Способ измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области контроля качества подготовки природного и попутного газов к транспорту в нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано на топливно-энергетических, химических и др. предприятиях. Техническим результатом изобретения является получение более точных значений величины уноса дисперсной фазы в газовом потоке. Способ измерения уноса дисперсной фазы включает пропускание через фильтр-патрон определенного объема пробы газа с последующим определением привеса фильтр-патрона за счет осаждения дисперсной фазы. При этом объем пробы газа отбирают через пробоотборный зонд. Выделившуюся влагу улавливают в дополнительном фильтре-патроне, дополнительный фильтр-патрон перекрывают. Определенный объем пробы газа направляют в фильтр-патрон в течение определенного промежутка времени при постоянном расходе газа через установку, который обеспечивает регулятор, выполненный в виде блока с набором откалиброванных критических сопел. Установка, реализующая способ, содержит пробоотборный зонд, фильтр-патрон, дополнительный фильтр-патрон для улавливания выделившейся влаги, а также регулятор постоянного расхода газа при давлении, температуре и скорости в системе установки, равных давлению, температуре и скорости газового потока, выполненный в виде блока с набором откалиброванных критических сопел. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области контроля качества подготовки природного и попутного газов к транспорту в нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано на топливно-энергетических, химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятиях. Контроль качества газа осуществляют путем отбора проб и определения в ней уноса дисперсной фазы.

Известно в практике газового анализа техническое решение, предусматривающее пропускание исследуемой смеси через две камеры, снабженные чувствительными элементами, см. Авторское свидетельство SU №320771, C01N 30/00, 1971.

Однако это техническое решение не позволяет фиксировать капельную влагу.

Известен способ индикации наличия в газовой смеси капельной влаги, заключающийся во введении пробы в камеру и замере в этой камере влагосодержания смеси. Устройство для осуществления этого способа содержит пробоотборник, подсоединенную к нему камеру с входным и выходным отверстиями, в которой установлен датчик влагосодержания, см. Патент US №3552187, Кл.73-23, опубл. 1971.

Известный способ и устройство для его осуществления указывают только на обнаружение (индикацию), но не фиксируют наличие капельно-взвешенной влаги в отобранной пробе газа из его потока, что, в свою очередь, снижает достоверность определения величины влагосодержания.

Известен способ индикации наличия в газовой смеси капельной влаги, заключающийся во введении пробы в камеру и замере в этой камере влагосодержания смеси, одновременно вводят пробу во вторую камеру, давление в камерах устанавливают разное по величине, но ниже давления в месте отбора, измеряют величину влагосодержания во второй камере, по отклонению которой от величины влагосодержания в первой камере судят о наличии в смеси капельной влаги. Температуру в камерах поддерживают не ниже температуры в месте отбора.

Установка для осуществления указанного способа содержит пробоотборник, подсоединенную к нему камеру с входным и выходным отверстиями, в которой установлен датчик влагосодержания, устройство снабжено подсоединенной к пробоотборнику второй камерой, сечение входного отверстия которой равно сечению входного сечения первой камеры, а сечение выходного отверстия не равно сечению выходного отверстия первой камеры, см. Авторское свидетельство SU №879425, МПК G01N 25/56, 1981.

Известный способ и установка для его осуществления могут только обнаружить присутствие капельной влаги в пробе газа и не позволяют количественно измерить унос как капельно-взвешенной влаги, так и дисперсной фазы в потоке газа.

Известен способ измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке, включающий пропускание через пробоотборный зонд в систему установки определенного объема пробы газа при температуре газового потока, далее с помощью вентиля на сепараторе по счетчику газа устанавливают необходимый расход отбираемого газа, контролируя его в процессе измерения, при необходимости приоткрывают вентиль капельницы для осуществления подачи ингибитора гидратообразования, и по стеклу мерной емкости определяют не ранее чем через 0,5 часа количество накапливаемой жидкости, а содержание твердых частиц в фильтре-патроне сепаратора определяют после просушки супертонкого волокна фильтра по его привесу.

