[发明专利]一种射汽抽汽饱和蒸汽干度测量方法及装置

权利要求书

1.一种射汽抽汽饱和蒸汽干度测量方法，其特征在于，该方法将工业蒸汽管网来的过热蒸汽导入设置在容器上方的射汽抽汽器，在射汽抽汽器内形成负压将待测饱和蒸汽引出并带入容器内的水中，进行混合换热，蒸汽在容器内相变降温凝结为水，释放热量，包括：

(1)通入过热蒸汽时，对过热蒸汽的温度、压力以及流量进行监测；

(2)待测饱和蒸汽中的干蒸汽以及过热蒸汽释放汽化潜热凝结成饱和水，在此过程中，相变温度不变；

(3)待测饱和蒸汽中的饱和水及其中的干蒸汽凝结成的饱和水、过热蒸汽凝结成的饱和水与容器中的水混合放热；

(4)循环运行一段时间后，待测饱和蒸汽及过热蒸汽凝结、放热，容器中的水位、温度上升，从容器中水体积的增加即待测饱和蒸汽和过热蒸汽的总质量，从中扣除步骤(1)中测出的过热蒸汽的质量即得到待测饱和蒸汽的质量；从容器中水温的变化计算出待测饱和蒸汽和过热蒸汽释放的热量，从中扣除过热蒸汽释放的热量，即得到待测饱和蒸汽释放的热量；

(5)利用容器中的水位、温度的变化规律建立热平衡方程，计算出饱和蒸汽干度。

2.按照权利要求1所述的射汽抽汽饱和蒸汽干度测量方法，其特征在于，热平衡方程为：

式1中各变量的含义如下：

x：待测饱和蒸汽的干度；

H₂：汽水混合后的水位，mm；

H₁：水箱中原始水位，mm；

t₂：汽水混合后水温,℃；

t₁：容器内原始水温,℃；

m_干：过热蒸汽的质量，kg/h；

ρ_水：水的密度，kg/m³；

s：容器的底面积，㎡；

h_w(t2)：根据汽水混合后水温查得焓值，kJ/kg；

h_w(t1)：根据原始水温查得焓值，kJ/kg；

h_w(p干)：过热蒸汽的焓值，kJ/kg；

p_干：过热蒸汽的压力，bar；

p_湿：待测饱和蒸汽的压力，bar；

h_w(p湿)：压力P下的饱和水焓值，kJ/kg；

r_湿：待测饱和蒸汽的汽化潜热，kJ/kg。

3.一种射汽抽汽饱和蒸汽干度测量装置，其特征在于，该装置包括：

容器，用于盛放一定量的水，水量以能够达到水位计量程下限为宜；

射汽抽汽器，一端通入过热蒸汽，另一端通入容器的水位下，并在其上设置待测饱和蒸汽进口，通过过热蒸汽流在射汽抽汽器内形成真空将待测饱和蒸汽引出；

设置过热蒸汽的管道与射汽抽汽器连接，过热蒸汽的管道上设置节流孔板用于测量流量，与节流孔板配套的差压变送器将流量信号传输；在过热蒸汽的管道上还设置温度传感器以及压力变送器分别用于测量过热蒸汽的温度与汽压并将温度压力信号进行传输；

水位计及与其配套的差压变送器，设置在容器上用于检测水位的变化并将水位信号进行传输；

温度传感器，设置在容器内，用于测量水的温度并将温度信号进行传输；

压力表及与其配套的压力变送器，设置在待测饱和蒸汽的管道上，用于测量待测饱和蒸汽的压力并将压力信号进行传输；

上位机，通过输入端与差压变送器、压力变送器以及温度传感器连接，用于参数的采集并按照热平衡方程计算出饱和蒸汽干度值。

4.如权利要求3所述的射汽抽汽饱和蒸汽干度测量装置，其特征在于，过热蒸汽的管道与射汽抽汽器之间依次设置闸阀与逆止阀。

5.如权利要求3所述的射汽抽汽饱和蒸汽干度测量装置，其特征在于，所述射汽抽汽器按照进汽方向包括依次相连的喷嘴、混合室和扩压管，在混合室上设置逆止门与待检测饱和蒸汽的输送管道连接，具有一定压力的过热蒸汽进入喷嘴，该喷嘴采用缩放喷嘴，可使喷嘴出口汽流速度高达1000m/s，将压力能变为动能，使混合室中形成高度真空，待测饱和蒸汽被吸进混合室，被高速汽流带进扩压管，在扩压管中，混合汽体的动能变成压力能，扩压管的出口压力略高于大气压，待测饱和蒸汽排入容器的水中，过热蒸汽停止时，逆止门自动关闭，防止容器中的水倒流。