一種射汽抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于飽和蒸汽干度測(cè)量領(lǐng)域，尤其是能夠從負(fù)壓系統(tǒng)中將待測(cè)飽和蒸汽引入到裝有一定量冷卻水的容器中進(jìn)行混合換熱的凝結(jié)式飽和蒸汽干度測(cè)量方法及其裝置。用射汽抽汽裝置將待測(cè)飽和蒸汽引入裝有一定量水的容器內(nèi)混合換熱，蒸汽在容器內(nèi)凝結(jié)為水，釋放熱量，水箱中的水位、溫度必然上升，從水體積增加計(jì)算待測(cè)飽和蒸汽總質(zhì)量；從水溫的變化計(jì)算蒸汽釋放的熱量，通過(guò)測(cè)量飽和蒸汽壓力、水位、水溫、過(guò)熱蒸汽流量、壓力、溫度，并將所檢測(cè)到的各項(xiàng)數(shù)值傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，利用熱平衡方程測(cè)算飽和蒸汽的干度，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量并顯示飽和蒸汽干度。
【專利說(shuō)明】一種射汽抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于飽和蒸汽干度測(cè)量領(lǐng)域，尤其是能夠從負(fù)壓系統(tǒng)中將待測(cè)飽和蒸汽引 入到裝有一定量冷卻水的容器中進(jìn)行混合換熱的凝結(jié)式飽和蒸汽干度測(cè)量方法及其裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，公知的飽和蒸汽干度測(cè)量方法有：（1)化驗(yàn)方法通過(guò)對(duì)待測(cè)飽和蒸汽采樣， 化驗(yàn)水中含鹽量確定飽和蒸汽干度?；?yàn)方法是一種實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法，不適宜在工程上在 線實(shí)時(shí)測(cè)量。（2)非熱力學(xué)方法有光學(xué)探測(cè)法、電導(dǎo)探針?lè)ā㈦娙莘?、熱線和Y射線法等。 目前，非熱力學(xué)方法在工程應(yīng)用中還存在較大的局限性與不足，按此方法制造的測(cè)量裝置 造價(jià)較高，受使用場(chǎng)所限制，測(cè)量精度和使用壽命都有局限。（3)熱力學(xué)方法有節(jié)流法、蒸汽 空氣混合法、加熱法、相分離法、混合法、凝結(jié)法等。熱力學(xué)方法需要從待測(cè)飽和蒸汽中抽取 試樣，然后引向測(cè)量裝置。該方法源于飽和蒸汽干度的熱力學(xué)定義，測(cè)量原理清晰，缺點(diǎn)是 需要抽取試樣，這使其在線實(shí)用性受到一定的限制。在熱力學(xué)方法中，凝結(jié)法的測(cè)量原理簡(jiǎn) 單，受待測(cè)飽和蒸汽參數(shù)影響小，干度測(cè)量范圍寬。在許多應(yīng)用場(chǎng)所中，凝結(jié)法具有在線實(shí) 時(shí)測(cè)量的條件，是實(shí)用的測(cè)量方法。現(xiàn)有的凝結(jié)式飽和蒸汽干度測(cè)量裝置及測(cè)量方法（申 請(qǐng)?zhí)枮镃N200610042912)的裝置組成包括：換熱器、電子天平、熱量表、溫度計(jì)、顯示器；測(cè) 量方法是將待測(cè)飽和蒸汽和冷卻水引入間壁式換熱器，通過(guò)換熱面進(jìn)行傳導(dǎo)換熱；其缺點(diǎn) 是（1)僅適用于將處于正壓的待測(cè)蒸汽引入到換熱器中，對(duì)于處于負(fù)壓狀態(tài)的待測(cè)蒸汽則 難以引入到換熱器中去。（2)換熱器的端差及換熱面的清潔程度將會(huì)影響到換熱效果，并影 響到測(cè)量精度。