專利名稱：高壓天然氣管道內粉塵在線檢測方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明是高壓氣體特別是高壓天然氣管道內粉塵濃度與粒度分布在線檢測的 高壓天然氣管道內粉塵在線檢測方法及其裝置。涉及其它類不包括的測量和管道 系統技術領域。
背景技術：
目前，對天然氣中的粉塵檢測， 一般釆用過濾稱重法，其原理是利用等動 釆樣(釆樣速度等于氣體輸送管道內的速度)原理，借助不同類型的釆樣嘴從天 然氣管道中取出 一部分氣體進行檢測分析，以此確定天然氣中的粉塵濃度與粒度 分布，該檢測系統一般由以下四部分組成U)采樣嘴及采樣管，用于從天然氣 中取出一部分樣品氣體；(2)捕塵裝置，用于捕集釆樣嘴及釆樣管所取出的氣體 中的粉塵；(3)冷凝、干燥設備，用于將天然氣中的水滴冷凝分離出來，同時干 燥天然氣；(4)流量調節與壓力、溫度測試裝置，用于顯示記錄釆樣時氣體的流 量、溫度、壓力。釆樣動力可以利用天然氣本身的壓力作為動力進行釆樣，這即 是撬裝式釆樣方法。應該說過濾稱重法作為一種標準的含塵濃度檢測方法，對含 塵濃度較高的煙氣以及其他含塵氣體的檢測是可行的、也是必要的。而在高壓天 然氣的含塵檢測中，由于天然氣管道內壓力一般都挺高，可達10MPa，且天然氣為易燃氣體，這對釆樣系統的密封以及操作的安全性提出了更高的要求；同時，由于天然氣管道內粉塵含量一般都很低，可低至0.01mg/Nm3,這樣如釆用傳統的 過濾稱重法，將會需要很長的釆樣時間，不但增加了工作量而且給檢測結果帶來 了很大偏差；另外，在過濾稱重法中，由于粉塵與捕集裝置中的過濾膜或金屬絲 網的作用，而使得部分粉塵因團聚或分裂，從而影響顆粒粒徑分布的測量。我國對煙氣中的粉塵濃度檢測，開發了多種在線檢測的儀器與方法，如我國 專利CN2583656 (煙氣濃度連續監測釆樣裝置)和CN86201067 (煙塵自動釆樣器) 等。而天然氣中的粉塵檢測與現有的煙氣含塵檢測相比，具有以下難點(1) 釆樣介質為高壓、常溫天然氣，而現有研究一般聚焦在常壓、高溫狀態下；(2) 天然氣含塵濃度較低(可低到0.01mg/Nm3),而現有研究中(如煙氣) 含塵濃度較高；(3) 天然氣中粉塵粒徑較小，而現有研究的含塵氣體檢測中粉塵粒徑較天然氣中的要大；(4) 一般的顆粒分析儀都在常壓或低于lMPa條件下操作，所以要檢測高壓 氣體的粉塵情況，必須對高壓氣體進行減壓。發明內容本發明的目的是發明一種高壓氣體特別是高壓天然氣管道內粉塵濃度與粒度 分布在線檢測具有測量精度高、快速方便、安全可靠的在線檢測方法及其裝置。鑒于上述在高壓天然氣管道內粉塵檢測的一些難點以及傳統過濾稱重法的缺 點，本發明的技術方案是根據不同直徑、不同壓力的天然氣管道設置不同長度的 管道接管5或改變法蘭6在壓力密封套4上的位置，從而使釆樣系統適用不同直 徑、不同壓力的天然氣管道的含塵檢測;將靜壓平衡采樣嘴2從管道接管5插入高 壓天然氣管道l內，調節流量使釆樣嘴2內外腔的壓力相等，達到等動釆樣；由 釆樣嘴2的特殊結構將其內外腔氣體的壓力隔開為兩部分，分別傳送到差壓傳感 器ll進行檢測，在差壓傳感器ll顯示結果為零或在其精度范圍(如±0. 1%FS) 之內時，即認為釆樣已達到等動釆樣。