JP2002243675A - 蒸気乾き度測定装置 - Google Patents
蒸気乾き度測定装置Info
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Abstract
且つ、蒸気供給部の放熱を極力少なくして正確に乾き度
又は湿り度を測定できる蒸気乾き度測定装置を提供す
る。 【解決手段】 所定量の液体を貯留する測定容器5に、
被測定蒸気を供給する蒸気供給路2を接続する。蒸気供
給路2の外周に保温管7を取り付ける。容器5に供給さ
れた蒸気の量を検出する水頭圧センサ20を取り付け
る。容器5の側部には内部の液体温度を検出する温度セ
ンサ18,19を取り付ける。容器5内の液体の温度上
昇と供給蒸気量から、被測定蒸気のエンタルピを演算
し、更にこのエンタルピから蒸気の乾き度又は湿り度を
算出することができる。
Description
有量、即ち蒸気の単位体積当りの全質量に対する乾き飽
和蒸気の占める質量の割合を示す、所謂乾き度:Xを測
定する装置に関する。乾き度がXの場合、湿り度は(1
−X)として表される。各種ボイラや蒸気動力を利用す
る機器、乾燥設備などでは、熱管理のために蒸気の乾き
度又は湿り度を測定する必要がある。これは蒸気中の水
分の含有量によって例えば乾燥状態が変化してしまうた
めである。
気の等エンタルピ変化を利用して乾き度を測定する絞り
乾き度計がある。これは、蒸気供給管からノズルに湿り
蒸気を通して測定容器内に噴射し、被測定蒸気を断熱膨
脹(等エンタルピ変化)させて過熱蒸気とし、ノズルの
上流側の圧力と測定容器内の圧力及び温度を検出するこ
とにより、モリエール線図あるいは飽和蒸気表あるいは
過熱蒸気表を用いて乾き度を測定するものである。
計では、測定可能な蒸気圧力および乾き度の範囲が限ら
れ、一部の湿り蒸気しか測定できない問題があった。即
ち、測定すべき湿り蒸気の圧力や乾き度が低い場合は、
断熱膨張後に過熱蒸気状態とならないために、測定する
ことができないのである。
気が蒸気供給管から測定容器に供給される間が一般的な
断熱材によって保温されているだけであるために、放熱
によってその乾き度が変化してしまう問題があった。乾
き度が変化すると、本来測定すべき蒸気の乾き度と、測
定した蒸気の乾き度の値が異なるために、本来測定すべ
き蒸気の乾き度を正確に検出することができなくなる。
度の範囲が広く、且つ、蒸気供給部の放熱を極力少なく
して正確に乾き度又は湿り度を測定できる蒸気乾き度測
定装置を得ること。
めに講じた本発明の手段は、蒸気の乾き度又は湿り度を
測定するものにおいて、所定量の液体を貯留する測定容
器と、当該測定容器に被測定蒸気を供給する蒸気供給手
段と、当該蒸気供給手段を蒸気で保温する蒸気保温部材
と、蒸気供給手段から供給した蒸気量を検出する蒸気量
検出手段と、測定容器内の液体の温度変化を検出する温
度検出手段と、検出した温度変化と供給蒸気量から供給
蒸気のエンタルピを演算し、当該供給蒸気のエンタルピ
から蒸気の乾き度又は湿り度を算出する演算制御部とを
具備することを特徴とする蒸気乾き度測定装置にある。
れ、蒸気供給手段から所定量の被測定蒸気が測定容器に
供給されることにより、測定容器内の液体は、供給され
る蒸気の熱量に応じて温度が上昇する。この温度上昇を
温度検出手段で検出し、一方、供給された蒸気量を蒸気
量検出手段で検出して、この供給蒸気量と温度変化から
演算制御部で熱量換算に基づき供給蒸気のエンタルピを
演算し、この供給蒸気のエンタルピから蒸気の乾き度又
は湿り度を算出することができる。
力において、乾き飽和蒸気の乾き度を100パーセント
とし飽和水の乾き度を0パーセントとして、乾き飽和蒸
気のエンタルピと飽和水のエンタルピの値の間を比例配
分することにより、一義的に決定される。
度とエンタルピの関係を求めて記憶しておくことによ
り、演算した被測定蒸気のエンタルピから蒸気の乾き度
又は湿り度を算出することができる。
材を取り付けたことにより、従来のように断熱材を取り
付けるだけの場合と比較して、蒸気供給手段をより確実
に保温して被測定蒸気の乾き度あるいは湿り度の変化を
