AT237337B - Verfahren zur Bestimmung der Dampffeuchtigkeit und Vorrichtung zu seiner Durchführung - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Bestimmung der Dampffeuchtigkeit und Vorrichtung zu "seiner Durchführung 
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, bei dem der Feuchtigkeitsgrad des Dampfes aus dem An- stieg der Entalpie einer bestimmten Dampf-Durchflussmenge bei ihrem Übergang aus dem Zustand des
Nassdampfes in den Zustand des überhitzten Dampfes bestimmt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durch- führung dieses Verfahrens. 



   Für den   wirtschaftlichen Betrieb von Wärmekraftanlagen ist eine ständige Kenntnis der D ampffeuchtig-   keit von besonderer Bedeutung, denn sie ermöglicht das Verfolgen des Wirkungsgrades der Dampfturbine. 



   Auch für die konstruktive Entwicklung von Turbinen sind Kenntnisse über die Strömung des Nassdampfes in der Rohrleitung und vor den Wärmeaustauschern von ausschlaggebender Bedeutung. Ebenso wichtig und notwendig ist es, die Dampffeuchtigkeit in den Überhitzern von Dampfkessel zu kennen. Die so gewonnenen Erkenntnisse dienen zur Feststellung der Turbinencharakteristik während des Betriebes. und es wurde verschiedentlich angestrebt, Verfahren zu finden, die ein schnelles Messen erlauben. 



   Von den bisher bekannten Methoden desMessens derDampffeuchtigkeit sei zunächst die Separationsmethode erwähnt, die grösstenteils durch Messmethoden überholt ist, die sich des bekannten Drosselkalorimeters bedienen. Ihr Nachteil besteht darin, dass die Messungen mühsam und zeitraubend sind, wobei in den meisten Fällen nicht die Ergebnisse erzielt werden, die unerlässlich sind, insbesondere eine genügende Genauigkeit. So ist   es z. B. nicht möglich, die Messmethode mit dem Drosselkalorimeter bei   dem Austrittsdampf von Kondensationsturbinen anzuwenden, da sich auch bei einer grossen isentalpischen Expansion der aus der Endstufe der Turbine strömende Nassdampf nicht in überhitzten Dampf überführen lässt. 



   Auch andere bisher bekannte Methoden, die zur Bestimmung der Dampffeuchtigkeit die Messung der   thermodynamischen Grössen verwenden, haben   sich infolge verschiedener Unzulänglichkeiten in der Praxis nicht durchsetzen können. Die Mängel bestehen insbesondere in den Schwierigkeiten bei der Entnahme richtiger Proben des Nassdampfes sowie bei der Messung der Dampf-Durchflussmenge. Auch haben sich diese Methoden als nicht hinreichend empfindlich erwiesen. 



   Diese Unzulänglichkeiten werden durch das erfindungsgemässe Messverfahren beseitigt, das auf folgendem Prinzip beruht :
Wird dem Nassdampf, dessen Temperatur mit   tos der   Druck mit po und der unbekannte Feuchtigkeitsgrad mit   x.   bezeichnet sei, mittels der Heizleistung eines   Messfühlers   eine entsprechende mit Q bezeichnete Wärmemenge zugeführt, so geht der Dampf in einen ganz bestimmten Zustand des überhitzten Dampfes über, dessen Temperatur mit    t1   und der Druck mit   P1   bezeichnet seien, wobei dieser Übergang isobarisch erfolgen kann.

   Wird nun die Durchflussgeschwindigkeit    w1   des Dampfes (bzw. sein Volumen    VI)   gemessen und aus diesen Parametern in an sich bekannter Weise die gewichtsmässige Dampf-Durchflussmenge M abgeleitet, so kann auf Grund der allgemein bekannten Beziehung für den Anstieg der 
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 einem IS-Diagramm. bestimmt werden. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Bestimmung der Dampffeuchtigkeit durch Messen des Anstieges der Entalpie einer bestimmten Dampf-Durchflussmenge bei ihrem Übergang aus dem Zustand des Nass- 

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 feuchtigkeit in der Dampfrohrleitung, wo der Druck den atmosphärischen Druck übersteigt. 



   In diesen Figuren stellt 1 den Körper des Messgerätes dar, 9 ist das Austrittsrohr des Messgerätes, 15 eine Pumpe und 16 ein Regulierventil. 



   Die Ausführung und Anordnung des Messgerätes kann eine verschiedentliche sein. So kann dass Mess- gerät beispielsweise ausserhalb der Strömung des zu messenden Nassdampfes derart installiert werden, dass es von dem Nassdampf durchflossen wird, der mittels einer Abnahmesonde entnommen wird. Bei dieser
Anordnung wird das Messgerät nur mit den Messfühlern 6a, dem elektrischen Heizkörper 8, den Mess- fühlern 6b und der Einrichtung 14 zum Messen der Durchflussgeschwindigkeit des Dampfes ausgestattet, während die Messfühler 2a und 4 in der Abnahmesonde angebracht sind. 



