高溫流體的流量測量
對于需要進行測量、但在測量上有些問題的具有代表性的高溫流體,我們列舉以下三種。作為導熱媒質(zhì)或能源的高溫氣體、高溫蒸汽,高速增殖反應堆用的、強導熱煤質(zhì)——液態(tài)金屬鈉等;鋼鐵工業(yè)中的鐵水、鋼水。就是這三種流體,出于精度和使用材料的不同,在測流量時要求的要點也分別不同,敘述一般的共同點是困難的。因此,此章中僅以高溫氣體、高溫蒸氣所使用的節(jié)流流量計的實用問題和以測量液態(tài)金屬的電磁流量計為中心來敘述高溫流體的流量測量。
對于鐵水、鋼水還有兩種測流量的方法:一種是應用高頻集膚效應的流槽截面積測量的方式;另一種是電磁流量計的方式。這兩種方式都可用于連續(xù)煉鋼設備。為了能進行直接的、非接觸形式的測量,也進行了多方面的研究和探討,但是,實際上一般是通過把流量換算為液柱高或重量進行批量處理。因此,此章中不加敘述。另外,在測量液體金屬鈉的流量時,試驗了在配管外安裝檢測器的超聲波方式,不久將能實用化, 此處同樣不加敘述。
用節(jié)流機構測量高溫流體的流量
各種裝置中的應用例子
使用高溫流體的部門以電力、鋼鐵、化學工業(yè)為主,范圍非常廣,它們要處理多種類型的流體。在進行液體、水蒸氣、氣體等流量的測量時,人們從不同原理結(jié)構的多種類型的流量計中,首先研究了節(jié)流機構的差壓流量計是否適用,而實際上應用也最多。這是因為它結(jié)構簡單,而且有豐富的數(shù)據(jù)和實際使用經(jīng)驗。結(jié)果,節(jié)流裝置作為過程檢測儀表,其可信度比任何其他儀表都受人重視。
企業(yè)用發(fā)電和各廠用的發(fā)電裝置以高效率化和大容量化為目標,將鍋爐的蒸氣溫度和壓力提高到臨界溫度和壓力。這種蒸氣為高溫、高壓的過熱蒸氣,其溫度達568℃,壓力達240公斤力/厘米2。從鍋爐流向汽輪機的高壓蒸氣的流量一般用噴嘴等節(jié)流裝置來測量。
在煉鋼、煉鐵中,將燃燒空氣的溫度提高再吹入高爐、轉(zhuǎn)爐、燒結(jié)爐等爐內(nèi)。這些燃燒空氣的流量可用文丘利管等節(jié)流裝置測量。另外,從這些爐中排出的氣體也屬于高溫范圍,可采用文丘利管測量該流量。
由于排出的氣體為高溫氣體,它具有腐蝕性且含有灰塵,在選用材料時,要考慮這些特點和使用條件,選用合乎使用目的的、耐腐蝕性的材料。
在化學、石油化學工業(yè)中,例如:制氫裝置、利用水蒸氣改質(zhì)法的改質(zhì)爐,其反應管內(nèi)的溫度也加800-900℃左右。石油精制的接觸改質(zhì)裝置.溫度為420~580℃,壓力為15—50公斤力/厘米2。這些裝置中的爐內(nèi)溫度雖是高溫,但因是測量和控制進入爐內(nèi)之前的流量,所以.不用測量那么高溫的流體。
以上只不過是舉出了幾例。要測量的高溫流體還很多,不勝枚舉。
考慮用節(jié)流裝置測高溫流體的流量時,與選擇閥類材料一樣,在重視溫度的同時尤其要重視壓力。
選擇了適當?shù)牟牧?,就可以測量高溫范圍的流量。但從材料強度上來看,拉伸強度、屈服點都隨溫度的上升而下降,大約達到400℃以上時,就出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象,因此,可將此溫度看作是節(jié)流裝置中的最高溫度。下面敘述在該范圍使用時必須注意的事項。
結(jié)構
關于節(jié)流裝置的構造已作了詳細說明,這里只敘述應特別注意的事項。
圖3. 2 有代表性的結(jié)構
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