Установка для осуществления указанного способа содержит пробоотборный зонд, представляющий собой наконечник с внутренним каналом квадратного сечения с выходом под углом 90°, сепаратор, внутри которого последовательно по ходу газа установлены фильтр-патрон, выполненный из супертонкого стекловолокна, и сетчатый отбойник, выполненный из рукавной вязаной сетки, причем сепаратор соединен с карманом для установки термометра, а также с мерной емкостью, выполненной в виде сосуда с отводом и смотровым стеклом для визуального измерения уловленного объема жидкости, при этом мерная емкость через отвод соединена с регулятором постоянного расхода газа - счетчиком газовым ротационным, который соединен с сепаратором через регулирующий вентиль, см. Г.А.Лончаков, А.Н.Кульков Г.К.Зиберт. Технологические процессы подготовки природного газа и методы расчета оборудования. ООО «Недра. Бизнесцентр» г.Москва. Отпечатано в Производственно-издательском комбинате ВИНИТИ, с.210, 2000 г.

Недостатками указанного способа с устройством для его осуществления являются неточное измерение величины уноса дисперсной фазы в потоке газа, длительность отбора проб и сложное аппаратурное оформление.

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке, включающий пропускание через фильтр-патрон определенного объема пробы газа при расчетном давлении в установке с последующим определением привеса фильтра-патрона за счет осаждения дисперсной фазы, причем пропускание пробы газа через фильтр-патрон ведут при давлении, температуре и скорости газового потока и в течение определенного промежутка времени при постоянном расходе газа через установку, регулируемом при помощи вентиля, контролируемом по показаниям манометра, установленного перед дросселем.

Установка для осуществления указанного способа, включающая фильтр-патрон, регулятор постоянного расхода газа при давлении, температуре и скорости в установке, равных давлению, температуре и скорости газового потока, в качестве регулятора содержит вентиль и дроссель с манометром, см. Г.А.Лончаков, А.Н.Кульков Г.К.Зиберт. Технологические процессы подготовки природного газа и методы расчета оборудования. ООО «Недра. Бизнесцентр» г.Москва. Отпечатано в Производственно-издательском комбинате ВИНИТИ, с.204, 2000 г.

Недостатками указанного способа измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке и установки для осуществления этого способа являются высокая погрешность измерения величины уноса дисперсной фазы в потоке газа, связанная с возможным выделением влаги при наборе давления в установке, которая улавливается фильтром-патроном и снижает достоверность полученных результатов измерения. Кроме того, при пропускании пробы газа через дроссель происходит резкое снижение температуры газа, который охлаждает стенки установки и снижает температуру внутри нее, при этом температура пробы газа уже не равна температуре газового потока, что приводит к искажению полученных результатов. Дополнительно, конструкция установки позволяет отбирать пробы газа только около стенки трубопровода, по которому движется газовый поток.

Задачей изобретения является получение более точных значений величины уноса дисперсной фазы в газовом потоке.

Техническая задача решается способом измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке, включающим пропускание при давлении, температуре и скорости газового потока через фильтр-патрон определенного объема пробы газа с последующим определением привеса фильтр-патрона за счет осаждения дисперсной фазы, в котором объем пробы газа отбирают из газового потока через пробоотборный зонд, и при наборе давления в системе установки, равного давлению газового потока, выделившуюся влагу улавливают в дополнительном фильтре-патроне, а после набора давления дополнительный фильтр-патрон перекрывают, и определенный объем пробы газа направляют в фильтр-патрон в течение определенного промежутка времени при постоянном расходе газа через установку, который обеспечивает регулятор, выполненный в виде блока с набором откалиброванных критических сопел.

Установка для осуществления указанного способа содержит фильтр-патрон, регулятор постоянного расхода газа при давлении, температуре и скорости в системе установки, равных давлению, температуре и скорости газового потока, установка дополнительно содержит пробоотборный зонд, дополнительный фильтр-патрон для улавливания выделившейся влаги при наборе в системе устройства давления, равного давлению газового потока, а регулятор постоянного расхода газа выполнен в виде блока с набором откалиброванных критических сопел.

Решение технической задачи позволяет получить более точные значения величины уноса дисперсной фазы в газовом потоке с возможностью изменения места отбора проб.

Установка для измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке содержит пробоотборный зонд 1, фильтр-патрон 2 и дополнительный фильтр-патрон 3 для улавливания выделившейся влаги при наборе в системе установки давления, равного давлению газового потока, регулятор 4 постоянного расхода газа при давлении, температуре и скорости в системе установки, равными давлению, температуре и скорости газового потока, который выполнен в виде блока с набором откалиброванных критических сопел, при этом устройства в составе установки соединены с помощью системы трубопроводов и кранов 5-10, см. фиг.1.

