節(jié)流機構(gòu)測量高溫流體的流量的應(yīng)用例子

   使用高溫流體的部門以電力、鋼鐵、化學(xué)工業(yè)為主，范圍非常廣，它們要處理多種類型的流體。在進(jìn)行液體、水蒸氣、氣體等流量的測量時，人們從不同原理結(jié)構(gòu)的多種類型的流量計中, 首先研究了節(jié)流機構(gòu)的差壓流量計是否適用，而實際上應(yīng)用也最多。這是因為它結(jié)構(gòu)簡單 , 而且有豐富的數(shù)據(jù)和實際使用經(jīng)驗。結(jié)果，節(jié)流裝置作為過程檢測儀表, 其可信度比任何其他儀表都受人重視。

   企業(yè)用發(fā)電和各廠用的發(fā)電裝置以高效率化和大容量化為目標(biāo)，將鍋爐的蒸氣溫度和壓力提高到臨界溫度和壓力。這種蒸氣為高溫、高壓的過熱蒸氣，其溫度達(dá)568 ℃，壓力達(dá) 240 公斤力/平方厘米。從鍋爐流向汽輪機的高壓蒸氣的流量一般用噴嘴等節(jié)流裝置來測量，實際使用中帶溫壓補償功能的一體化渦街流量計也受到一定的好評。

   在煉鋼、煉鐵中，將燃燒空氣的溫度提高再吹入高爐、轉(zhuǎn)爐、燒結(jié)爐等爐內(nèi)。這些燃燒空氣的流量可用文丘利管等節(jié)流裝置測量。另外，從這些爐中排出的氣體也屬于高溫范圍，可采用文丘利管測量該流量。由于排出的氣體為高溫氣體，它具有腐蝕性且含有灰塵，在選用材料時，要考慮這些特點和使用條件，選用合乎使用目的的、耐腐蝕性的材料。

   在化學(xué)、石油化學(xué)工業(yè)中，例如：制氫裝置、利用水蒸氣改質(zhì)法的改質(zhì)爐，其反應(yīng)管內(nèi)的溫度也加 800-900 ℃左右。石油精制的接觸改質(zhì)裝置．溫度為420 ～580 ℃，壓力為15 — 50 公斤力/平方厘米。這些裝置中的爐內(nèi)溫度雖是高溫，但因是測量和控制進(jìn)入爐內(nèi)之前的流量，所以，不用測量那么高溫的流體。

   以上只不過是舉出了幾例。要測量的高溫流體還很多，不勝枚舉。

   考慮用節(jié)流裝置測高溫流體的流量時，與選擇閥類材料一樣，在重視溫度的同時尤其要重視壓力。選擇了適當(dāng)?shù)牟牧?，就可以測量高溫范圍的流量。但從材料強度上來看，拉伸強度、屈服點都隨溫度的上升而下降，大約達(dá)到 400 ℃以上時，就出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，因此，可將此溫度看作是節(jié)流裝置中的最高溫度。