CN201795999U - 一种蒸汽干度测量仪 - Google Patents

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Abstract

一种蒸汽干度测量仪,在蒸发器中部、顶部和底部均有湿蒸汽管道、干饱和蒸汽管道、集水管和排污管道的连接孔;液面稳定器位于蒸发器内。湿蒸汽管道的一端与位于蒸发器内的蒸汽管喷头连接。饱和水管道通过集水管与蒸发器的罐体连通;在饱和水管道的出口段管道内安放有饱和水管道阀、疏水器和液体质量流量表。干饱和蒸汽管道固定在蒸发器顶部的连接孔上;干饱和蒸汽管道内安放有蒸汽质量流量表。排污管道焊接在蒸发器底部的连接孔上。本实用新型能够直接得出湿蒸汽的干度,具有测量准确、计量精度高、可靠性好且测量结果的稳定性高的特点。

Description

一种蒸汽干度测量仪
技术领域
本发明涉及的是湿蒸汽两相流物性测量的技术领域,具体是一种蒸汽干度测量仪。
背景技术
湿蒸汽是干饱和蒸汽和饱和水的混合物,属于气液两相流。在石油开采、化工、食品加工、制药等工业过程中,广泛使用湿蒸汽。为了对蒸汽利用过程实施有效的技术监控,需要测定湿蒸汽干度,来反映湿蒸汽中的气液比。蒸汽干度定义为湿蒸汽的干饱和蒸汽质量与湿蒸汽质量之比,目前,国内外还很少有测量蒸汽干度的仪器仪表。
申请号为98113068.2的发明专利,公开了一种分流分相式两相流体流量测量方法。附图2为该发明的结构示意图。该发明中,被测气液两相流流体经过管道16至分配器17,分为流量大的主流和流量小的分流,分流的被测流体经过分离器18后,分离为单相的气体流经管道19和单相的液体流经管道21,用气体流量计20测量气体流量、用液体流量计22测量液体流量,便得出了气液两相流的气液比例。申请号为98251787.4的实用新型专利,公开了一种分流分相式两相流体流量计,在该流量计中,其分离器为一旋流式分离器。在上述这两个公开的专利文件中,其技术方案均为:通过气液分离器将气液两相流分离为气相流体和液相流体,然后再测定气相流体和液相流体的流量,从而获得气液两相流的气液比例。虽然这一技术方案可行,但实施的效果并不好,其原因为:分离器是最为核心的部件,其性能的优劣关系着分流分相式两相流体流量计的性能。由于分离器在工作中,分离出的气相流含有一些液体,而分离出的液相流又含有一些气体,尤其是气液分离器在分离过程中,分离器容器内所产生的积液量波动大,从而导致所分离出的气相流体和液相流体的流量波动大,使所测定的气液两相流分相流量稳定性不好,以此测量结果得出的蒸汽干度波动大、准确性差。
发明内容
为了克服现有技术中存在的蒸汽干度波动大、准确性差的不足,本发明提出了一种蒸汽干度测量仪。
本发明包括湿蒸汽管道、湿蒸汽管道阀、干饱和蒸汽管道、蒸汽质量流量表、干饱和蒸汽管道阀、蒸发器、集水管、饱和水管道、疏水器、饱和水管道阀、液体质量流量表、液面稳定器、排污管道阀、排污管道和蒸汽管喷头;其中,
在蒸发器中部、顶部和底部均有湿蒸汽管道、干饱和蒸汽管道、集水管和排污管道的连接孔;液面稳定器位于蒸发器内,并且位于湿蒸汽管道与蒸发器的连接孔上方;集水管与蒸发器的连接孔位于液面稳定器上方。
湿蒸汽管道固定在蒸发器中部一侧,一端与位于蒸发器内的蒸汽管喷头连接;在湿蒸汽管道上有湿蒸汽管道阀。饱和水管道位于蒸发器中部另一侧,通过集水管与蒸发器的罐体连通;在饱和水管道的出口段管道内安放有饱和水管道阀、疏水器和液体质量流量表,并且疏水器和液体质量流量表分别安放在饱和水管道阀的两侧。干饱和蒸汽管道固定在蒸发器顶部的连接孔上,并且该连接处的干饱和蒸汽管道上安装有干饱和蒸汽管道阀;干饱和蒸汽管道内安放有蒸汽质量流量表。排污管道焊接在蒸发器底部的连接孔上,并在排污管道上安装有排污管道阀。