   Das Messen der Temperaturen und der Drücke geschieht mit Hilfe an sich bekannter Messgeräte der- art, dass jeder der zu messenden Werte gesondert und dann gemeinsam mit der Heizleistung erfasst wird, woraufhin der Feuchtigkeitsgrad, welcher durch das Mass des Anstieges der Entalpie gegeben ist, direkt aus einem Wärmediagramm,   z. B.   einem IS-Diagramm, bestimrmwird. Auch können die bestimmenden
Parameter, wie die Temperaturen, die Drücke sowie die Heizleistung bzw.   die Entalpie-Differenz M   mit Hilfe entsprechender Einrichtungen in elektrische Grössen überführt werden, die, in zweckentsprechenden Apparaturen ausgewertet, den jeweiligen Feuchtigkeitsgrad angeben. Ausserdem kann die
Auswertungsapparatur mit einer automatischen potentiometrischen Kompensation ausgerüstet werden. 



   Der Vorteil des   erfindungsgemässen   Verfahrens besteht darin, dass es hochempfindlich ist, weil selbst kleine Änderungen der Dampffeuchtigkeit grosse Änderungen der Werte Ai bzw. Q zur Folge haben. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist der, dass es ein kontinuierliches Messen ermöglicht, bei dem sämtliche Messwerte ständig angezeigt und registriert werden, so dass der Messvorgang laufend verfolgt werden kann. 



  Ebenso kann mit Hilfe von entsprechenden, auf einen   bestimmten Betriebszweck   eingestellten Apparaturen der Zustand des Nassdampfes ständig überwacht und die Angaben durch entsprechende Apparaturen zur Betätigung von Regelorganen oder Schutzeinrichtungen gegen Beschädigung der Anlage durch übermässige Dampffeuchtigkeit ausgenutzt werden. Hiebei ist von Vorteil, dass die bei der Messung erhaltenen grossen Stromwerte als Betätigungsimpulse verwendet werden können, ohne dass sie verstärkt werden müssten. 



     PATENTANSPRÜCHE   : 
1. Verfahren zur Bestimmung der Dampffeuchtigkeit durch Messen des Anstieges der Entalpie einer bestimmten Dampf-Durchflussmenge bei ihrem Übergang aus dem Zustand des Nassdampfes in den Zustand des überhitzten Dampfes, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse des Anstieges der Entalpie aus der Heizleistung eines den Nassdampf, dessen Feuchtigkeitsgrad zu bestimmen ist, in überhitzten Dampf überführenden elektrischen Heizkörpers und der gewichtsmässigen Dampf-Durchflussmenge durch kontinuierliche Messung dieser beiden Werte bei gleichzeitiger kontinuierlicher Messung der Temperatur und des Druckes des Nassdampfes sowie des überhitzten Dampfes ermittelt und der Feuchtigkeitsgrad, welcher durch die Grösse des Anstieges der Entalpie gegeben ist, direkt aus einem   Wärmediagramm, z.

   B.   einem IS-Diagramm, bestimmt wird.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem rohrförmigen Messgerät (1) besteht, welches innerhalb der Dampfleitung installiert ist und von dem zu messenden Dampf durch-und umflossen wird und welches, mit dem Eintrittsteil beginnend, die Messfühler (4) zum Messen des Druckes des umfliessenden Nassdampfes, die Messfühler (2a) zum Messen EMI3.1 Dampfes, weiters einen elektrisch beheizten Heizkörper (8), die Messfühler (2b) zum Messen des Druckes, die Messfühler (6b) zum Messen der Temperatur und eine an sich bekannte Einrichtung (14) zum Messen der Durchflussgeschwindigkeit des überhitzten Dampfes enthält, wobei mit Ausnahme des Messfühlers (4) zum Messen des Druckes des umfliessenden Nassdampfes,

   der auf der Oberfläche des rohrförmigen Messgerätes angebracht ist, alle andern angeführten Messfühler sowie der Heizkörper (8) und die Einrichtung (14) zum Messen der Durchflussgeschwindigkeit innerhalb des Rohres des Messgerätes (1) angeordnet sind.

   3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät ausserhalb der Dampfleitung installiert ist und der zu messende Nassdampf einer innerhalb der Dampfleitung installierten Abnahmesonde entnommen wird, wobei das Messgerät nur die Messfühler (6a) zum Messen der Temperatur des Nassdampfes, den elektrischen Heizkörper (8), die Messfühler (2b) zum Messen des Druckes, die Messfühler (6b) zum Messen der Temperatur und eine an sich bekannte Einrichtung (14) zum Messen der Durchflussgeschwindigkeit des überhitzten Dampfes enthält, während die <Desc/Clms Page number 4> Abnahmesonde mit den Messfühlern (2a) zum Messen des Druckes des durchfliessenden und den Messfühlern (4) zum Messen des Druckes des umfliessenden Nassdampfes ausgestattet ist, wobei die Messfühler (2a)

   zum Messen des Druckes des durchfliessenden Nassdampfes innerhalb und der Messfühler (4) zum Messen des Druckes des umfliessenden Nassdampfes ausserhalb der rohrförmigen Abnahmesonde angeordnet sind.