[发明专利]一种蒸汽流量计量装置及计量方法

权利要求书

1.一种蒸汽计量装置，包括一管线，管线入口装一入口连接法兰(1)，入口连接法兰(1)之后的管线上依次装有温度变送器（2）和压力变送器（3），其特征在于所述的管线为水平管线（10），所述水平管线（10）上在压力变送器（3）之后连接文丘里（6），所述文丘里（6）的入口上游或者喉部设一单能伽马传感器（5），所述文丘里（6）上装一差压变送器（5），用以实时测量流体流过文丘里产生的差压值，文丘里（6）之后为管线出口（7）。

2.一种蒸汽计量装置，包括一管线，管线入口端装一入口连接法兰(1)，其特征在于所述的管线为竖直管线（11），所述竖直管线（11）上在入口连接法兰(1)之后连接一入口盲三通（8），入口盲三通（8）上依次装有温度变送器（2）和压力变送器（3），压力变送器（3）之后连接文丘里（6），所述文丘里（6）的入口上游或者喉部设一单能伽马传感器（5），所述文丘里（6）上装一差压变送器（5），用以实时测量流体流过文丘里产生的差压值，文丘里（6）之后为管线出口（7）。

3.一种蒸汽计量装置，包括一管线，管线入口端装一入口连接法兰(1)，其特征在于所述的管线为倒U型管线（9），所述倒U型管线（9）上入口连接法兰(1)之后连接一入口盲三通（8），入口盲三通（8）上依次装有温度变送器（2）和压力变送器（3），压力变送器（3）之后连接文丘里（6），所述文丘里（6）的入口上游或者喉部设一单能伽马传感器（5），所述文丘里（6）上装一差压变送器（5），用以实时测量流体流过文丘里产生的差压值，文丘里（6）之后为管线出口（7）。

4.根据权利要求1-3任一项所述的蒸汽计量装置，其特征在于所述的单能伽马传感器（4）测量蒸汽截面相分率、蒸汽截面干度。

5.一种使用权利要求1-3任一项所述的蒸汽计量装置计量蒸汽的方法，包括以下步骤：

1）由单能伽马传感器测量饱和蒸汽相分率                                                ;

2）由压力变送器和温度变送器实时测量管道压力和温度；

3）计算饱和水和饱和蒸汽的密度，得到流体的混合密度  和蒸汽干度X；

4)利用文丘里管测量总流量差压值，对测量的数据进行计算，求得总质量流量率，饱和蒸汽流量率  和饱和水流量率 ；

 5）对汽液相速度差带来的测量饱和蒸汽流量率和真实饱和蒸汽流量率的差值、饱和水流量率和真实饱和水流量率的差值采用汽液环状流滑差解析解的方法进行补偿。

6.根据权利要求5所述的一种使用权利要求1-3任一项所述的蒸汽计量装置计量蒸汽的方法，其特征在于所述的蒸汽干度通过伽马射线吸收公式计算得到：

 

其中： 

 分别表示“饱和蒸汽”和“饱和水”的在线线性吸收系数

分别表示“饱和蒸汽”和“饱和水”的在线密度

蒸汽的干度：

。

7. 根据权利要求6所述的一种使用权利要求1-3任一项所述的蒸汽计量装置计量蒸汽的方法，其特征在于所述的饱和蒸汽和饱和水的质量流量根据总质量流量和干度计算得到：

总质量流量率 ：

饱和蒸汽质量流量率：   

饱和水质量流量率：     。

8.根据权利要求5所述的一种使用权利要求1-3任一项所述的蒸汽计量装置计量蒸汽的方法，其特征在于所述的最终饱和蒸汽和饱和水流量需要采用汽液环状流滑差解析解的方法进行补偿：

蒸汽计量中可能存在相速度差使得直接测量饱和蒸汽量和真实饱和蒸汽量存在一个差值，直接测量饱和水量和真实饱和水量存在一个差值： 

其中：

为常数，由蒸汽流量计计量尺寸决定

，表示“饱和水”的粘度

，表示“饱和蒸汽”和“饱和水”的在线粘度比

，表示“饱和蒸汽”和“饱和水”的在线密度比

，表示摩擦阻力系数，是流体雷诺数和管壁相对粗糙度的函数

，是蒸汽计量装置中文丘里计量的总流量

最后可得到饱和水、饱和蒸汽质量流量：

饱和蒸汽质量流量率：   

饱和水质量流量率：       。