本發(fā)明涉及干度測試，更具體地說，涉及一種蒸汽干度的快速測量方法。

背景技術(shù)：

1、蒸汽在諸如煉油、核電站和食品廠以及制藥廠等多個行業(yè)中被用來加熱、消毒、增濕和蒸發(fā)。蒸汽的品質(zhì)，也就是該蒸汽的干度和不凝性氣體的含量，其任何偏差都將會產(chǎn)生不良的后果。

2、目前，公告號cn104011527a中公布的蒸汽品質(zhì)測量系統(tǒng)，其中，高溫高壓蒸汽通過節(jié)流孔膨脹到大氣壓，該過程為蒸汽的絕熱等焓膨脹過程，節(jié)流后，不飽和蒸汽轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽，如節(jié)流后蒸汽未能達(dá)到過熱狀態(tài)，通過加熱器輸入熱量，促使低壓蒸汽達(dá)到過熱狀態(tài)，最終測定過熱蒸汽溫度t2，由大氣壓和測量的溫度t2確定過熱蒸汽終點參數(shù)求得蒸汽焓值，該焓值等于節(jié)流前蒸汽焓值與加熱器輸入的焓值之和，結(jié)合測量的蒸汽壓力，因此可以推導(dǎo)到節(jié)流前的蒸汽狀態(tài)點，因此可以查得該點的蒸汽干度。

3、但是，該方法仍然具有一定的缺陷：

4、①蒸汽節(jié)流的流量無法準(zhǔn)確獲得，該方法采用預(yù)先計量的節(jié)流孔來獲得蒸汽流量，在實際工作過程中，蒸汽中的雜質(zhì)以及蒸汽節(jié)流前后的狀態(tài)都有可能影響蒸汽流量，此方法獲得蒸汽流量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致后續(xù)加熱器輸入的熱量無法準(zhǔn)確換算成焓值，從而影響測量準(zhǔn)確性；

5、②在該裝置后連用ncg測量儀器，導(dǎo)致在溫度傳感器2的位置，蒸汽壓力不一定是大氣壓，且在該裝置沒有設(shè)置大氣壓的測量儀器，采用經(jīng)驗值作為蒸汽終點數(shù)據(jù)來求得該狀態(tài)的蒸汽焓值，是不準(zhǔn)確的。另外，大氣壓力受到環(huán)境溫度、環(huán)境緯度、用戶環(huán)境等諸多因素影響，數(shù)值變化較大，需要設(shè)置終點壓力傳感器。

6、于是，有鑒于此，針對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)予以研究改良，提供一種蒸汽干度的快速測量方法，以期達(dá)到更具有更加實用價值的目的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1.要解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種蒸汽干度的快速測量方法，它可以實現(xiàn)保證節(jié)流前后蒸汽的焓值不變，保障了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，且該方法可實現(xiàn)自動在線測量，并采用函數(shù)計算處理采樣數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確得出蒸汽干度數(shù)據(jù)，同時，該測量方法所用的系統(tǒng)和裝置結(jié)構(gòu)簡單，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，快速，可有效滿足客戶對實時數(shù)據(jù)的獲取需求。

3、2.技術(shù)方案

4、為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

5、一種蒸汽干度的快速測量方法，該種快速測量方法中所使用的結(jié)構(gòu)為節(jié)流器，節(jié)流器端部開設(shè)有蒸汽進(jìn)口，節(jié)流器末端側(cè)面開設(shè)有冷凝水排放口，節(jié)流器的內(nèi)中部安裝有蒸汽采樣管，蒸汽采樣管的尾端設(shè)置有節(jié)流孔，節(jié)流器的外部安裝有絕熱保溫層，并在絕熱保溫層上依次安裝有壓力傳感器a、溫度傳感器、壓力傳感器b，壓力傳感器a、溫度傳感器、壓力傳感器b的探頭均接入節(jié)流器內(nèi)部；

6、節(jié)流器原理蒸汽進(jìn)口的一端通過法蘭安裝有真空泵，真空泵的一端開設(shè)有氣體排口；

7、基于節(jié)流器，采用節(jié)流法，將高壓蒸汽減壓為低壓蒸汽，節(jié)流前設(shè)置壓力傳感器a獲得高壓蒸汽的壓力參數(shù)p1，節(jié)流后采用真空泵維持低壓環(huán)境；

8、在低壓蒸汽噴射口處的壓力傳感器b和溫度傳感器測量該點的蒸汽狀態(tài)參數(shù)(p2、t2)，節(jié)流前蒸汽h1＝hg*x+(1-x)hw，其中，hg是該狀態(tài)點對應(yīng)的飽和蒸汽焓值，hw是該狀態(tài)點飽和水焓值，x是蒸汽的干度；

