CN211477253U - 一种汽水两相流量计 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供了一种汽水两相流量计，属于多相流流量计量技术领域，所述汽水两相流量计用于蒸汽管道上，所述汽水两相流量计包括：节流装置，节流装置包括：主腔体，所述主腔体内具有一容置腔；入口段，所述入口段位于主腔体外，所述入口段和主腔体连通；所述入口段的前部为入口前段，所述入口前段穿设在蒸汽管道内；以及出口段，所述出口段位于主腔体外，所述出口段和主腔体连通；且所述出口段具有一个用于外排的第二开口；其中，所述入口前段内设置有第一温度传感器和第一压力传感器，所述主腔体或者出口段内设置有第二温度传感器和第二压力传感器；计算获得蒸汽管道内的气液体积比。达到乏汽的质量流量准确计量以及余热可以计算的技术效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及多相流流量计量技术领域，尤其涉及一种汽水两相流量计。
背景技术
随着国家乃至整体社会节能减排要求的提高，工业生产中存在的各类余热资源都需要考虑回收利用，其中乏汽是电力、化工等行业中较为常见一种。乏汽常常被直接排放至周围环境，并且不会配备流量计量装置，导致无法准确判断其余热回收潜力，进而影响进行节能改造的决策。
乏汽通常是气液两相并存，目前工业生产中，两相流量计多为：完全分离，部分分离和直接测量三种。但分离方法并不适用于工况极不稳定的乏汽计量，且成本较高。若采用涡街流量计直接测量，受限于涡街流量计本身的局限性以及相变的发生，具体来说，虽然流体流速和频率之间的线性关系不受流体介质影响，但涡街受液相干扰影响，尾流压力场合旋涡能量在两相流中与单相流中的情况仍有很多不同之处，涡街信号受到两相作用力干扰而减弱，更严重的是涡街会消失，导致最终测量结果不可靠。总之，而目前市场上合适的乏汽计量装置供选择。
所以，现有技术的技术问题在于：乏汽的质量流量无法有效的计算，影响后续余热量的计算。
发明内容
本申请实施例提供一种汽水两相流量计，解决了现有技术中乏汽的质量流量无法有效的计算，影响后续余热量的计算的技术问题；达到乏汽的质量流量准确计量以及余热可以计算的技术效果。
本申请实施例提供一种汽水两相流量计，所述汽水两相流量计用于蒸汽管道上，所述汽水两相流量计包括：节流装置，节流装置包括：主腔体，所述主腔体内具有一容置腔；入口段，所述入口段位于主腔体外，所述入口段和主腔体连通；所述入口段的前部为入口前段，所述入口前段穿设在蒸汽管道内；以及出口段，所述出口段位于主腔体外，所述出口段和主腔体连通；且所述出口段具有一个用于外排的第二开口；其中，所述入口前段内设置有第一温度传感器和第一压力传感器，所述主腔体或者出口段内设置有第二温度传感器和第二压力传感器；通过第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器以及第二压力传感器计算获得蒸汽管道内的气液体积比。
作为优先，所述入口段设置在主腔体的侧面，所述出口段设置在主墙体的底面。
作为优先，所述出口段上设置有出口阀，通过所述出口阀控制出口段外排蒸汽。
作为优先，所述入口前段相对于蒸汽管道设置有第一开口，所述第一开口的开口方向和所述蒸汽管道内的蒸汽流向相交错。
作为优先，所述第一开口的开口方向和所述蒸汽管道内的蒸汽流向相垂直。
作为优先，所述汽水两相流量计还包括：加热装置，所述加热装置作用在蒸汽管道上，以使得蒸汽管道内的蒸汽受热升温。
作为优先，所述加热装置设置在节流装置的后方，以使得蒸汽管道内的蒸汽由先向后依次经过节流装置和加热装置。
作为优先，所述所述加热装置包覆在所述蒸汽管道的外侧面，从外向内对所述蒸汽管道进行加热。
作为优先，所述汽水两相流量计还包括：涡街流量计，所述涡街流量计设置在节流装置的后方，以使得蒸汽管道内的蒸汽由先向后依次经过节流装置和涡街流量计。
作为优先，所述节流装置的出口段背向所述涡街流量计设置。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
1、本申请实施例中，通过设置一个节流装置，将节流装置安装在蒸汽管道上后，根据节流装置的等焓特点，通过第一温度传感器、第一压力传感器获得第一状态点的数据，通过第二温度传感器以及第二压力传感器获得第二状态点的数据，再利用测量截留后第一状态点和第二状态点的温度和压力反推被测状态点的气液体积比(干度)，再从而配合涡街流量计检测流速；解决了现有技术中乏汽的质量流量无法有效的计算，影响后续余热量的计算的技术问题；达到乏汽的质量流量准确计量以及余热可以计算的技术效果。
2、本申请实施例中，通过优化入口段和出口段相对于主腔体的位置，优化出口段相对于蒸汽管道的位置，使得第一状态点和第二状态点的数据符合预期，且缩小节流装置的体积，便于节流装置的安装。
