Измеритель калорийности газов

Использование: для измерения удельной теплоты сгорания газов. Сущность заключается в том, что измеритель калорийности газов содержит изотермическую оболочку с установленными в ней двумя ячейками, блок подачи исследуемого газа и окислителя, отличается тем, что измерительная ячейка снабжена термохимическим датчиком, ресивером с компрессором, и образует через напускные клапаны с ячейкой, заполняемой исследуемым газом, замкнутый герметичный контур. Технический результат: повышение точности измерения калорийности газов при упрощении конструкции. 1 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники, а конкретнее к области измерений удельной теплоты сгорания калорийности горючих газов и паров.

Известны измерители калорийности газов, содержащие герметичную ячейку в виде калориметрической бомбы высокого давления, которая нагревается в результате взрывного сжигания исследуемого газа и окислителя. Температура измерительной ячейки является регистрируемой мерой пропорциональной калорийности исследуемого газа (См. книгу Гаджиева С.Н. «Бомбовая калориметрия», М.: Издат. «Химия», 1988, 192 с.). Недостатком измерителя является сложная конструкция и длительный процесс измерений.

Известны измерители калорийности газов непрерывного действия, основанные на сгорании в измерительной ячейке газа, подаваемого под повышенным давлением и высокой стабильностью расхода газа и окислителя (См. журнал «Измерительная техника» 2003 г., №7, стр.23-27, «Газовый микрокалориметр». Говор И.Н., Теряев Ю.Н.).

Такие газовые калориметры имеют сложную в изготовлении и настройке конструкцию, прецизионные стабилизаторы расхода газа, а также из-за большого числа влияющих факторов они обладают значительным разбросом параметров. При этом такие калориметры из-за наличия открытого пламени отличаются повышенной взрывоопасностью.

Известны газовые калориметры, содержащие изотермическую оболочку с установленными в ней идентичными измерительной и сравнительной ячейками, боковые поверхности которых соединены между собой через преобразователи теплового потока, создаваемого в измерительной ячейке факелом смеси исследуемого газа и воздуха. При этом исследуемый газ и окислитель подаются к форсунке под высокостабильными избыточными давлениями, создающими стабильные расходы газа и воздуха (См. Б.И. 1987 №4, Изобретение №1286979. «Устройство для определения удельной теплоты сгорания горючих газов», авторы Соловьев В.И. и др.).

Такие измерители калорийности газов при сложности конструкции обладают недостаточной точностью из-за большого числа составляющих погрешностей, связанных с нестабильностью окружающих температуры и давления, сильно влияющих на расход газа и окислителя, а также регистрируемого теплового потока.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения калорийности газов при упрощении конструкции.

Для достижения указанной цели измерительная ячейка снабжена термохимическим датчиком, ресивером с компрессором и образует через напускные клапаны с ячейкой, заполняемой исследуемым газом, замкнутый герметичный контур.

На чертеже схематически изображен измеритель калорийности газов, имеющий изотермическую оболочку 1 с измерительной ячейкой 2 и ячейкой 3, заполняемой исследуемым газом. Термохимический (каталитический) датчик 4, расположенный в измерительной ячейке 2, соединен прибором для регистрации выходного сигнала 5. Ресивер 6 с компрессором 7 соединен трубками через напускные электроклапаны 8, 9, 10 с измерительной ячейкой 2 и ячейкой 3, заполняемой исследуемым газом, образуя замкнутый герметичный контур. В качестве термохимического датчика 4 используется любой известный каталитического типа преобразователь с достаточной линейностью и чувствительностью, например резистивный платиновый. Для перемешивания исследуемого газа и окислителя и подачи смеси к термохимическому датчику 4 используется любой известный газовый компрессор 7, например центробежный, мембранный или иного типа. Для обеспечения герметичности газового контура после заполнения измерителя новыми порциями исследуемого газа и окислителя используются напускные электроклапаны 11, 12. Для заполнения измерителя новыми порциями исследуемого газа и окислителя, а также поверочными газовыми смесями при калибровке и периодической поверке измерителя используется блок подачи газа 13, содержащий газовые редукторы, баллоны с поверочными газовыми смесями (ПГС) и электроклапаны 14, 15, 16.

Измеритель калорийности газов функционирует следующим образом. При закрытых электроклапанах 9, 15, 16 и открытых остальных электроклапанах с помощью компрессора 7 осуществляется заполнение измерительной ячейки 2 и ресивера 6 окислителем, чаще всего атмосферным воздухом. Затем компрессор 7 отключается и закрываются электроклапаны 8, 10, 14, герметизируя в измерительной ячейке 2 и ресивере 6 окислитель при атмосферном давлении. Потом при открытых электроклапанах 9, 11, 12, 15 в ячейку 3 подается исследуемый газ. После заполнения газом ячейки 3 сначала закрываются электроклапаны 11, 15, а уже потом электроклапан 12. Таким образом, ячейка 3 заполнена исследуемым газом при атмосферном давлении, а измерительная ячейка 2 с ресивером-окислителем также при атмосферном давлении. При открытых электроклапанах 8, 9, 10 и закрытых электроклапанах 11, 12 образуется герметичный замкнутый контур и включается компрессор 7. После перемешивания исследуемого газа и воздуха термохимический датчик 4 выдает выходной сигнал, который пропорционален калорийности исследуемого газа.

Для периодической калибровки измерителя используются поверочные газовые смеси, прилагаемые в баллонах со стандартными параметрами удельной теплоты сгорания - калорийности газа, которые подаются вместо исследуемого газа.

Простота конструкции обеспечивает как автоматическую непрерывную работу измерителя калорийности газов на магистрали, так и в ручном режиме при анализе газа в мобильном варианте.

