一種射汽抽汽飽和蒸汽幹度測量方法及裝置製造方法
2024-02-24 20:10:15 2
一種射汽抽汽飽和蒸汽幹度測量方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明屬於飽和蒸汽幹度測量領域，尤其是能夠從負壓系統中將待測飽和蒸汽引入到裝有一定量冷卻水的容器中進行混合換熱的凝結式飽和蒸汽幹度測量方法及其裝置。用射汽抽汽裝置將待測飽和蒸汽引入裝有一定量水的容器內混合換熱，蒸汽在容器內凝結為水，釋放熱量，水箱中的水位、溫度必然上升，從水體積增加計算待測飽和蒸汽總質量；從水溫的變化計算蒸汽釋放的熱量，通過測量飽和蒸汽壓力、水位、水溫、過熱蒸汽流量、壓力、溫度，並將所檢測到的各項數值傳輸到上位機，利用熱平衡方程測算飽和蒸汽的幹度，能夠實時測量並顯示飽和蒸汽幹度。
【專利說明】一種射汽抽汽飽和蒸汽幹度測量方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本發明屬於飽和蒸汽幹度測量領域，尤其是能夠從負壓系統中將待測飽和蒸汽引 入到裝有一定量冷卻水的容器中進行混合換熱的凝結式飽和蒸汽幹度測量方法及其裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，公知的飽和蒸汽幹度測量方法有：（1)化驗方法通過對待測飽和蒸汽採樣， 化驗水中含鹽量確定飽和蒸汽幹度。化驗方法是一種實驗室檢測方法，不適宜在工程上在 線實時測量。（2)非熱力學方法有光學探測法、電導探針法、電容法、熱線和Y射線法等。 目前，非熱力學方法在工程應用中還存在較大的局限性與不足，按此方法製造的測量裝置 造價較高，受使用場所限制，測量精度和使用壽命都有局限。（3)熱力學方法有節流法、蒸汽 空氣混合法、加熱法、相分離法、混合法、凝結法等。熱力學方法需要從待測飽和蒸汽中抽取 試樣，然後引向測量裝置。該方法源於飽和蒸汽幹度的熱力學定義，測量原理清晰，缺點是 需要抽取試樣，這使其在線實用性受到一定的限制。在熱力學方法中，凝結法的測量原理簡 單，受待測飽和蒸汽參數影響小，幹度測量範圍寬。在許多應用場所中，凝結法具有在線實 時測量的條件，是實用的測量方法。現有的凝結式飽和蒸汽幹度測量裝置及測量方法（申 請號為CN200610042912)的裝置組成包括：換熱器、電子天平、熱量表、溫度計、顯示器；測 量方法是將待測飽和蒸汽和冷卻水引入間壁式換熱器，通過換熱面進行傳導換熱；其缺點 是（1)僅適用於將處於正壓的待測蒸汽引入到換熱器中，對於處於負壓狀態的待測蒸汽則 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影響到換熱效果，並影 響到測量精度。（3)系統組成複雜，造價高。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題在於提供一種射汽抽氣飽和蒸汽幹度測量方法及裝 置，旨在解決現有技術中的飽和蒸汽幹度測量精度受換熱面端差及清潔程度的影響，不能 用於負壓系統，系統組成複雜造價高的問題。
[0004] 本發明是這樣實現的，一種射汽抽汽飽和蒸汽幹度測量方法，該方法將工業蒸汽 管網來的過熱蒸汽導入設置在容器上方的射汽抽汽器，在射汽抽汽器內形成負壓將待測飽 和蒸汽引出並帶入容器內的水中，進行混合換熱，蒸汽在容器內相變降溫凝結為水，釋放熱 量，包括：
[0005] (1)通入過熱蒸汽時，對過熱蒸汽的溫度、壓力以及流量進行監測；
[0006] (2)待測飽和蒸汽中的幹蒸汽以及過熱蒸汽釋放汽化潛熱凝結成飽和水，在此過 程中，相變溫度不變；
[0007] (3)待測飽和蒸汽中的飽和水及其中的幹蒸汽凝結成的飽和水、過熱蒸汽凝結成 的飽和水與容器中的水混合放熱；
[0008] (4)循環運行一段時間後，待測飽和蒸汽及過熱蒸汽凝結、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飽和蒸汽和過熱蒸汽的總質量，從中扣除步驟（1) 中測出的過熱蒸汽的質量即得到待測飽和蒸汽的質量；從容器中水溫的變化計算出待測飽 和蒸汽和過熱蒸汽釋放的熱量，從中扣除過熱蒸汽釋放的熱量，即得到待測飽和蒸汽釋放 的熱量；