3、本申请实施例中，通过在节流装置和涡街流量计之间设置加热装置，对蒸汽管道内的蒸汽进行加热，将乏汽加热转变为饱和蒸汽，使得涡街流量计工作时检测时检测的是饱和蒸汽的流速，避免汽水两相流量计算时计量不准的问题，使得涡街流量计检测精准，配合前期节流装置检测计算等到乏汽的气液体积比，推算出乏汽的余热。
附图说明
图1为本申请实施例中一种汽水两相流量计的主视向局部剖视结构示意图；
图2为图1中下部的放大图；
图3为焓值变化表。
附图标记：1、蒸汽管道；2、节流装置；21、入口段；22、主腔体；23、出口段；24、出口阀；3、加热装置；4、涡街流量计。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种汽水两相流量计，通过设置一个节流装置2，将节流装置2安装在蒸汽管道1上后，根据节流装置2的等焓特点，通过第一温度传感器、第一压力传感器获得第一状态点的数据，通过第二温度传感器以及第二压力传感器获得第二状态点的数据，再利用测量截留后第一状态点和第二状态点的温度和压力反推被测状态点的气液体积比(干度)，再从而配合涡街流量计4检测流速；解决了现有技术中乏汽的质量流量无法有效的计算，影响后续余热量的计算的技术问题；达到乏汽的质量流量准确计量以及余热可以计算的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
一种汽水两相流量计，汽水两相流量计用于蒸汽管道1上，汽水两相流量计由前向后包括：节流装置2、加热装置3以及涡街流量计4，其中节流装置2和蒸汽管道1连通，根据节流装置2等焓的特点，利用压力和温度传感器，查表得出第一状态点和第二状态点的对应焓值，并计算出乏汽的气液体积比，然后通过加热装置3对不饱和的乏汽进行加热，使得不饱和蒸汽转变为饱和蒸汽，最后利用涡街流量计4对饱和蒸汽进行流量检测，根据蒸汽质量流量、第一状态点对应的饱和蒸汽对应焓值以及第二状态点查热水蒸汽表对应的焓值来计算出热量。
节流装置2，节流装置2包括：主腔体22、入口段21以及出口段23；其中，入口段21的入口前段内设置有第一温度传感器和第一压力传感器，主腔体22或者出口段23内设置有第二温度传感器和第二压力传感器；通过第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器以及第二压力传感器计算获得蒸汽管道1内的气液体积比。
主腔体22，主腔体22内具有一容置腔；优选主腔体22为保温腔体，避免热量逃逸，使得第二状态点的温度符合预期。保温腔体可以采用304不锈钢外加保温暖构成。优选主腔体22为圆筒状，减少气流死角，使得乏汽在主腔体22的顺畅运动。
入口段21，为一段直管，入口段21设置在主腔体22的侧面外，入口段21和主腔体22连通；入口段21的前部为入口前段，入口前段穿设在蒸汽管道1内；入口前段相对于蒸汽管道1设置有第一开口，第一开口的开口方向和蒸汽管道1内的蒸汽流向相交错，优选第一开口的开口方向和蒸汽管道1内的蒸汽流向相垂直
出口段23，出口段23位于主腔体22的底面外，出口段23和主腔体22连通；且出口段23具有一个用于外排的第二开口；出口段23上串联设置有出口阀24，通过出口阀24控制出口段23向外排放检测后的乏汽，乏汽可以直接没有污染，可以直接外排到环境中。
加热装置3，加热装置3作用在蒸汽管道1上，以使得蒸汽管道1内的蒸汽受热升温。加热装置3设置在节流装置2的后方，以使得蒸汽管道1内的蒸汽由先向后依次经过节流装置2和加热装置3。如，加热装置3包覆在蒸汽管道1的外侧面，从外向内对蒸汽管道1进行加热。
涡街流量计4，涡街流量计4设置在加热装置3的后方，如采用法兰连接形式的涡街流量计4，使得涡街流量计4检测到的是饱和蒸汽。优选，节流装置2的出口段23背向涡街流量计4设置。
工作原理：
使用节流装置2的等焓特点通过测量截留后状态点的温度和压力反推被测状态点的干度，具体计算过程如下根据图3示的，第一状态点到第二状态点可以近似看作等焓过程，第二状态点处于过热状态，根据下式可以计算出第一状态点处的干度x1：
其中，式中hf1和hg1可根据测量得到的压力p1或温度T1通过查询饱和水(液-汽)的性质表查询得到出，而h2可根据测量得到的压力p2及温度T2通过查询过热水蒸气的性质表得到。
在蒸汽管道1的后段加入加热装置3和涡街流量计4，其中加热装置3把不饱和蒸汽加热为饱和蒸汽，其加热量可由下式计算得到：
Q＝qm(h″1-h2)
式中qm为蒸汽质量流量，qm＝ηq′m涡街流量计4显示流量，其中η为修正系数与干度相关；
h″1为第一状态点对应的饱和蒸汽对应焓值；
h2为第二状态点对应的焓值，可根据测量得到的压力p2及温度T2通过查询过热水蒸气的性质表得到。
余热回收量可根据下式计算得到
其中
为环境温度tm下饱和水对应焓值。
技术效果：
1、本申请实施例中，通过设置一个节流装置，将节流装置安装在蒸汽管道上后，根据节流装置的等焓特点，通过第一温度传感器、第一压力传感器获得第一状态点的数据，通过第二温度传感器以及第二压力传感器获得第二状态点的数据，再利用测量截留后第一状态点和第二状态点的温度和压力反推被测状态点的气液体积比(干度)，再从而配合涡街流量计检测流速；解决了现有技术中乏汽的质量流量无法有效的计算，影响后续余热量的计算的技术问题；达到乏汽的质量流量准确计量以及余热可以计算的技术效果。