9、然后，進(jìn)行蒸汽干度測量計算，其具體步驟如下：

10、步驟一、求取p1壓力下的飽和蒸汽溫度；

11、步驟二、求取p1狀態(tài)下的飽和蒸汽焓值hg；

12、步驟三、求取p1狀態(tài)下的飽和水焓值hw；

13、步驟四、求取p2，t2狀態(tài)下的蒸汽焓值h2_pt；

14、步驟五、求取p1狀態(tài)下的蒸汽干度x。

15、進(jìn)一步的，所述真空泵與節(jié)流器出口之間通過法蘭安裝有冷凝器。

16、進(jìn)一步的，所述壓力傳感器a、溫度傳感器、壓力傳感器b均接入系統(tǒng)程序控制器。

17、進(jìn)一步的，所述程序控制器為可編程控制器、計算機(jī)、單片機(jī)控制器、觸摸屏控制器中的任意一種。

18、進(jìn)一步的，所述步驟一中，將p1數(shù)值代入如下函數(shù)公式：

19、

20、其中，tstar、pstar、n1～n11，alpha為公式系數(shù)。

21、進(jìn)一步的，所述步驟二中，將p1、tsat數(shù)據(jù)分別代入函數(shù)公式：

22、

23、

24、其中，r、tstar、n0、j0、pi、nr、jr為公式系數(shù)。

25、進(jìn)一步的，所述步驟三中，將p1、tsat數(shù)據(jù)分別代入公式：

26、

27、其中，r、tstar、pstar、n、j為公式系數(shù)。

28、進(jìn)一步的，所述步驟四中，將p2、t2數(shù)據(jù)分別代入公式

29、

30、其中，r、tstar、pstar、n0、j0、nr、jr為公式系數(shù)。

31、進(jìn)一步的，所述步驟五中，結(jié)合步驟一、步驟二、步驟三和步驟四進(jìn)行計算：

32、h2pt(p2，t2)＝h1＝hgxx+hw×(1-x)

33、

34、該節(jié)流過程為等焓膨脹過程，過程前后焓值不變。

35、3.有益效果

36、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

37、①本方案，本發(fā)明采用節(jié)流法，將高壓蒸汽減壓為低壓蒸汽，節(jié)流前設(shè)置壓力傳感器獲得高壓蒸汽的壓力參數(shù)p1，節(jié)流后采用真空泵維持低壓環(huán)境，在低壓蒸汽噴射口設(shè)置壓力傳感器和溫度傳感器，測量該點的蒸汽狀態(tài)參數(shù)(p2、t2)，該測量裝置采用絕熱保溫，保證蒸汽節(jié)流前后熱量沒有損失，并全部轉(zhuǎn)化為蒸汽的內(nèi)能，該過程等價為等焓膨脹過程，因沒有外界能量輸入及絕熱膨脹內(nèi)部能量沒有損失，節(jié)流前后蒸汽的焓值不變，保障了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性；

38、②本方案，通過傳感器獲得蒸汽兩個狀態(tài)三個參數(shù)(p1、p2、t2)，引入函數(shù)公式求取該狀態(tài)的蒸汽干度，數(shù)學(xué)計算過程可編輯程序內(nèi)置到計算機(jī)、可編程控制器或單片機(jī)控制內(nèi)，實現(xiàn)自動在線測量，并采用函數(shù)計算處理采樣數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確得出蒸汽干度數(shù)據(jù)；

39、③本方案，該測量方法所用的系統(tǒng)和裝置結(jié)構(gòu)簡單，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，快速，可有效滿足客戶對實時數(shù)據(jù)的獲取需求。

技術(shù)特征：

1.一種蒸汽干度的快速測量方法，其特征在于：該種快速測量方法中所使用的結(jié)構(gòu)為節(jié)流器，節(jié)流器端部開設(shè)有蒸汽進(jìn)口(1)，節(jié)流器末端側(cè)面開設(shè)有冷凝水排放口(5)，節(jié)流器的內(nèi)中部安裝有蒸汽采樣管(4)，蒸汽采樣管(4)的尾端設(shè)置有節(jié)流孔(6)，節(jié)流器的外部安裝有絕熱保溫層(2)，并在絕熱保溫層(2)上依次安裝有壓力傳感器a(3)、溫度傳感器(7)、壓力傳感器b(8)，壓力傳感器a(3)、溫度傳感器(7)、壓力傳感器b(8)的探頭均接入節(jié)流器內(nèi)部；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽干度的快速測量方法，其特征在于：所述真空泵(9)與節(jié)流器出口之間通過法蘭安裝有冷凝器(11)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽干度的快速測量方法，其特征在于：所述壓力傳感器a(3)、溫度傳感器(7)、壓力傳感器b(8)均接入系統(tǒng)程序控制器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種蒸汽干度的快速測量方法，其特征在于：所述程序控制器為可編程控制器、計算機(jī)、單片機(jī)控制器、觸摸屏控制器中的任意一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽干度的快速測量方法，其特征在于：所述步驟一中，將p1數(shù)值代入如下函數(shù)公式：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽干度的快速測量方法，其特征在于：所述步驟二中，將p1、tsat數(shù)據(jù)分別代入函數(shù)公式：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽干度的快速測量方法，其特征在于：所述步驟三中，將p1、tsat數(shù)據(jù)分別代入公式：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽干度的快速測量方法，其特征在于：所述步驟四中，將p2、t2數(shù)據(jù)分別代入公式

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽干度的快速測量方法，其特征在于：所述步驟五中，結(jié)合步驟一、步驟二、步驟三和步驟四進(jìn)行計算：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種蒸汽干度的快速測量方法，屬于干度測試技術(shù)領(lǐng)域，一種蒸汽干度的快速測量方法，該種快速測量方法中所使用的結(jié)構(gòu)為節(jié)流器，節(jié)流器端部開設(shè)有蒸汽進(jìn)口、冷凝水排放口，節(jié)流器的內(nèi)中部安裝有蒸汽采樣管，蒸汽采樣管的尾端設(shè)置有節(jié)流孔，節(jié)流器的外部安裝有絕熱保溫層，并在絕熱保溫層上依次安裝有壓力傳感器A、溫度傳感器、壓力傳感器B。它可以實現(xiàn)保證節(jié)流前后蒸汽的焓值不變，保障了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，且該方法可實現(xiàn)自動在線測量，并采用函數(shù)計算處理采樣數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確得出蒸汽干度數(shù)據(jù)，同時，該測量方法所用的系統(tǒng)和裝置結(jié)構(gòu)簡單，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，快速，可有效滿足客戶對實時數(shù)據(jù)的獲取需求。

技術(shù)研發(fā)人員：楊尚達(dá),楊葆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州瀜凱機(jī)電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15