[發明專利]一種濕蒸汽密度測量裝置

無效

• 申請號: 201010228715.4
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101923030A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 李新興;李世武
• 申請（專利權）人: 青島海威茨儀表有限公司;李世武
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、所屬技術領域

本發明涉及蒸汽物性測量的技術領域，是一種濕蒸汽密度測量裝置。

二、背景技術

水是常見的自然物質，來源廣泛、無毒無害、獲取容易，尤其具有比熱大和氣液相變潛熱大的特點，是一種優質的載能物質，因而在工業生產中被廣泛使用，特別是石油、化工、能源等工業領域。為了提高蒸汽轉換與利用的技術性和經濟性，就必須對蒸汽質量流量和物性如蒸汽密度進行監測與控制。

我國現有53萬臺蒸汽鍋爐之多，96％以上是飽和蒸汽鍋爐。在飽和蒸汽鍋爐出口、蒸汽輸送管網和蒸汽用戶處，蒸汽為氣液兩相流的濕蒸汽。對氣液兩相流的物性測量，仍是國際難題，因為濕蒸汽的流態多變，有泡狀流、塞狀流、層狀流、波狀流、彈狀流、環狀流等，而且常隨機變化，由此可見蒸汽的物性也是多變和隨機的，這給蒸汽質量流量和蒸汽物性的測量帶來了極大的困難。

要獲知蒸汽的質量流量，就需要用流量計進行測量。國內外現有各種類型的流量計，如孔板流量計、噴管流量計、內錐流量計、均速管流量計、彎管流量計、葉輪流量計、靶式流量計、渦輪流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計、射流流量計、超聲波流量計、電磁流量計、科里奧利流量計、熱式流量計等。對流體流量的計量，無論是對單組分液體、單組分氣體、液體混合物、氣體混合物、氣液兩相流還是氣液多相流，需要計量的是流體的質量流量，而不是流體的體積流量，在許多情況下用體積流量計來代替質量流量計計量，就會引起很大的測量誤差。在上述流量計中，只有科里奧利流量計和熱式流量計是質量流量計，能夠直接測量流體的質量流量，而其它的流量計則是體積流量計，只能測量流體的體積流量。即便是科里奧利流量計或者熱式流量計，所能測量的也僅僅是單組分液體或者單組分氣體的質量流量，或者是事先已知密度的液體混合物或者氣體混合物的質量流量。由此可知，現有技術的流量計還不能測量出濕蒸汽的質量流量，或者說這些流量計只有在濕蒸汽密度已知的條件下，才能得出蒸汽的質量流量。

國際上，現有中子密度計和伽瑪射線密度計，可用于測量濕蒸汽的密度，然而這類儀器價格十分昂貴，且有潛在的輻射危害，因而難于在工業生產中廣泛應用。為解決濕蒸汽質量流量的測量問題，轉而就是解決濕蒸汽密度的測量問題，本發明提出一種濕蒸汽密度測量裝置。

三、發明內容

本發明的技術方案是，通過設置外壁面與環境絕熱的直通管和旁通管，對氣液兩相流的濕蒸汽進行分相剝離，剝離為僅在旁通管流通的液相飽和水、以及在直通管流通的氣相干飽和蒸汽或者氣液兩相的濕蒸汽；利用旁通管實施剝離、收集和導通飽和水；通過測量濕蒸汽壓力和飽和水電導率，由濕蒸汽壓力與溫度的關聯式、飽和水溫度與濕蒸汽溫度的相關性、飽和水電導率、產生濕蒸汽的原水電導率與濕蒸汽密度的相關性，建立濕蒸汽密度數學模型，求出待測的濕蒸汽密度。

本發明由直通管、壓力計、喇叭管、封頭、節流器、輸水管、采集處理器、疏水器、出流管、電導率計、積水管和入流管組成。積水管是由入流管和出流管組成的U形管，位于直通管之下；積水管、疏水器與輸水管組成與直通管并聯的旁通管并構成濕蒸汽飽和水通道，收集直通管內的濕蒸汽飽和水并再送回至直通管內；采集處理器通過采集壓力計所測的濕蒸汽壓力、電導率計所測的濕蒸汽飽和水的電導率，由內置的濕蒸汽密度數學模型，得出直通管內的濕蒸汽密度。在直通管上安裝有壓力計和節流器；節流器用于形成直通管內濕蒸汽的流動阻力壓差，其節流程度以使由積水管、疏水器和輸水管構成的旁通管內飽和水流暢通即可。入流管用以收集直通管內濕蒸汽中的飽和水，其入口為口徑漸縮的喇叭管，并與直通管的底部固定連接且連通，其出口與出流管的入口固定連接并連通。出流管的出口端安有封頭。輸水管的入口端與出流管的中上部固定連接并連通，其出口端與直通管的底部固定連接且連通；輸水管上安裝有疏水器，疏水器的高度低于封頭的高度，它僅對濕蒸汽中的飽和水導通、阻止蒸汽流通。在積水管的下部安裝有電導率計，用于測量飽和水的電導率。直通管、積水管和輸水管的外壁面均敷設有保溫層。

本發明具有能測量濕蒸汽密度的功能，且耐高溫高壓，測量精度高的特點。

四、附圖說明

圖1是濕蒸汽密度儀的結構示意圖，其中：

1、直通管????????2、壓力計????3、喇叭管

4、封頭??????????5、節流器????6、輸水管

7、采集處理器????8、疏水器????9、出流管

10、電導率計?????11、積水管??12、入流管

五、具體實施方式

實施例一

本實施例是一種濕蒸汽密度測量裝置，用于測量濕蒸汽的密度。