Установка для осуществления способа измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке работает следующим образом.

Определяют содержание дисперсной фазы в газовом потоке, движущемся по трубопроводу с внутренним диаметром D. Объемный расход газа Q.

Предварительно определяют расход газа через установку для соблюдения скорости, равной скорости газового потока. Для этого рассчитывают объемный расход газа через установку по формуле

где d - внутренний диаметр пробоотборного зонда.

По рассчитанному значению q подбирают набор откалиброванных критических сопел и устанавливают их в регулятор 4 постоянного расхода газа, обеспечивающий данный объемный расход газа.

Определяют вес фильтра-патрона 2.

К пробоотборному штуцеру трубопровода герметично подключают пробоотборный зонд 1 с возможностью перемещения его внутри трубопровода.

Далее проводят продувку пробоотборного зонда путем открытия и закрытия крана 10.

При подготовке к набору давления в системе установки, равного давлению газового потока при закрытых кранах 5 и 9, открывают краны 6 и 7. Набор давления проводят путем открытия крана 5, в момент которого происходит дросселирование части газа через кран и выделение капельной влаги, которую улавливают дополнительным фильтром-патроном 3.

После набора давления перекрывают дополнительный фильтр-патрон 3 путем открытия крана 9 и закрытия кранов 5 и 6.

Измерение уноса дисперсной фазы проводят путем пропускания отобранной через пробоотборный зонд пробы газа при давлении, температуре и скорости газового потока через фильтр-патрон 2 в течение определенного промежутка времени при постоянном расходе газа через установку. Для этого открывают кран 8, а по истечении определенного промежутка времени закрывают кран 9, при этом постоянный расход газа через установку при давлении, температуре и скорости в системе устройства, равных давлению, температуре и скорости газового потока, обеспечивает регулятор 4, выполненный в виде блока откалиброванных критических сопел.

После достижения атмосферного давления в установке, которое контролируется по манометру, установленному на регуляторе 4 постоянного расхода газа, фильтр-патрон 2 снимают и определяют его привес.

Результаты измерений для газового потока при Q=299000 норм. м3/ч, D=374 мм при разных положениях пробоотборного зонда показаны в таблице 1.

Таблица 1
№ Примера Положение пробоотборного зонда в трубопроводе Среднее значение уноса дисперсной фазы, г/1000 норм. м3
1 По прототипу 20,125
2 Установка по заявляемому объекту, пробоотборный зонд расположен около стенки трубопровода 14,253
3 Установка по заявляемому объекту, пробоотборный зонд расположен на оси трубопровода 3,461

Как видно из примеров конкретного выполнения, объект по прототипу определяет величину уноса дисперсной фазы с высокой погрешностью, конструкция установки позволяет отбирать пробы газа только около стенки трубопровода.

Заявляемый объект позволяет более точно определять величину уноса дисперсной фазы, к тому же в различных точках трубопровода.

Установка для осуществления способа измерения величины уноса дисперсной фазы в газовом потоке прошла промышленные испытания и зарекомендовала себя, как простая и удобная в эксплуатации.

1. Способ измерения уноса дисперсной фазы в газовом потоке, включающий пропускание при давлении, температуре и скорости газового потока через фильтр-патрон определенного объема пробы газа с последующим определением привеса фильтр-патрона за счет осаждения дисперсной фазы, отличающийся тем, что объем пробы газа отбирают из газового потока через пробоотборный зонд, и при наборе давления в системе установки, равного давлению газового потока, выделившуюся влагу улавливают в дополнительном фильтре-патроне, а после набора давления дополнительный фильтр-патрон перекрывают, и определенный объем пробы газа направляют в фильтр-патрон в течение определенного промежутка времени при постоянном расходе газа через установку, который обеспечивает регулятор, выполненный в виде блока с набором откалиброванных критических сопел.