2、本申请实施例中，通过优化入口段和出口段相对于主腔体的位置，优化出口段相对于蒸汽管道的位置，使得第一状态点和第二状态点的数据符合预期，且缩小节流装置的体积，便于节流装置的安装。
3、本申请实施例中，通过在节流装置和涡街流量计之间设置加热装置，对蒸汽管道内的蒸汽进行加热，将乏汽加热转变为饱和蒸汽，使得涡街流量计工作时检测时检测的是饱和蒸汽的流速，避免汽水两相流量计算时计量不准的问题，使得涡街流量计检测精准，配合前期节流装置检测计算等到乏汽的气液体积比，推算出乏汽的余热。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种汽水两相流量计，其特征在于，所述汽水两相流量计用于蒸汽管道上，所述汽水两相流量计包括：
节流装置，节流装置包括：
主腔体，所述主腔体内具有一容置腔；
入口段，所述入口段位于主腔体外，所述入口段和主腔体连通；所述入口段的前部为入口前段，所述入口前段穿设在蒸汽管道内；以及
出口段，所述出口段位于主腔体外，所述出口段和主腔体连通；且所述出口段具有一个用于外排的第二开口；
其中，所述入口前段内设置有第一温度传感器和第一压力传感器，所述主腔体或者出口段内设置有第二温度传感器和第二压力传感器；通过第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器以及第二压力传感器计算获得蒸汽管道内的气液体积比。
2.如权利要求1所述的汽水两相流量计，其特征在于，所述入口段设置在主腔体的侧面，所述出口段设置在主墙体的底面。
3.如权利要求1所述的汽水两相流量计，其特征在于，所述出口段上设置有出口阀，通过所述出口阀控制出口段外排蒸汽。
4.如权利要求1所述的汽水两相流量计，其特征在于，所述入口前段相对于蒸汽管道设置有第一开口，所述第一开口的开口方向和所述蒸汽管道内的蒸汽流向相交错。
5.如权利要求4所述的汽水两相流量计，其特征在于，所述第一开口的开口方向和所述蒸汽管道内的蒸汽流向相垂直。
6.如权利要求1所述的汽水两相流量计，其特征在于，所述汽水两相流量计还包括：
加热装置，所述加热装置作用在蒸汽管道上，以使得蒸汽管道内的蒸汽受热升温。
7.如权利要求6所述的汽水两相流量计，其特征在于，所述加热装置设置在节流装置的后方，以使得蒸汽管道内的蒸汽由先向后依次经过节流装置和加热装置。
8.如权利要求6所述的汽水两相流量计，其特征在于，所述加热装置包覆在所述蒸汽管道的外侧面，从外向内对所述蒸汽管道进行加热。
9.如权利要求6所述的汽水两相流量计，其特征在于，所述汽水两相流量计还包括：
涡街流量计，所述涡街流量计设置在节流装置的后方，以使得蒸汽管道内的蒸汽由先向后依次经过节流装置和涡街流量计。
10.如权利要求9所述的汽水两相流量计，其特征在于，所述节流装置的出口段背向所述涡街流量计设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020573714.2U CN211477253U (zh) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 一种汽水两相流量计 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202020573714.2U CN211477253U (zh) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 一种汽水两相流量计 |
Publications (1)
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| CN211477253U true CN211477253U (zh) | 2020-09-11 |
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Family Applications (1)
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| CN202020573714.2U Active CN211477253U (zh) | 2020-04-16 | 2020-04-16 | 一种汽水两相流量计 |
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- 2020-04-16 CN CN202020573714.2U patent/CN211477253U/zh active Active
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