[0009] (5)利用容器中的水位、溫度的變化規律建立熱平衡方程，計算出飽和蒸汽幹度。
[0010] 進一步地,熱平衡方程為：
[0011]
【權利要求】
1. 一種射汽抽汽飽和蒸汽幹度測量方法，其特徵在於，該方法將工業蒸汽管網來的過 熱蒸汽導入設置在容器上方的射汽抽汽器，在射汽抽汽器內形成負壓將待測飽和蒸汽引出 並帶入容器內的水中，進行混合換熱，蒸汽在容器內相變降溫凝結為水，釋放熱量，包括： (1) 通入過熱蒸汽時，對過熱蒸汽的溫度、壓力以及流量進行監測； (2) 待測飽和蒸汽中的幹蒸汽以及過熱蒸汽釋放汽化潛熱凝結成飽和水，在此過程中， 相變溫度不變； (3) 待測飽和蒸汽中的飽和水及其中的幹蒸汽凝結成的飽和水、過熱蒸汽凝結成的飽 和水與容器中的水混合放熱； (4) 循環運行一段時間後，待測飽和蒸汽及過熱蒸汽凝結、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飽和蒸汽和過熱蒸汽的總質量，從中扣除步驟（1)中測 出的過熱蒸汽的質量即得到待測飽和蒸汽的質量；從容器中水溫的變化計算出待測飽和蒸 汽和過熱蒸汽釋放的熱量，從中扣除過熱蒸汽釋放的熱量，即得到待測飽和蒸汽釋放的熱 量； (5) 利用容器中的水位、溫度的變化規律建立熱平衡方程，計算出飽和蒸汽幹度。
2. 按照權利要求1所述的射汽抽汽飽和蒸汽幹度測量方法，其特徵在於，熱平衡方程 為：
式1中各變量的含義如下： X:待測飽和蒸汽的幹度； H2 :汽水混合後的水位，mm; H1 :水箱中原始水位，mm;t2 :汽水混合後水溫，°C; L:容器內原始水溫，°C;m幹：過熱蒸汽的質量，kg/h; P水：水的密度，kg/m3 ;s:容器的底面積，m2 ; hwa；a:根據汽水混合後水溫查得洽值，kj/kg;hw(tl):根據原始水溫查得焓值，kj/kg; hw(p幹）：過熱蒸汽的j：含值，kj/kg; P幹：過熱蒸汽的壓力，bar; Pis :待測飽和蒸汽的壓力，bar; hw(P溼）：壓力P下的飽和水洽值，kj/kg; rs :待測飽和蒸汽的汽化潛熱，kj/kg。
3. -種射汽抽汽飽和蒸汽幹度測量裝置，其特徵在於，該裝置包括： 容器，用於盛放一定量的水，水量以能夠達到水位計量程下限為宜； 射汽抽汽器，一端通入過熱蒸汽，另一端通入容器的水位下，並在其上設置待測飽和蒸 汽進口，通過過熱蒸汽流在射汽抽汽器內形成真空將待測飽和蒸汽引出； 設置過熱蒸汽的管道與射汽抽汽器連接，過熱蒸汽的管道上設置節流孔板用於測量流 量，與節流孔板配套的差壓變送器將流量信號傳輸；在過熱蒸汽的管道上還設置溫度傳感 器以及壓力變送器分別用於測量過熱蒸汽的溫度與汽壓並將溫度壓力信號進行傳輸； 水位計及與其配套的差壓變送器，設置在容器上用於檢測水位的變化並將水位信號進 行傳輸； 溫度傳感器，設置在容器內，用於測量水的溫度並將溫度信號進行傳輸； 壓力表及與其配套的壓力變送器，設置在待測飽和蒸汽的管道上，用於測量待測飽和 蒸汽的壓力並將壓力信號進行傳輸； 上位機，通過輸入端與差壓變送器、壓力變送器以及溫度傳感器連接，用於參數的採集 並按照熱平衡方程計算出飽和蒸汽幹度值。
4. 如權利要求3所述的射汽抽汽飽和蒸汽幹度測量裝置，其特徵在於，過熱蒸汽的管 道與射汽抽汽器之間依次設置閘閥與逆止閥。
5. 如權利要求3所述的射汽抽汽飽和蒸汽幹度測量裝置，其特徵在於，所述射汽抽汽 器按照進汽方向包括依次相連的噴嘴、混合室和擴壓管，在混合室上設置逆止門與待檢測 飽和蒸汽的輸送管道連接，具有一定壓力的過熱蒸汽進入噴嘴，該噴嘴採用縮放噴嘴，可使 噴嘴出口汽流速度高達l〇〇〇m/s，將壓力能變為動能，使混合室中形成高度真空，待測飽和 蒸汽被吸進混合室，被高速汽流帶進擴壓管，在擴壓管中，混合汽體的動能變成壓力能，擴 壓管的出口壓力略高於大氣壓，待測飽和蒸汽排入容器的水中，過熱蒸汽停止時，逆止門自 動關閉，防止容器中的水倒流。
【文檔編號】G01N25/60GK104237307SQ201410462755
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】朱洪波, 王長友 申請人:本鋼板材股份有限公司