2. Установка для осуществления способа по п.1, содержащая фильтр-патрон, регулятор постоянного расхода газа при давлении, температуре и скорости в системе установки, равных давлению, температуре и скорости газового потока, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пробоотборный зонд, дополнительный фильтр-патрон для улавливания выделившейся влаги при наборе в системе устройства давления, равного давлению газового потока, а регулятор постоянного расхода газа выполнен в виде блока с набором откалиброванных критических сопел.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологическому контролю мощных генераторов, и может быть использовано на электростанциях для защиты от увлажнения изоляции электрических цепей генераторов.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к устройствам для испытания строительных материалов и может быть использовано при определении влагостойкости теплоизоляционных материалов волокнистой структуры, в частности изделий из минеральной ваты.

Изобретение относится к технике измерения влажности газов. .

Изобретение относится к аналитической химии пищевых продуктов и может быть использовано для определения влажности бульонных кубиков, сухих бульонов и суповых основ с применением статического «электронного носа».

Изобретение относится к методам исследования процесса сушки в пищевой и других отраслях промышленности. .

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Изобретение относится к области определения содержания влаги во влагосодержащем органическом материале, в частности в древесине. .

Изобретение относится к области атомной энергетики и используется на реакторных установках с водо-водяными и водографитовыми реакторами, в особенности при разгерметизации 1-го контура.

Изобретение относится к гигрометру с болометрическим термочувствительным элементом, к плите или печи с ним и к способу регулирования плиты или печи. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах технологического контроля влажности газов, особенно в производствах, в которых затруднен или невозможен доступ к датчикам влажности, например, в мощных турбогенераторах или ядерно-энергетических установках

Изобретение относится к способу определения количества наносимой жидкости при выполнении процессов кожевенного и мехового производства намазными способами Способ характеризуется тем, что количество жидкости, которое может поглотить кожевая ткань, определяют по влагосодержанию в момент усадки образцов при сваривании в процентах

Изобретение относится к устройствам для измерения содержания капельной жидкости в потоке природного и попутного газа диапазона применения устройства по давлению в газопроводе

Изобретение относится к средствам измерения обводненности жидких нефтепродуктов и может быть использовано для определения доли воды в нефтепродуктах при их переработке и/или сжигании и/или приготовлении водно-топливных эмульсий (ВТЭ)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения относительной влажности воздуха от 0 до 100% в интервале температур (- 20÷50)°С

Изобретение относится к области измерения влагосодержания воздуха (газов), в частности может быть использовано для поверки гигрометров без демонтажа с места установки. Способ определения влагосодержания заключается в том, что измерительный сосуд известного объема заполняют сухим воздухом и взвешивают. Затем измерительный сосуд заполняют исследуемым воздухом и взвешивают, фиксируют значение температуры и давления исследуемого воздуха и, используя измеренные значения. Далее определяют влагосодержание d исследуемого воздуха по формуле: , г/кг сух., где m1 - масса измерительного сосуда с сухим воздухом, г; m2 - масса измерительного сосуда с исследуемым воздухом, г; V - внутренний объем измерительного сосуда, литр; Рив - атмосферное давление исследуемого воздуха, мм рт.ст.; Тив - температура исследуемого воздуха, °С; gn - удельный вес пара, г/литр (gn=0,803 г/литр); gc - удельный вес сухого воздуха, г/литр (gc=1,2928 г/литр); Р0 - нормальное давление, мм рт.ст.(Р0=760 мм рт.ст.); Т0 - нормальная температура °С(T0=273°С). Техническим результатом является снижение эксплуатационных и временных затрат, повышение точности и надежности измерений. 1 ил.

Изобретение относится к области измерения влагосодержания газов. Способ заключается в том, что газ подвергают сжатию в замкнутой измерительной камере, в которой установлено равноплечевое коромысло, снабженное измерительным поплавком и противовесом, до давления, при котором плотность газа становится равной плотности измерительного поплавка, что определяют по всплытию поплавка и горизонтальному положению коромысла, фиксируют значения температуры и давления в замкнутой измерительной камере в момент всплытия поплавка и используя измеренные значения, определяют значение влагосодержания исследуемого газа по следующим соотношениям: где ρпара - плотность водяного пара, ρпара=0,803 г/литр ρсух - плотность сухого воздуха, ρсух=1,293 г/литр где Vпопл - объем поплавка (в литрах), mпопл - вес поплавка с учетом противовеса (в граммах), T0=273°C, tлаб - температура исследуемого воздуха, °C, P0 - нормальное атмосферное давление, P0=760 мм рт.ст., Pлаб - давление в лаборатории, мм рт.ст., ΔPизб - величина избыточного давления ΔPизб=(Pкамера-Pлаб), мм рт.ст. Pкамера - давление в измерительной камере в момент всплытия поплавка, мм рт.ст. Техническим результатом является снижение эксплуатационных затрат и повышение безопасности измерений.

