一種射水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，用射水抽汽裝置將待測(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，容器中的水位、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，通過測(cè)量飽和蒸汽壓力、水位、水溫，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。
【專利說明】一種射水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)探針法、電容法、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 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?，F(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，進(jìn)行通過換熱面進(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)問題在于提供一種射水抽汽飽和蒸汽干度測(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)高的問題。
[0004] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種射水抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量方法，該方法在容器內(nèi)的 水位下設(shè)置出水管，出水管與射水泵入口相連，通過射水泵將水加壓形成高速水流通過在 容器上方設(shè)置的射水抽汽器，在射水抽汽器內(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)待測(cè)飽和蒸汽中的干蒸汽釋放汽化潛熱凝結(jié)成飽和水，在此過程中，相變溫度 不變；
[0006] (2)待測(cè)飽和蒸汽中的飽和水及干蒸汽凝結(jié)成的飽和水與容器中的水混合放熱， 在此過程中，溫度降低；
[0007] (3)循環(huán)運(yùn)行一段時(shí)間后，待測(cè)蒸汽凝結(jié)、放熱，容器中的水位、溫度上升，從容器 中水體積的增加計(jì)算出待測(cè)飽和蒸汽總質(zhì)量；從容器中水溫的變化計(jì)算出蒸汽釋放的熱 量；
[0008] (4)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。
[0009] 進(jìn)一步地，熱平衡方程為：
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 一種射水抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量方法，其特征在于，該方法在容器內(nèi)的水位下設(shè)置 出水管，出水管與射水泵入口相連，通過射水泵將水加壓形成高速水流通過在容器上方設(shè) 置的射水抽汽器，在射水抽汽器內(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) 待測(cè)飽和蒸汽中的干蒸汽釋放汽化潛熱凝結(jié)成飽和水，在此過程中，相變溫度不 變； (2) 待測(cè)飽和蒸汽中的飽和水及干蒸汽凝結(jié)成的飽和水與容器中的水混合放熱，在此 過程中，溫度降低； (3) 循環(huán)運(yùn)行一段時(shí)間后，待測(cè)蒸汽凝結(jié)、放熱，容器中的水位、溫度上升，從容器中水 體積的增加計(jì)算出待測(cè)飽和蒸汽總質(zhì)量；從容器中水溫的變化計(jì)算出蒸汽釋放的熱量； (4) 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所述的射水抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量方法，其特征在于，熱平衡方程 為： (1) 式中：x :待測(cè)飽和蒸汽的干度； H2 :汽水混合后的水位，mm ; 氏：容器中原始水位，mm ; t2 :汽水混合后水溫，°C ; L :容器內(nèi)原始水溫，°C ; 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 ; P飽和水：待測(cè)飽和蒸汽及飽和水的壓力，bar ; hw(pW7)〇 :根據(jù)飽和蒸汽壓力及干度為〇時(shí)查得飽和水焓值，kj/kg ; rs :待測(cè)飽和蒸汽的汽化潛熱，kj/kg。
3. -種射水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； 射水泵，通過設(shè)置在容器水位下的進(jìn)水管將水抽出加壓并通過出水管將具有水導(dǎo)入加 壓； 射水抽汽器，一端與射水泵的出水連接，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，通過水流在射水抽汽器內(nèi)形成真空將待測(cè)飽和蒸汽引出； 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)算并顯示出飽和蒸汽干度值。
4. 如權(quán)利要求3所述的射水抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量裝置，其特征在于，射水泵與射水 抽汽器之間依次設(shè)置逆止閥與閘閥。
5. 如權(quán)利要求3所述的射水抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量裝置，其特征在于，射水泵通入容 器水位下的進(jìn)水管的管口處設(shè)置入口濾網(wǎng)。
6. 如權(quán)利要求3所述的射水抽汽飽和蒸汽干度測(cè)量裝置，其特征在于，所述射水抽汽 器按照水流方向包括工作水入口水室以及連接在工作水入口水室出口的噴嘴、工作水入口 水室密封連接在一混合室上，混合室的另一端通過連接一擴(kuò)壓管通入容器內(nèi)，在混合室上 設(shè)置逆止門用于連接待測(cè)飽和蒸汽的進(jìn)氣管道，射水泵出口的具有一定壓力的水流進(jìn)入工 作水入口水室，經(jīng)噴嘴噴出，將壓力能變?yōu)閯?dòng)能，使混合室中形成高度真空，將待測(cè)飽和蒸 汽被工作水帶進(jìn)擴(kuò)壓管，擴(kuò)壓管的出口壓力略高于大氣壓，待測(cè)飽和蒸汽隨工作水一起排 入容器的水中，當(dāng)水泵發(fā)生故障時(shí)，逆止門自動(dòng)關(guān)閉，防止容器中的水倒流。
【文檔編號(hào)】G01N25/60GK104215663SQ201410466395
【公開日】2014年12月17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, 王長友 申請(qǐng)人:本鋼板材股份有限公司