防止することができる。
す。被測定蒸気が左側から右側へ流動する蒸気配管1
に、蒸気供給手段としての蒸気供給路2の一端3を接続
し、バルブ6を介して他端4を円筒タンク状の測定容器
5内に延設する。
うに、その端部3は蒸気配管1内で蒸気の流下方向に開
口部を有し、被測定蒸気を容器5内に供給する。蒸気配
管1には、被測定蒸気の圧力を検出するための圧力セン
サ10を取り付ける。また、蒸気供給路2の外周には蒸
気保温部材としての保温管7をほぼ全長にわたって設け
る。
開口部26を設けて、開口部25から容器5に供給する
蒸気の一部を保温管7内にも供給する。従って、蒸気供
給路2は、保温管7内の蒸気によって保温され、容器5
に至る間に蒸気の乾き度が変化することを防止される。
保温管7の下方に接続管8を設けてスチームトラップ9
を取り付ける。保温管7内で蒸気の凝縮した復水がこの
スチームトラップ9から外部に自動的に排出される。保
温管7の上方には、管路27とバルブ28を取り付け
て、バルブ28を開弁することにより大気と連通可能と
する。
ンジ29,30を設けて、既設の蒸気配管に取り付けと
取り外しが容易にできるようにしてある。従って、蒸気
の乾き度を測定する既設の蒸気配管にフランジ29,3
0を接合して容易に測定することができる。
の液体例えば常温水を供給する水供給管11を、バルブ
12を介して接続する。容器5下部には、容器5内液体
を排出するブロー管13を、バルブ14を解して接続す
ると共に、容器5内にパイプ15を連通して所定液位ま
での液体を排出する排出管16を、バルブ17を介して
接続する。
度検出手段としての温度センサ18,19を取り付け
る。容器5の上部には、蒸気量検出手段の一例としての
水頭圧センサ20を取り付けると共に、その上方に容器
5の内径よりも小さな内径を有する小径円筒部21を、
容器5と連通して形成する。小径円筒部21の上端には
大気連通管22を接続する。
8,19,20と、蒸気配管1に取り付けた圧力センサ
10は、図示しない演算制御部と電気接続する。また、
バルブ6,12,14,17等も演算制御部と接続し
て、演算制御部からの開閉指令によって自動的に開閉弁
させる。
管4を配置する。コイル状の蒸気供給管4には図示しな
い多数の開口部を設けて、流入してきた蒸気を容器5内
に所定量貯留されている水の全体に均一に噴射させる。
容器5内に水供給管11から所定量例えば図1に示すL
2のレベルまで常温水を供給し、蒸気供給路2から被測
定蒸気を供給して水を昇温させる。熱交換した蒸気は復
水となって容器5内の液位をレベルL3まで上昇させ
る。この場合、被測定蒸気の供給量は、液位L2からL
3までの上昇量を水頭圧センサ20で検出することがで
きる。
ていた液体の量(レベルL2)と温度、及び、温度セン
サ18,19で検出した液体の温度上昇から、演算制御
部で熱量換算に基づき供給蒸気のエンタルピを演算し
て、この供給蒸気のエンタルピから蒸気の乾き度又は湿
り度を算出することができる。
に示すように各圧力において、乾き飽和蒸気の乾き度を
100パーセントとし飽和水の乾き度を0パーセントと
して、乾き飽和蒸気のエンタルピと飽和水のエンタルピ
の値の間を比例配分することにより、一義的に決定され
る。例えば図2の圧力Pの場合、A点で示すエンタルピ
の場合が乾き度100パーセントであり、B点で示すエ
ンタルピの場合が乾き度0パーセントとなり、その間を
比例配分することによって、圧力Pにおける乾き度とエ
ンタルピの関係が求まる。
タルピの関係を予め求めて記憶しておき、圧力センサ1
0で検出した被測定蒸気の圧力を基にして演算した被測
定蒸気のエンタルピから蒸気の乾き度又は湿り度を算出
することができる。
又は湿り度をほぼ連続的に測定することができる。即
ち、容器5のレベルL3に達した液位を、排出管16か
ら排出してレベルL1まで低下させ、続いて供給管11
から液体を供給してレベルL2まで上昇させた後、被測
定蒸気をレベルL3まで供給することによって、再度被
測定蒸気の乾き度又は湿り度を測定することができる。
従って、この測定サイクルを連続することにより、蒸気
の乾き度又は湿り度をほぼ連続的に測定することができ
