Устройство для определения степени сухости потока влажного пара

 

Использование: в области измерения термодинамических параметров потока влажного пара, а именно степени сухости. Сущность изобретения: устройство содержит паропровод с датчиком давления и узлом отбора проб. Дополнительно устройство содержит охваченный теплоизолирующим слоем сосуд, снабженный датчиком температуры и двумя трубками. Одна трубка подключена к узлу отбора проб, а другая через вентиль сообщена с мерным стаканом. 1 ил.

Изобретение относится к области измерения термодинамических параметров потока влажного пара, а именно степени сухости.

Известно устройство для определения степени сухости потока влажного пара, содержащее участок паропровода с датчиками статического давления, динамического напора и динамического разрежения [1] Недостатком известного устройства является отсутствие мобильности устройство жестко устанавливается в паропровод и практически не может быть переставлено на другую точку контроля. Отмеченный недостаток существенно усложняет задачу обеспечения точности определения параметров влажного пара известным устройством (устройство не может быть снято для поверки) и задачу охвата участка с несколькими точками контроля одним устройством.

Известно также устройство для определения степени сухости влажного пара в паропроводе прямоточного парогенератора, содержащее пробоотборник в канале питательной воды и пробоотборник сепарата пара в паропроводе. Это известное устройство реализует "солевую" методику определения степени сухости влажного пара по отношению солесодержания исходной питательной воды и жидкой фазы потока влажного пара [2] По технической сущности это устройство наиболее близко к предлагаемому и принято за прототип.

К недостатку прототипа относится ограниченность объекта его применения. Так, известное устройство применимо только в паропроводе парогенератора до разветвления потока. Оно неприменимо в паропроводе "на потоке".

Сущность изобретения заключается в том, что устройство, содержащее паропровод с датчиком давления и узлом отбора проб, дополнительно содержит охваченный теплоизолирующим слоем сосуд, снабженный датчиком температуры и двумя трубками, одна из которых подключена к узлу отбора проб, вентиль на второй трубке и мерный стакан, связанный с второй трубкой.

На чертеже показано схематично предлагаемое устройство.

Устройство содержит установленный в паропроводе 1 датчик 2 давления, пробоотборник 3, сосуд 4, трубку 5, связывающую сосуд с пробоотборником в паропроводе, мерный стакан 6, трубку 7 с вентилем 8, связывающую сосуд с мерным стаканом. Сосуд охвачен теплоизолирующим защитным слоем 9. В корпус сосуда помещен датчик 10 температуры. Вентиль 11 обеспечивает возможность отключения устройства от паропровода. Сосуд и трубки заполнены конденсатом пара (водой).

Работает устройство следующим образом.

Для определения степени сухости необходимо выполнить следующие операции: измерить давление в паропроводе и начальную температуру воды в сосуде, установить мерный стакан 6 под открытый конец трубки 7, приоткрыть вентиль 8 (в мерный стакан 6 должна поступать жидкость из полости сосуда 4, скорость наполнения мерного стакана регулируют степенью открывания вентиля 8 ориентировочное время заполнения стакана 60-70 с). Вытеснение жидкости в мерный стакан обеспечивается давлением пара. В сосуд 4 поступает пар из паропровода процесс сопровождается увеличением температуры жидкости в сосуде. При подходе уровня заполнения мерного стакана до заданной отметки необходимо закрыть вентиль 8 и измерить вес (объем) отобранной в стакан 6 жидкости (воды) из сосуда. Через время, необходимое для термостатирования воды в сосуде (10-15 мин), измеряют ее конечную температуру.

Вычисляют степень сухости по формуле χ где П калориметрическая постоянная устройства; t_кон конечная температура воды в сосуде; t_нач начальная температура воды в сосуде; С теплоемкость жидкой фазы пара (функция статического давления); t_н температура насыщенных паров (функция статического давления); G вес пробы; r теплота парообразования (функция статического давления).

Технико-экономическая эффективность разработанного устройства в нефтяной промышленности состоит в возможности осуществления контроля степени сухости влажного пара в паропроводах систем паротеплового воздействия на нефтяной пласт, что позволяет повысить нефтеотдачу пластов и снизить энергоемкость реализации паротеплового воздействия. Устройство испытано на нефтяном месторождении Каражанбас, разработана конструкторская документация для изготовления опытных образцов.

Пример реализации измерения степени сухости предлагаемым устройством приведен с использованием экспериментального материала: П 11,21; t_кон 61,3^оС; t_нач 25,6^оС; С' 1,0286 ккал/кг ^оС (давление равно 28 кг/см²); t_н 231,06^оС; G 1 кг; r430,24 ккал/кг ^оС. В результате вычисления по приведенной формуле получают расчетное значение степени сухости χ 0,524.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ СУХОСТИ ПОТОКА ВЛАЖНОГО ПАРА, содержащее паропровод с датчиком давления и узлом отбора проб, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит охваченный теплоизолирующим слоем сосуд, снабженный датчиком температуры и двумя трубками, одна из которых подключена к узлу отбора проб, а другая через вентиль с мерным стаканом.

РИСУНКИ

Рисунок 1