Методика измерения влажности газа в газоходах

Методика рекомендуется для измерения влажности газа, не насыщенного водяными парами. Для измерения влажности газа используют следующие методы. Психрометрический метод. Применяют для измерения влажности газов, температура которых не превышает 60 °С. Метод основан на косвенном определении парциального давления водяных паров по показаниям температуры влажного и сухого термометров, последовательно обтекаемых струёй газа. Конденсационный метод. Основан на измерении количества влаги в пробе газа известного объема, отбираемого из газохода, путем охлаждения его ниже точки росы. Влажность газа определяют как отношение сконденсированной влаги, отнесенной к единице объема газа, прошедшего через конденсатор, и абсолютной влажности насыщенного газа после конденсатора. При выполнении измерений необходимо соблюдать следующие условия: пробу необходимо отбирать так, чтобы исключить выпадение влаги по газовому тракту до психрометра или конденсатора; не допускается попадание пыли в приборы. Психрометрический метод можно использовать для определения влажности газов, не содержащих пары серной кислоты.

Для реализации указанных методов собирают измерительные схемы, представленные на рис. 2.3 и 2.4.

Рис.2.3. Схема намерения влажности газа психрометрическим методом:

1 - фильтр, 2 - диафрагма. 3 - газоход. 4 - манометр, 5 - психрометр, 6 –реометр.

Перед проведением измерений проверяют на герметичность приборы и соединительные линии. Для этого, закрыв входное отверстие канала и подсоединив микроманометр, в схеме создают давление порядка 1000 Па и следят за постоянством показаний микроманометра. Падение давления за 10 с не должно превышать двух делений по шкале микроманометра.

Рис. 2.4. Схема измерения влажности газа методом конденсации:

1 - фильтр. 2 - холодильник, 3 - термометр, 4 - газоход. 5 - колба коническая, 6 - манометр, 7 - реометр, 8 – диафрагма.

Психрометр заливают дистиллированной водой. По реометру устанавливают расход отбираемого газа около 20 л/мин и схему прогревают отбираемым газом в течение 10-15 мин.

Измерения проводятся следующим образом.. При измерении влажности газового потока психрометрическим методом предварительно отфильтрованный от пыли газ поступает в психрометр через входной патрубок и омывает сначала сухой, а затем влажный термометр и выходит из устройства через выходной патрубок. Через прибор устанавливают расход газа не менее 20 л/мин. при этом скорость смывания газом сухого термометра должна быть не менее 5 м/с. Показания термометров снимают через каждые 5 мин или реже в зависимости от изменения влажности газа. Следует сделать не менее 5 измерений. Конденсационный метод. Устанавливают расход охлаждающей воды через конденсатор так, чтобы температура газа после конденсатора была на 10-15°С ниже температуры точки росы. При проведении измерений необходимо следующее:

- не допускать уноса брызг или тумана из прибора;

- не допускать конденсации влаги в подводящих трубках;

- фиксировать температуру газа после конденсатора;

- измерить количество пропущенного через схему газа.

Количество сконденсировавшейся влаги определяется взвешиванием сборника Конденсата до и после отбора пробы. Общее количество конденсата должно быть не менее 30 см³. Следует сделать не менее 5 измерений.

Обработка результатов измерений.

Психрометрический метод. Парциальное давление водяных паров (при условиях внутри психрометра) рассчитывают по соотношению:

, (2.3)

где Р_пп - парциальное давление водяного пара, кПа: Р_н - давление насыщенного водяного пара при температуре влажного термометра t_в; t_с - температура сухого термометра, °С; t_в - температура влажного термометра, °С; Р_н - избыточное давление (разрежение) в приборе, кПа; с - коэффициент, зависящий от скорости движения газа около влажного термометра (при скоростях газа более 5 м/с с = 0,00066).

Парциальное давление водяных паров в газе при давлении (разрежении) газа в газоходе рассчитывают по соотношению:

, (2.4)

где В - атмосферное давление, кПа.

Относительную влажность газа рассчитывают по соотношению:

, (2.5)

где Р_пн — парциальное давление насыщенного водяного пара при температуре газа, кПа.

По парциальному давлению насыщенного газа можно определить следующие величины:

1) концентрацию водяных паров во влажном газе f ¹, г/м³;

2) массовую долю влаги во влажном газе при нормальных условиях t=0°С, B=101,3 кПа) f ₀¹, г/м³;

3) массовую долю влаги в сухом газе при нормальных условиях f _0с, г/м³;

Концентрацию водяного пара в газе определяют по соотношению

, (2.6)

где Х—концентрация водяного пара в газе, г/кг или кг/кг сухого газа; -плотность сухого газа, кг/м³.

Конденсационный метод. Объем газа, прошедшего через реометр V_овл (в литрах) при измерении влажности газа, рассчитывают по соотношению:

, (2.7)

где g - показания реометра, л/мин; τ - время отбора пробы, мин; Р_а - атмосферное давление, Па; t - температура газа, °С; Р_н - разность статического и атмосферного давления перед диафрагмой реометра, Па; ρ_гр—плотность газа при условиях градуировки реометра, кг/м³; ρ₀ — плотность сухого газа при нормальных условиях:

, (2.8)

где a _i —объемное содержание j-го компонента а газе, %; ρ_0j — плотность j-го компонента при нормальных условиях, кг/м³.

Содержание водяных паров (f _о) в 1 м³ сухого газа при нормальных условиях (кг/м³) рассчитывают по соотношению:

, (2.9)

где - масса конденсата, г; Р_н - давление насыщенных водяных паров при температуре t.