所述的集水管为喇叭状的变径管,其入口管径与出口管径的比例为2∶1;集水管入口处与蒸发器导通、且焊接在蒸发器的中部区域壁面上,集水管的出口与饱和水管道连通。
所述的液面稳定器的板面上均匀分布有通透孔。蒸汽管喷头一端有管封头;蒸汽管喷头一端的管壁圆周上均匀分布流体通透孔;蒸汽管喷头位于液面稳定器之下,敞口一端与湿蒸汽管道焊接连通。蒸发器外圆周表面敷设有玻璃棉保温材料。
所述的饱和水管道包括入口段管道和出口段管道,入口段管道与集水管的出口焊接,并向蒸发器底部倾斜,出口段管道为水平状态。
本发明利用蒸发原理,通过在蒸发器内设置有集水器、液面稳定器、蒸汽管喷头,并与饱和水管道和其上的疏水器联合作用,当湿蒸汽以稳定的质量流量和干度经湿蒸汽管道进入蒸发器时,蒸发器便使湿蒸汽在其内蒸发分离,并将所分离出的干饱和蒸汽和饱和水以稳定的质量流量分别导出,使蒸发器在工作过程中保持其内的液体质量恒定。由蒸汽质量流量表所测的流量G1、液体质量流量表所测的流量G2,得到流经湿蒸汽管道的湿蒸汽,其蒸汽干度为G1/(G1+G2)。
本发明能够直接得出湿蒸汽的干度,具有测量准确、计量精度高、可靠性好且测量结果的稳定性高的特点。
附图说明
图1是蒸发分相式蒸汽干度测量仪的结构示意图,图中
1.湿蒸汽管道  2.湿蒸汽管道阀      3.干饱和蒸汽管道    4.蒸汽质量流量表
5.干饱和蒸汽管道阀  6.蒸发器      7.集水管            8.饱和水管道
9.疏水器      10.饱和水管道阀     11.液体质量流量表   12.液面稳定器
13.排污管道阀       14.排污管道   15.蒸汽管喷头
具体实施方式
实施例一
本实施例是一种用于测量湿蒸汽干度的蒸发分相式蒸汽干度测量仪。
本实施例包括湿蒸汽管道1、湿蒸汽管道阀2、干饱和蒸汽管道3、蒸汽质量流量表4、干饱和蒸汽管道阀5、蒸发器6、集水管7、饱和水管道8、疏水器9、饱和水管道阀10、液体质量流量表11、液面稳定器12、排污管道阀13、排污管道14和蒸汽管喷头15。
蒸发器6为用不锈钢板制成的圆筒状容器,其顶部和底部的盖板均为外凸的弧面盖板,在蒸发器6的外圆周表面敷设有玻璃棉保温材料;蒸发器6的横截面内径为150mm,高为300mm,用壁厚5mm的不锈钢板材制造,而且外壁面上敷设有30mm厚的玻璃棉保温材料。在蒸发器6的中部两侧、顶部和底部分别有湿蒸汽管道1、干饱和蒸汽管道3、集水管7和排污管道14的连接孔。液面稳定器12位于蒸发器6内,并且湿蒸汽管道1与蒸发器6的连接孔位于液面稳定器12下方,集水管7与蒸发器6的连接孔位于液面稳定器12上方。
湿蒸汽管道1、干饱和蒸汽管道3、饱和水管道8和排污管道14均为不锈钢管,其管径均为20mm。湿蒸汽管道1焊接在蒸发器6中部一侧,一端与位于蒸发器6内的蒸汽管喷头15连接,另一端外接待测干度的主蒸汽管道的分流管道;在湿蒸汽管道1上有湿蒸汽管道阀2。饱和水管道8位于蒸发器6中部另一侧,通过集水管7与蒸发器6的罐体连通;饱和水管道8包括入口段管道和出口段管道,入口段管道与集水管7的出口焊接,并向蒸发器6底部倾斜,出口段管道为水平状态;在饱和水管道8的出口段管道内安放有饱和水管道阀10、疏水器9和液体质量流量表11,并且疏水器9和液体质量流量表11分别安放在饱和水管道阀10的两侧。干饱和蒸汽管道3焊接在蒸发器6顶部的连接孔上,并且该连接处的干饱和蒸汽管道3上安装有干饱和蒸汽管道阀5;干饱和蒸汽管道3内安放有蒸汽质量流量表4。排污管道14焊接在蒸发器6底部的连接孔上,并在排污管道14上安装有排污管道阀13。