（3)系統(tǒng)組成復(fù)雜，造價(jià)高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種射汽抽氣飽和蒸汽干度測(cè)量方法及裝 置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的飽和蒸汽干度測(cè)量精度受換熱面端差及清潔程度的影響，不能 用于負(fù)壓系統(tǒng)，系統(tǒng)組成復(fù)雜造價(jià)高的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種射汽抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量方法，該方法將工業(yè)蒸汽 管網(wǎng)來(lái)的過(guò)熱蒸汽導(dǎo)入設(shè)置在容器上方的射汽抽汽器，在射汽抽汽器內(nèi)形成負(fù)壓將待測(cè)飽 和蒸汽引出并帶入容器內(nèi)的水中，進(jìn)行混合換熱，蒸汽在容器內(nèi)相變降溫凝結(jié)為水，釋放熱 量，包括：
[0005] (1)通入過(guò)熱蒸汽時(shí)，對(duì)過(guò)熱蒸汽的溫度、壓力以及流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)；
[0006] (2)待測(cè)飽和蒸汽中的干蒸汽以及過(guò)熱蒸汽釋放汽化潛熱凝結(jié)成飽和水，在此過(guò) 程中，相變溫度不變；
[0007] (3)待測(cè)飽和蒸汽中的飽和水及其中的干蒸汽凝結(jié)成的飽和水、過(guò)熱蒸汽凝結(jié)成 的飽和水與容器中的水混合放熱；
[0008] (4)循環(huán)運(yùn)行一段時(shí)間后，待測(cè)飽和蒸汽及過(guò)熱蒸汽凝結(jié)、放熱，容器中的水位、溫 度上升，從容器中水體積的增加即待測(cè)飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽的總質(zhì)量，從中扣除步驟（1) 中測(cè)出的過(guò)熱蒸汽的質(zhì)量即得到待測(cè)飽和蒸汽的質(zhì)量；從容器中水溫的變化計(jì)算出待測(cè)飽 和蒸汽和過(guò)熱蒸汽釋放的熱量，從中扣除過(guò)熱蒸汽釋放的熱量，即得到待測(cè)飽和蒸汽釋放 的熱量；
[0009] (5)利用容器中的水位、溫度的變化規(guī)律建立熱平衡方程，計(jì)算出飽和蒸汽干度。
[0010] 進(jìn)一步地,熱平衡方程為：
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種射汽抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量方法，其特征在于，該方法將工業(yè)蒸汽管網(wǎng)來(lái)的過(guò) 熱蒸汽導(dǎo)入設(shè)置在容器上方的射汽抽汽器，在射汽抽汽器內(nèi)形成負(fù)壓將待測(cè)飽和蒸汽引出 并帶入容器內(nèi)的水中，進(jìn)行混合換熱，蒸汽在容器內(nèi)相變降溫凝結(jié)為水，釋放熱量，包括： (1) 通入過(guò)熱蒸汽時(shí)，對(duì)過(guò)熱蒸汽的溫度、壓力以及流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)； (2) 待測(cè)飽和蒸汽中的干蒸汽以及過(guò)熱蒸汽釋放汽化潛熱凝結(jié)成飽和水，在此過(guò)程中， 相變溫度不變； (3) 待測(cè)飽和蒸汽中的飽和水及其中的干蒸汽凝結(jié)成的飽和水、過(guò)熱蒸汽凝結(jié)成的飽 和水與容器中的水混合放熱； (4) 循環(huán)運(yùn)行一段時(shí)間后，待測(cè)飽和蒸汽及過(guò)熱蒸汽凝結(jié)、放熱，容器中的水位、溫度上 升，從容器中水體積的增加即待測(cè)飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽的總質(zhì)量，從中扣除步驟（1)中測(cè) 出的過(guò)熱蒸汽的質(zhì)量即得到待測(cè)飽和蒸汽的質(zhì)量；從容器中水溫的變化計(jì)算出待測(cè)飽和蒸 汽和過(guò)熱蒸汽釋放的熱量，從中扣除過(guò)熱蒸汽釋放的熱量，即得到待測(cè)飽和蒸汽釋放的熱 量； (5) 利用容器中的水位、溫度的變化規(guī)律建立熱平衡方程，計(jì)算出飽和蒸汽干度。