Устройство автоматизированного управления многоопорной дождевальной машиной фронтального действия для точного полива включает установленные на тележках с электроприводом трубопроводы правого и левого крыльев машины, блок синхронизации движения по курсу с направляющим тросом и блок управления скоростью движения машины. Вдоль оросительного канала установлена на стойках контактная сеть, взаимодействующая с токосъемником, который через телескопический механизм закреплен на тележке, движущейся по противоположной стороне оросительного канала. Выход токосъемника соединен с входом щита управления, выход которого соединен с входом счетчика электрической энергии, выходы которого соединены с входами микропроцессорного блока управления и частотного преобразователя. Входы микропроцессорного блока управления соединены с таймером, системой стабилизации курса, системой синхронизации тележек в линию, датчиками пути, задатчиком нормы полива, задатчиком длины участка полива, расходомером и манометром, установленным на трубопроводе, а выходы микропроцессорного блока управления соединены с электрогидрозадвижкой, частотным преобразователем, контактором, приборами синхронизации тележек в линию и приборами стабилизации курса левого и правого крыла, через вакуум-насос с входом насоса, выход которого через электрогидрозадвижку и расходомер соединен с трубопроводом. Микропроцессорный блок управления соединен с входом-выходом интерфейсного устройства. Сигнал с выхода частотного преобразователя подается на электропривод левого и правого крыла машины, а выход контактора соединен через электродвигатель с входом насоса. Сигнал, полученный с измерителей влажности, установленных на орошаемом участке поля, поступает на систему управления поливом через GLONASS-спутник, сигнал с системы управления поливом через GLONASS-спутник передается на вход-выход GLONASS-приемника, выход которого через блок анализа сигналов соединен с микропроцессорным блоком управления, выход которого соединен с GLONASS-приемником. Вход-выход микропроцессорного блока управления электрически соединен с сенсорным экраном, а выход частотного преобразователя соединен с входом контактора. Выход блока анализа сигналов соединен с входами блока управления поливом, выходы которых на крайних ведущих опорных тележках соединены с входом прибора стабилизации курса, а на промежуточных опорных тележках соединены с входом прибора синхронизации тележек в линию, как правого, так и левого крыльев машины. Техническим результатом изобретения является снижение затрат оросительной воды, удобрений, электроэнергии, устранение недополива и переполива. 3 ил.

Изобретение относится к области методов проведения оперативного контроля и регулирования влажности в герметичных контейнерах с электронными приборами для обеспечения надежности их функционирования. Способ определения влагоемкости твердых гигроскопичных объектов включает помещение анализируемых объектов в герметичный контейнер и осушку до полного обезвоживания объектов. Также способ включает измерение температуры и влажности внутренней среды в контейнере и окончательное определение математических и графических зависимостей влагосодержания объектов от равновесной влажности внутренней среды. При этом в процессе хранения объектов в герметичном контейнере осушку до полного обезвоживания объектов производят путем последовательного введения в герметичный контейнер навесок адсорбентов и взвешивания их до установки в герметичный контейнер и после изъятия из него до момента установления стабильной массы очередной навески адсорбента. Затем в испаритель, вмонтированный внутри герметичного контейнера, последовательно вводят порции дистиллированной воды и выдерживают герметичный контейнер в стационарных температурных условиях до установления равновесной влажности в герметичном контейнере с вмонтированным в него датчиком температуры и влажности. После чего по измеренным параметрам влажности и массы порций введенной дистиллированной воды строят график зависимости суммарного влагосодержания в анализируемых объектах от равновесной влажности внутренней среды герметичного контейнера и определяют математически по известным зависимостям величину суммарной влагоемкости анализируемых объектов и ее зависимость от равновесной влажности в герметичном контейнере. Техническим результатом является разработка способа определения влагоемкости твердых гигроскопичных объектов, позволяющего определять суммарную влагоемкость группы гигроскопичных объектов (например, электронных приборов, содержащих гигроскопичные материалы). 4 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области контроля качества подготовки природного и попутного газов к транспорту в нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано на топливно-энергетических, химических и др

Наверх