[實用新型]濕蒸汽密度計

有效

• 申請號: 201020261101.1
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN201788135U
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 李世武;李新興
• 申請（專利權）人: 青島海威茨儀表有限公司
• 主分類號: G01N9/00
• 分類號: G01N9/00;G01F1/86
• 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，是濕蒸汽密度計。

二、背景技術

由于水蒸氣具有比熱大和氣液相變潛熱大的特點，是一種常見的優質載能工質，在采油、煉油、化工、冶煉、火力發電、能源、動力、制藥、食品加工、印染、造酒、造紙、卷煙等企業的生產過程中，被廣泛使用。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。由此數據分析可知，我國對濕蒸汽質量流量計的需求，其數量高達600萬臺之多。對氣液兩相流的質量流量測量，仍是國際難題，因為氣液兩相流的流態多變，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，由此可見濕蒸汽的物性也是多變和隨機的，這給濕蒸汽質量流量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、氣液兩相流或者氣液多相流，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，在現有技術下，還不能測量濕蒸汽的質量流量。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。

在現有技術條件下，要測量濕蒸汽的質量流量，其捷徑就是先測量出濕蒸汽密度，再結合其他常規體積流量計，得出濕蒸汽的質量流量。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，本發明提出了一種濕蒸汽密度計。

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主流管和旁通管，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、以及在主流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；由濕蒸汽壓力、濕蒸汽溫度、飽和水溫度、飽和水電導率、產生濕蒸汽的原水電導率之間的相互關系式，建立濕蒸汽密度數學模型，求出待測的濕蒸汽密度。

本發明由前主流管、壓力計、分相分流管、節流器、后主流管、疏水器、電導率計，旁通管和采集處理器組成；前主流管、分相分流管和后主流管依次固定連接并連通，前主流管與后主流管同管內徑，而分相分流管的管內徑大于前主流管的管內徑；分相分流管采取擴容的措施對濕蒸汽進行分相分離；旁通管收集分相分流管內的濕蒸汽飽和水并送至后主流管內，其一端與分相分流管的底部固定連接并連通，另外一端與后主流管的底部固定連接并連通；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，得出前主流管內的濕蒸汽密度。在前主流管上安裝有壓力計，在后主流管內安裝有節流器。沿著飽和水的流動方向，在旁通管上依次安裝有電導率計和疏水器，且電導率計的高度低于疏水器的高度，而疏水器的高度又低于分相分流管的底部高度；疏水器僅對濕蒸汽中的飽和水導通、阻止蒸汽流通。節流器為一圓環板，圓環板的外徑與后主流管的內直徑相同；旁通管與后主流管的接口位于節流器之后；在前主流管、分相分流管、后主流管和旁通管的外壁面上均敷設有保溫層。

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是濕蒸汽密度計的結構示意圖，其中：

1、前主流管????????2、壓力計??????3、分相分流管

4、節流器??????????5、后主流管????6、疏水器

7、電導率計????????8、旁通管??????9、采集處理器

五、具體實施方式

實施例一