Предложенный измеритель калорийности газов обладает высокой точностью, низкими затратами при изготовлении и эксплуатации, автономной поверкой, взрывозащитными свойствами.

Предлагаемое устройство найдет применение в газовых котельных и ТЭЦ.

Измеритель калорийности газов, содержащий изотермическую оболочку с установленными в ней двумя ячейками, блок подачи исследуемого газа и окислителя, отличающийся тем, что измерительная ячейка снабжена термохимическим датчиком, ресивером с компрессором и образует через напускные клапаны с ячейкой, заполняемой исследуемым газом, замкнутый герметичный контур.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для изучения фазового поведения углеводородов и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности для исследовательских целей при установлении основных параметров глубинных и рекомбинированных проб пластовых нефтей и газоконденсатных систем, приведенных к термобарическим условиям их залегания.

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для прецизионных измерений теплоты сгорания газообразных видов топлива. .

Изобретение относится к физической химии и может быть использовано для анализа природных горючих газов, для определения их теплот сгорания. .

Изобретение относится к химмотологии горючего и может быть использовано для оценки энергоемкости топливных смесей в процессе подбора состава горючих на стадии их разработки.

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к физико-химическим методам измерения

Изобретение относится к области анализа газовых сред

Заявляемое изобретение относится к области контроля физико-химических характеристик природного газа и может быть использовано для экспресс-определения теплоты сгорания природного газа. Заявленный способ включает определение концентрации диоксида углерода в пробе газа. При этом дополнительно определяют скорость ультразвука в пробе газа, давление, влажность и температуру пробы газа. После этого производят корректировку результатов измерений скорости ультразвука по результатам измерения давления, влажности и температуры пробы газа. Затем определяют теплоту сгорания пробы газа с помощью блока обработки, содержащего искусственную нейронную сеть, выполненную с возможностью определения значения теплоты сгорания природного газа в условных единицах по значению концентрации диоксида углерода, и скорректированному как указано выше значению скорости ультразвука. Устройство содержит измерительную камеру (2), в которой размещены датчик концентрации диоксида углерода (3), датчик давления (6), датчик влажности (7), датчик температуры (8) и датчик скорости ультразвука (9). При этом вышеупомянутые датчики соединены с блоком обработки (4). Технический результат - повышение точности получаемого результата и возможность непрерывного измерения теплоты сгорания природного газа. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области аналитической техники и может быть использовано для автоматического контроля теплоценности газообразных топлив. Автоматический анализатор теплоценности газообразных топлив содержит камеру, в днище которой установлена горелка для формирования пламени во внутренний полости камеры, буферную колонку, выход которой через тройник соединен с входом горелки и трубопроводом подачи водорода в горелку, автоматический дозатор с двумя входными штуцерами, соединенными с трубопроводом анализируемого газа и трубопроводом газа-носителя, термопару, расположенную над горелкой и подключенную последовательно к нормирующему преобразователю и устройству обработки и отображения информации. В анализаторе по ходу движения газа-носителя за автоматическим дозатором и перед буферной колонкой дополнительно установлены соответственно вспомогательная колонка и турбулентный дроссель. Технический результат - повышение достоверности и точности получаемых данных. 2 ил.

Изобретение относится к теплофизическим измерениям, в частности к способам определения энергии сгорания газообразных и жидких топлив, преимущественно реактивных топлив, и может быть использовано в области научных исследований при разработке новых композиций топлив и перспективных высокоскоростных двигателей. Сущность изобретения заключается в определении энергии сгорания топлив с использованием лабораторной установки перепускного типа при этом учитывается количество и состав продуктов сгорания - коэффициент адиабаты k, образовавшихся при сгорании в условиях, приближенных к условиям эксплуатации двигателя, масса поступившего топлива mгр в реакционную камеру, которая напрямую зависит от взятой массы mг исследуемого топлива, и прирост давления в реакционной камере при сгорании ТВС. Технический результат - повышение достоверности полученных результатов за счет приближения условий испытаний к условиям эксплуатации воздушно-реактивного двигателя на ТВС заданного состава. 2 ил.

Изобретение относится к способу измерения концентрации горючих газов и паров в воздухе, основанному на использовании термокаталитических сенсоров пелисторного типа, может использоваться в газоаналитической аппаратуре на предприятиях горнодобывающей, газовой, нефтяной, нефтеперерабатывающей, химической и других отраслях промышленности. Способ измерения концентраций горючих газов и паров в воздухе термокаталитическим сенсором диффузионного типа включает циклический режим работы сенсора с двухступенчатым импульсным питанием с заданными амплитудами напряжения, длительностью импульсов напряжения и паузами между ними. При этом первую ступень двухступенчатого импульса напряжения формируют путем кратковременной подачи напряжения на сенсор, в 2-2,5 раза превышающего номинальное рабочее напряжение сенсора, и длительностью, ограниченной моментом достижения сенсором температуры, на 15-20% превышающей ее номинальное рабочее значение. Измерение концентраций горючих газов производят в период переходного процесса охлаждения сенсора и выполняют путем измерения разницы выходных сигналов напряжений в двух строго фиксированных по времени точках в начале и конце переходного процесса охлаждения. Технический результат заключается в сокращении длительности и мощности нагревно-измерительного импульса тока при циклическом режиме работы термокаталитического сенсора, что снижает время контакта с реагирующими веществами и способствует повышению стойкости каталитически активной поверхности к отравлению каталитическими «ядами» и снижению блокирования этой поверхности отложениями кокса-углерода, образующегося в процессе окисления углеводородов и серосодержащих горючих составляющих. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.
Наверх