集水管7为喇叭状的变径管,其入口管径与出口管径的比例为2∶1,本实施例中,集水管7的入口管径为40mm,出口管径为20mm;集水管7入口处与蒸发器6导通、且焊接在蒸发器6的中部区域壁面上,集水管7的出口与饱和水管道8连通。
液面稳定器12为直径同蒸发器6内径的不锈钢板薄板,在液面稳定器12的板面上均匀分布有70个通透孔。液面稳定器12位于蒸发器6内、集水管7管口之下;液面稳定器12的周边与蒸发器6的内壁焊接。
蒸汽管喷头15为一端有管封头的不锈钢管。蒸汽管喷头15一端的管壁圆周上均匀分布50个流体流通孔。蒸汽管喷头15位于液面稳定器12之下,敞口一端与湿蒸汽管道1焊接连通。
本实施例利用蒸发原理,通过蒸发器内设置有集水器、液面稳定器、蒸汽管喷头,并与饱和水管道和其上的疏水器联合作用,使蒸发器在工作过程中保持其内的液体质量恒定。由蒸汽质量流量表4所测的流量G1、液体质量流量表11所测的流量G2,则流经湿蒸汽管道1的湿蒸汽,其蒸汽干度为G1/(G1+62)。
实施例二
本实施例是一种用于测量湿蒸汽干度的蒸发分相式蒸汽干度测量仪。
本实施例包括湿蒸汽管道1、湿蒸汽管道阀2、干饱和蒸汽管道3、蒸汽质量流量表4、干饱和蒸汽管道阀5、蒸发器6、集水管7、饱和水管道8、疏水器9、饱和水管道阀10、液体质量流量表11、液面稳定器12、排污管道阀13、排污管道14和蒸汽管喷头15。
蒸发器6为用不锈钢板制成的圆筒状容器,其顶部和底部的盖板均为外凸的弧面盖板,在蒸发器6的外圆周表面敷设有岩棉保温材料;蒸发器6的横截面内径为120mm,高为250mm,用壁厚4mm的不锈钢板材制造,而且外壁面上敷设有25mm厚的玻璃棉保温材料。在蒸发器6的中部两侧、顶部和底部分别有湿蒸汽管道1、干饱和蒸汽管道3、集水管7和排污管道14的连接孔。液面稳定器12位于蒸发器6内,并且湿蒸汽管道1与蒸发器6的连接孔位于液面稳定器12下方,集水管7与蒸发器6的连接孔位于液面稳定器12上方。
湿蒸汽管道1、干饱和蒸汽管道3、饱和水管道8和排污管道14均为不锈钢管,其管径均为15mm。湿蒸汽管道1焊接在蒸发器6中部一侧,一端与位于蒸发器6内的蒸汽管喷头15连接,另一端外接待测干度的主蒸汽管道的分流管道;在湿蒸汽管道1上有湿蒸汽管道阀2。饱和水管道8位于蒸发器6中部另一侧,通过集水管7与蒸发器6的罐体连通;饱和水管道8包括入口段管道和出口段管道,入口段管道与集水管7的出口焊接,并向蒸发器6底部倾斜,出口段管道为水平状态;在饱和水管道8的出口段管道内安放有饱和水管道阀10、疏水器9和液体质量流量表11,并且疏水器9和液体质量流量表11分别安放在饱和水管道阀10的两侧。干饱和蒸汽管道3焊接在蒸发器6顶部的连接孔上,并且该连接处的干饱和蒸汽管道3上安装有干饱和蒸汽管道阀5;干饱和蒸汽管道3内安放有蒸汽质量流量表4。排污管道14焊接在蒸发器6底部的连接孔上,并在排污管道14上安装有排污管道阀13。
集水管7为喇叭状的变径管,其入口管径与出口管径的比例为2∶1,本实施例中,集水管7的入口管径为32mm,出口管径为16mm;集水管7入口处与蒸发器6导通、且焊接在蒸发器6的中部区域壁面上,集水管7的出口与饱和水管道8连通。