る。
例として水頭圧センサ20を用いた例を示したが、その
他に、測定容器5全体の重量を重量計で測定して重量の
増加分から供給蒸気量を検出したり、蒸気供給路2の途
中に蒸気流量計等の流量測定機能部を設けたり、あるい
は、測定容器5上部の小径円筒部21の液位の変化を各
種レベル計で測定することによっても、同様に行うこと
ができる。
等の保温に関して記載していないが、実施することが常
識として省略した。また、容器5内の温度検出に関し
て、温度センサ18,19を2本用いた例を示したが、
1本あるいは2本以上とすることもできる、また、容器
5内の液体の温度を均一にするために、液体の攪拌手段
を取り付けることもできる。
給路2の開口部26から保温用の蒸気を供給する例を示
したが、保温管7内へは例えば蒸気配管1内から蒸気を
供給することも、あるいは、別途の蒸気源から供給する
こともできる。
プ15を連通して所定液位、即ち、レベルL1の液位ま
で、排出管16から液体を排出する例を示したが、水頭
圧センサ20を容器5の液位レベルL1の下方に取り付
けることによって、全ての液位L1、L2、L3を水頭
圧センサ20で検出して液位を制御又は検出することが
できる。
気のエンタルピから乾き度又は湿り度を算出することに
より、流体を過熱状態にすることなく乾き度又は湿り度
を測定できるので、測定可能範囲が限られることが無く
なると共に、蒸気供給部の放熱を極力少なくして正確に
乾き度又は湿り度を測定できる。
図。
蒸気圧力毎の蒸気のエンタルピと乾き度の関係図。
の部分拡大断面図。
Claims (1)
- 【請求項1】 蒸気の乾き度又は湿り度を測定するもの
において、所定量の液体を貯留する測定容器と、当該測
定容器に被測定蒸気を供給する蒸気供給手段と、当該蒸
気供給手段を蒸気で保温する蒸気保温部材と、蒸気供給
手段から供給した蒸気量を検出する蒸気量検出手段と、
測定容器内の液体の温度変化を検出する温度検出手段
と、検出した温度変化と供給蒸気量から供給蒸気のエン
タルピを演算し、当該供給蒸気のエンタルピから蒸気の
乾き度又は湿り度を算出する演算制御部とを具備するこ
とを特徴とする蒸気乾き度測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001037836A JP4249400B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 蒸気乾き度測定装置 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002243675A true JP2002243675A (ja) | 2002-08-28 |
JP4249400B2 JP4249400B2 (ja) | 2009-04-02 |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010038458A (ja) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Kurita Water Ind Ltd | 蒸気質のモニタリング装置 |
CN105569653A (zh) * | 2014-11-10 | 2016-05-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 直井井下湿蒸汽流量干度测量装置及方法 |
CN107389749A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-11-24 | 中国石油天然气股份有限公司 | 井下蒸汽干度测量装置 |
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2001
- 2001-02-15 JP JP2001037836A patent/JP4249400B2/ja not_active Expired - Fee Related
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