锅炉蒸汽的采样方法即：锅炉取样器产品说明

锅炉蒸汽的采样方法即：锅炉取样器产品说明

锅炉蒸汽的采样方法即：锅炉取样器产品说明
1、主题内容与适用范围
       本标准规定了直接燃烧矿物燃料的电站锅炉和工业锅炉采集蒸汽试样的方法。
       本标准适用于电站锅炉和工业锅炉采集饱和蒸汽和过热蒸汽试样。
2、引用标准
       GB 6903 锅炉用水和冷却水分析方法通则
       GB 6907 锅炉用水和冷却水分析方法水样的采集方法
3、方法概要
       锅炉蒸汽是一种多组分物质，其中所含杂质可以是固体、液体、气体。固体杂质包括炉水中存在的氯化物、磷酸盐、硅酸钠、硫酸盐、亚硫酸盐、氢氧化物等。在过热蒸汽中还可能有铁、铜的氧化物和二氧化硅，液体杂质包括蒸汽的湿分等。气体杂质包括氨、二氧化碳、氧、氮、挥发性胺及联氨等。
       为了从锅炉汽包导管或蒸汽管路中取出有代表性的蒸汽试样，需要专门设计、制造和安装特制的取样器，按照设计的取样速度采集蒸汽，把蒸汽试样经导管、减压、引至冷却器(冷凝器)，冷却成凝结水后采集蒸汽试样。
4、取样装置
       采集蒸汽试样所需要的装置包括锅炉取样器、导管、阀门、冷凝器、试样容器等。
4.1 饱和蒸汽取样器
       4.1.1 单口(探针)型锅炉取样器：这类取样器通常安装在汽包或集汽管出口的蒸汽管内，取样器从蒸汽管壁插入并焊接在管壁上，取样口居于蒸汽管的中心线上，与蒸汽流向相反。由图1所示，典型取样器是安装在管径76mm的蒸汽出口管(内径66mm)内，截面积为3425mm2，蒸汽流量为2.52kg/s(在10.342kPa时)，取样口面积为7.9335mm2，单孔直径为3.160mm，取样速度为0.00056kg/s。
4.1.2 多口型取样器：
       a.这类取样器应专门设计。安装和焊接取样器时，取样器从径向插入并延伸至对面蒸汽管壁，取样口应对着上升的蒸汽流。取样孔(口)与孔之间保持一定距离，孔的面积与取样管截面相等。见图2和图3，锅炉取样器在蒸汽管内的那一部分呈锥形，一方面易插入管道，另一方能减少磨损，有利于增加刚性。对于大管径的管道，可将取样器设计为两个，或者适当增加支承，以提高强度。

图1 单口型蒸汽锅炉取样器
       1—汽包中心线；2—蒸汽流体；3—取样器；4—饱和蒸汽出口管；
       1′—联接管；2′—饱和蒸汽出口管；3′—入口孔(取样器)；4′—汽包壁；5′—取样器外径(9.525mm)；6′—取样器内径(3.175mm)； 7′—节销孔座面

图2 多口型蒸汽锅炉取样器1)
       1—接适合于蒸汽管道的末端连接物；2—标记*的位置与取样管壁上的入口孔处于同一中心线，取样口对着蒸汽流向安装；3—最小倒角3.175mm； 4—锥体和取样口；5—蒸汽管上的入口孔，比蒸汽管的外径大约0.508mm；
       1′—蒸汽管；2′—焊接点；3′—取样头；4′—蒸汽管堵头
       注：1)适用于管内径从51mm到152mm。

图 3 多口型蒸汽锅炉取样器1)
       1—接适合于蒸汽管道的末端连接物；2—标记*的位置与在取样器管壁上的入口孔处于同一中心线，取样口对着蒸汽流向安装； 3—最小倒角3.175mm；4—锥体和取样口；
       1′—取样头； 2′—蒸汽管；3′—蒸汽管头；4′—焊接点
       注：1)适用于管内径大于152mm。
图中蒸汽管直径与锅炉取样器的外径如表1所示。
       表1 蒸汽管直径与取样器外径              mm
       蒸汽管直径
       J 取样器外径
       O、D 蒸汽管直径
       J 取样器外径
       O、D
       1412.8～3397.2 266.7 5159～7270.7 508
       3413.1～5143.5 381 7286～9144.0 695
    图2、图3所示的蒸汽取样器的有关尺寸的计算公式列于表2中。
表2 蒸汽取样器计算公式
       (适用于管径152mm和152mm以上)
       标准管道尺寸单    位标准管道尺寸单    位
       D0＝管外径 cm cm
       D1＝管内径 cm F=通过管道的蒸汽流量 kg/s
       T=管壁厚度 cm f=抽出的蒸汽试样总流量 kg/s
       N=取样孔总数 — A=蒸汽管断面积=0.7854D2i cm2
       孔的半径(r) cm a=取样孔总面积=Af/F cm2
  cm d=取样孔直径= 用于钻孔cm
  cm B=取样器镗孔直径= 用于钻孔cm
注：取样孔直径不小于1.5875mm。增加孔径可提高抽取蒸汽试样的流量，或者减少取样孔的数量。
       在不同压力下，通过取样器的流量如表3所示。
       表3蒸汽压力和试样流量
       蒸汽压力
       kPa 流量
       kg/(s•m2)
       690        17.6
       1379       23.0
       2060       27.1
       2758       29.8
       3447       32.5
       4826       38.0
       6895       42.0
       10342      46.1
       13790      48.8
       17237      48.9
       19035      46.1
       b.为保证取样器的每个孔都能取出与其面积相等的蒸汽管内的汽流，要取样孔尺寸相同，并保持一定间距，这样，可以从相同的截面取出相同数量的蒸汽试样。
       c.为使每个孔的压降一致，取样孔的总面积应小于连接管截面积的2/3。取样孔总面积与蒸汽管截面积之比值应小于试样流量与蒸汽流量之比值。此条件下，蒸汽进入锅炉取样器的速度等于蒸汽管内的蒸汽速度，而且流速是稳定的。
       d.试样流量按下列公式计算式中 f、F——分别为试样流量和蒸汽流量；
        a/A——取样孔总面积与蒸汽管面积之比。