液面稳定器12为直径同蒸发器6内径的不锈钢板薄板,在液面稳定器12的板面上均匀分布有60个通透孔。液面稳定器12位于蒸发器6内、集水管7管口之下;液面稳定器12的周边与蒸发器6的内壁焊接。
蒸汽管喷头15为一端有管封头的不锈钢管。蒸汽管喷头15一端的管壁圆周上均匀分布40个流体流通孔。蒸汽管喷头15位于液面稳定器12之下,敞口一端与湿蒸汽管道1焊接连通。
本实施例利用蒸发原理,通过蒸发器内设置有集水器、液面稳定器、蒸汽管喷头,并与饱和水管道和其上的疏水器联合作用,使蒸发器在工作过程中保持其内的液体质量恒定。由蒸汽质量流量表4所测的流量G1、液体质量流量表11所测的流量G2,则流经湿蒸汽管道1的湿蒸汽,其蒸汽干度为G1/(G1+G2)。

Claims (6)

1.一种蒸汽干度测量仪,其特征在于,所述的蒸发分相式蒸汽干度测量仪包括湿蒸汽管道(1)、湿蒸汽管道阀(2)、干饱和蒸汽管道(3)、蒸汽质量流量表(4)、干饱和蒸汽管道阀(5)、蒸发器(6)、集水管(7)、饱和水管道(8)、疏水器(9)、饱和水管道阀(10)、液体质量流量表(11)、液面稳定器(12)、排污管道阀(13)、排污管道(14)和蒸汽管喷头(15);其中,
a.在蒸发器(6)中部、顶部和底部均有湿蒸汽管道(1)、干饱和蒸汽管道(3)、集水管(7)和排污管道(14)的连接孔;液面稳定器(12)位于蒸发器(6)内,并且位于湿蒸汽管道(1)与蒸发器(6)的连接孔上方;集水管(7)与蒸发器(6)的连接孔位于液面稳定器(12)上方;
b.湿蒸汽管道(1)固定在蒸发器(6)中部一侧,一端与位于蒸发器(6)内的蒸汽管喷头(15)连接;在湿蒸汽管道(1)上有湿蒸汽管道阀(2);饱和水管道(8)位于蒸发器(6)中部另一侧,通过集水管(7)与蒸发器(6)的罐体连通;在饱和水管道(8)的出口段管道内安放有饱和水管道阀(10)、疏水器(9)和液体质量流量表(11),并且疏水器(9)和液体质量流量表(11)分别安放在饱和水管道阀(10)的两侧;干饱和蒸汽管道(3)固定在蒸发器(6)顶部的连接孔上,并且该连接处的干饱和蒸汽管道(3)上安装有干饱和蒸汽管道阀(5);干饱和蒸汽管道(3)内安放有蒸汽质量流量表(4);排污管道(14)焊接在蒸发器(6)底部的连接孔上,并在排污管道(14)上安装有排污管道阀(13)。
2.如权利要求1所述一种蒸汽干度测量仪,其特征在于,所述的集水管(7)为喇叭状的变径管,其入口管径与出口管径的比例为2∶1;集水管(7)入口处与蒸发器(6)导通,集水管(7)的出口与饱和水管道(8)连通。
3.如权利要求1所述一种蒸汽干度测量仪,其特征在于,所述的液面稳定器(12)的板面上均匀分布有通透孔。
4.如权利要求1所述一种蒸汽干度测量仪,其特征在于,所述的蒸汽管喷头(15)一端有管封头;蒸汽管喷头(15)一端的管壁圆周上均匀分布流体通透孔;蒸汽管喷头(15)位于液面稳定器(12)之下,敞口一端与湿蒸汽管道(1)焊接连通。
5.如权利要求1所述一种蒸汽干度测量仪,其特征在于,所述的蒸发器(6)外圆周表面敷设有玻璃棉保温材料。
6.如权利要求1所述一种蒸汽干度测量仪,其特征在于,所述的饱和水管道(8)包括入口段管道和出口段管道,入口段管道与集水管(7)的出口焊接,并向蒸发器(6)底部倾斜,出口段管道为水平状态。
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