蒸気計量における渦街流量計の応用

蒸気は最も広範な熱負荷物質を使用し、重要な二次エネルギーであり、電力、製錬、鉄鋼、自動車、紡績捺染、化学繊維、食品、医薬などの分野に広く応用されている。各業界の重要なエネルギー源として、蒸気流量の正確な測定は省エネに対して企業の経済効果を高めるなどの面で重要な意義を持っている。
蒸気は温度と圧力変化の影響を受けて飽和蒸気と過熱蒸気に分けられ、その流量の測定は蒸気密度の影響を受けて比較的に大きいため、蒸気流量を測定する際に温度圧力補償を行う必要がある（飽和蒸気は温度または圧力に対して単一補償を行うことができる）。
現在、蒸気流量測定に用いられる流量計器は主に渦街流量計と差圧式流量計がある。差圧式流量計は圧損が大きく、メンテナンス量が大きく、精度等級が低いなど、徐々にユーザーに淘汰されているため、比較的に渦街流量計で蒸気流量を測定する利点が明らかになった。

飽和蒸気計量システム

過熱処理されていない蒸気を飽和蒸気と呼ぶ。無色、無味、燃焼不能で腐食性のないガスです。飽和蒸気中の液滴またはミストの含有量は、蒸気の質量を反映しており、一般に乾燥度というパラメータで表される。蒸気の乾燥度とは、単位体積当たり飽和蒸気中の乾燥蒸気が占める割合を意味する。
飽和蒸気計量システムには次のような特徴がある ：

①飽和蒸気の温度と圧力の間には1つずつ対応しており、両者の間には1つの独立変数しかない。
②飽和蒸気は凝結しやすく、輸送中に熱損失があれば、温度と圧力の低下を招く。厳密には、飽和蒸気は多かれ少なかれ液滴または液体ミストの二相流体を含んでいるので、異なる状態では同じガス状態方程式では記述できない。
③飽和蒸気流量を正確に計測することは比較的に困難である。飽和蒸気の乾燥度を保証することが難しく、一般的な流量計は二相流体の流量を正確に検出することができず、蒸気圧力の変動は蒸気密度の変化を引き起こし、流量計の表示値は付加誤差を生じる。したがって、蒸気計量においては、要求を満たすために測定点における蒸気の乾燥度を維持するように工夫しなければならず、必要な場合には補償措置を講じて、正確な測定を実現しなければならない。

過熱蒸気計量システム

過熱蒸気は比較的特殊な媒体であり、一般的に蒸気とは過熱蒸気を指す。過熱蒸気は一般的な動力エネルギーであり、タービンを回転させ、発電機や遠心圧縮機を作動させるためによく使われる。過熱蒸気は飽和蒸気の加熱昇温によって得られ、その中には液滴や液体ミストが含まれておらず、実際のガスに属している。過熱蒸気の温度と圧力パラメータは2つの独立したパラメータであり、その密度はこの2つのパラメータによって決定されるべきである。過熱蒸気密度表から調べることができる。過熱蒸気は長距離輸送後、運転状況に従って(例えば温度、圧力など)の変化、特に過熱度が高くない場合は、熱損失温度が低下することで過熱状態から飽和または過飽和状態に移行し、飽和蒸気または水滴を伴う過飽和蒸気に移行する。飽和蒸気は突然大幅に減圧され、液体が断熱膨張すると過熱蒸気に変化することもあり、これにより蒸気液二相流媒体が形成される。