[发明专利]一种蒸汽湿度测量装置及其方法

说明书

本发明公开了一种蒸汽湿度测量装置及其方法，包括采样管、测量管、调节阀、冷却装置、计量罐，采样管的进口处设有铂电阻，采样管出口与测量管的进口连接，测量管的出口与冷却装置通过调节阀相连，测量管中从进口到出口依次设有孔板、压力温度传感器、加热器和温度传感器，冷却装置的出口设有三通阀，三通阀的两个出口分别连接排水管和滴水管，计量罐位于滴水管的下方，计量罐的底部设有放水阀，计量罐下设有力传感器。本发明可在线测量锅筒蒸汽湿度，测量装置相对简单，整体准确度高。

技术领域

本发明属于蒸汽湿度测量技术领域，具体涉及一种蒸汽湿度测量装置及其方法。

背景技术

在蒸汽锅炉、蒸汽供热系统中，蒸汽湿度测量与控制，对于保障设备安全与经济运行、保证产品质量意义重大。

目前蒸汽湿度测量原理与方法较多，有氯根法、节流法、光学法、示踪剂法、超声波法、微波法、电容法等。氯根法目前使用较多，但测量复杂、误差较大；节流法原理简单，复现性好，但不太准确；光学法可在线测量，但价格较贵，测量结果随意性大，使用条件苛刻；示踪剂法测量较准，但不能在线，价格昂贵，操作复杂；超声波、微波、电容法尚处于研究、发展阶段，而且不太适合较高温度情况下的蒸汽湿度测量。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明依据热力学原理、质量守恒原理，提出了一种蒸汽湿度测量装置及其方法，可在线测量蒸汽湿度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种蒸汽湿度测量装置，包括采样管、测量管、调节阀、冷却装置、计量罐，所述采样管的进口处设有铂电阻，所述采样管出口与所述测量管的进口连接，所述测量管的出口与所述冷却装置通过调节阀相连，所述测量管中从进口到出口依次设有孔板、压力温度传感器、加热器和温度传感器，所述冷却装置的出口设有三通阀，所述三通阀的两个出口分别连接排水管和滴水管，所述计量罐位于所述滴水管的下方，所述计量罐的底部设有放水阀，所述计量罐下设有力传感器。

作为优选，还包括湿度显示仪，所述湿度显示仪内设有控制器，所述铂电阻、压力温度传感器、温度传感器、调节阀、三通阀、加热器、放水阀、力传感器均与所述控制器连接，所述湿度显示仪上还设有显示器，所述显示器与所述控制器连接。

作为优选，所述采样管的外壁上设有螺纹，所述螺纹的后方设有密封挡板，所述密封挡板前还设有耐高温密封垫片。

作为优选，所述采样管进口处的管壁上设有凹槽，所述铂电阻位于所述凹槽中，所述采样管进口还设有通流旋帽，所述通流旋帽旋紧后盖住所述凹槽。

作为优选，所述测量管外侧设有保温层，所述保温层外还设有不锈钢护管。

作为优选，所述测量管中在压力温度传感器前设有两个孔板。

作为优选，所述调节阀和冷却装置外均设有隔热层。

作为优选，所述计量罐下设有四只力传感器，四只力传感器沿计量罐底面圆周均匀、对称布置。

一种蒸汽湿度测量方法，包括以下步骤：(1)启动蒸汽湿度测量装置，通过铂电阻测得锅筒内部蒸汽温度t₁，蒸汽流过孔板后的压力p₂，温度t₂，由压力温度传感器测得，蒸汽进一步流过加热器后，压力基本不变，p₃≈p₂，温度t₃，由温度传感器测得，依据稳定流动能量方程和能量平衡关系可以算出蒸汽质量流量m和蒸汽湿度W；(2)蒸汽湿度测量装置稳定工作一段时间后，湿度显示仪控制三通阀向外排水、同时放水阀也向外排水；计量罐排空后，此时显示器显示计量罐空罐质量，然后三通阀向下排水、同时放水阀关闭，计量罐开始存水；存水后，用计量罐测出的蒸汽质量流量m_zq代替加热器测出的采样蒸汽质量流量m。