2. 按照權(quán)利要求1所述的射汽抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量方法，其特征在于，熱平衡方程 為：
式1中各變量的含義如下： X:待測(cè)飽和蒸汽的干度； H2 :汽水混合后的水位，mm; H1 :水箱中原始水位，mm;t2 :汽水混合后水溫，°C; L:容器內(nèi)原始水溫，°C;m干：過(guò)熱蒸汽的質(zhì)量，kg/h; P水：水的密度，kg/m3 ;s:容器的底面積，m2 ; hwa；a:根據(jù)汽水混合后水溫查得洽值，kj/kg;hw(tl):根據(jù)原始水溫查得焓值，kj/kg; hw(p干）：過(guò)熱蒸汽的j：含值，kj/kg; P干：過(guò)熱蒸汽的壓力，bar; Pis :待測(cè)飽和蒸汽的壓力，bar; hw(P濕）：壓力P下的飽和水洽值，kj/kg; rs :待測(cè)飽和蒸汽的汽化潛熱，kj/kg。
3. -種射汽抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量裝置，其特征在于，該裝置包括： 容器，用于盛放一定量的水，水量以能夠達(dá)到水位計(jì)量程下限為宜； 射汽抽汽器，一端通入過(guò)熱蒸汽，另一端通入容器的水位下，并在其上設(shè)置待測(cè)飽和蒸 汽進(jìn)口，通過(guò)過(guò)熱蒸汽流在射汽抽汽器內(nèi)形成真空將待測(cè)飽和蒸汽引出； 設(shè)置過(guò)熱蒸汽的管道與射汽抽汽器連接，過(guò)熱蒸汽的管道上設(shè)置節(jié)流孔板用于測(cè)量流 量，與節(jié)流孔板配套的差壓變送器將流量信號(hào)傳輸；在過(guò)熱蒸汽的管道上還設(shè)置溫度傳感 器以及壓力變送器分別用于測(cè)量過(guò)熱蒸汽的溫度與汽壓并將溫度壓力信號(hào)進(jìn)行傳輸； 水位計(jì)及與其配套的差壓變送器，設(shè)置在容器上用于檢測(cè)水位的變化并將水位信號(hào)進(jìn) 行傳輸； 溫度傳感器，設(shè)置在容器內(nèi)，用于測(cè)量水的溫度并將溫度信號(hào)進(jìn)行傳輸； 壓力表及與其配套的壓力變送器，設(shè)置在待測(cè)飽和蒸汽的管道上，用于測(cè)量待測(cè)飽和 蒸汽的壓力并將壓力信號(hào)進(jìn)行傳輸； 上位機(jī)，通過(guò)輸入端與差壓變送器、壓力變送器以及溫度傳感器連接，用于參數(shù)的采集 并按照熱平衡方程計(jì)算出飽和蒸汽干度值。
4. 如權(quán)利要求3所述的射汽抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量裝置，其特征在于，過(guò)熱蒸汽的管 道與射汽抽汽器之間依次設(shè)置閘閥與逆止閥。
5. 如權(quán)利要求3所述的射汽抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量裝置，其特征在于，所述射汽抽汽 器按照進(jìn)汽方向包括依次相連的噴嘴、混合室和擴(kuò)壓管，在混合室上設(shè)置逆止門與待檢測(cè) 飽和蒸汽的輸送管道連接，具有一定壓力的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入噴嘴，該噴嘴采用縮放噴嘴，可使 噴嘴出口汽流速度高達(dá)l〇〇〇m/s，將壓力能變?yōu)閯?dòng)能，使混合室中形成高度真空，待測(cè)飽和 蒸汽被吸進(jìn)混合室，被高速汽流帶進(jìn)擴(kuò)壓管，在擴(kuò)壓管中，混合汽體的動(dòng)能變成壓力能，擴(kuò) 壓管的出口壓力略高于大氣壓，待測(cè)飽和蒸汽排入容器的水中，過(guò)熱蒸汽停止時(shí)，逆止門自 動(dòng)關(guān)閉，防止容器中的水倒流。
【文檔編號(hào)】G01N25/60GK104237307SQ201410462755
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】朱洪波, 王長(zhǎng)友 申請(qǐng)人:本鋼板材股份有限公司