然后等動釆集的高壓天然氣再經冷凝干燥， 記錄其瞬時流量與累積流量，同時，測試此時的壓力與溫度；然后，高壓天然氣 經過減壓，將其壓力減小至1個大氣壓，減壓后的天然氣等動地取出顆粒分析儀 24所需要的氣體流量，并測試此時的壓力與溫度，多余的氣體排出；最后，經顆 粒分析儀24分析檢測后的天然氣排出；根據顆粒分析儀24檢測的含塵濃度q，然后由減壓前后的壓力、溫度、流量等參數可以推算出折算到標準狀態下的天然 氣管道中的含塵濃度C。。其特點是來自高壓天然氣管道l的天然氣經靜壓平衡釆樣嘴2釆集后，流經 采樣管3，通過調節流量使采樣嘴2內外腔的壓力相等，從而使釆樣嘴2的釆樣 速度等于天然氣管道內的流速，達到等動釆樣;后由釆樣嘴2的特殊結構將內外腔 氣體的壓力隔開為兩部分(詳見圖2),通過兩個球閥7、球閩8傳送到差壓傳感 器ll進行檢測，當差壓傳感器ll顯示結果為零或在其精度范圍(如士0.1呢FS) 之內時，即認為釆樣已達到等動釆樣；等動釆集的高壓天然氣再流經冷凝干燥器 10，將天然氣中的水滴冷凝分離出來，同時起干燥作用；干燥的天然氣再流經流 量傳感器I14,記錄其瞬時流量與累積流量，同時，壓力傳感器I 12和溫度傳感 器I13測得此時的壓力與溫度；然后，高壓天然氣經過減壓裝置15，將其壓力減 小至l個大氣壓，以適應顆粒分析儀在常壓下操作的條件，減壓后的天然氣經直管釆樣管20等動地取出顆粒分析儀24所需要的氣體流量，多余的氣體通過減壓 裝置15上的流量調節閥17和排出管16排出；同時，在減壓天然氣流經顆粒分析 儀24時，利用壓力傳感器II18和溫度傳感器II19測得此時的壓力與溫度，流量 傳感器II21用于顯示經釆樣管20釆集的流量是否滿足顆粒分析儀24的要求，如 不滿足，可調節流量調節閩I1123,并使其達到顆粒分析儀24所規定的流量要求; 最后，經顆粒分析儀24分析檢測后的天然氣通過接管22和排出管16排出。根據顆粒分析儀24檢測的含塵濃度q,然后由減壓前后的壓力、溫度、流 量等參數可以推算天然氣管道中的含塵濃度C。(折算到標準狀態下)為<formula>formula see original document page 8</formula>
其中P。， r。分別為標準狀態下的壓力與溫度 戶，2， r分別為減壓之前高壓天然氣的壓力、流量與溫度e^為經兩級減壓后進入顆粒分析儀24的天然氣的流量化2，馬2分別為直管釆樣管20和二級膨脹室42的直徑A,， A分別為一級導樣管41和一級膨脹室39的直徑&， iL分別為二級減壓后排出時二級膨脹室42的壓力和進入粒子分析儀 24時的壓力。本發明的裝置同已有技術一樣,其構成如圖l所示，也由釆樣系統、儀表測試 系統和分析顯示系統三部分組成。管道接管5插入高壓天然氣管道1中，釆樣嘴 2插入管道接管5，釆樣系統中之釆樣管3接流量調節閥I 9、冷凝干燥器10后與 儀表測試系統連接；經儀表測試系統后的天然氣經流量調節閩I1123進入分析顯 示系統。其特征是插入高壓天然氣管道1管道接管5的釆樣系統中之釆樣嘴2內外腔 由壓力密封套4隔開為兩部分(詳見圖2)，并分別通過兩個球閥17、球閥H8 連接儀表測試系統之差壓傳感器11進行檢測；同時釆樣系統中之釆樣管3依次接 流量調節閥I 9、冷凝干燥器IO后也與儀表測試系統的流量傳感器14連接，并在 冷凝干燥器10與流量傳感器14之間加有壓力傳感器I 12和溫度傳感器I 13;流 量傳感器14后由管路依次串接減壓裝置15、流量傳感器II21，并在減壓裝置15 和流量傳感器II21之間加有壓力傳感器II18、溫度傳感器II19，減壓裝置15還有 出口管經流量調節閥II17接多余氣體排出管16;直管釆樣管20從儀表測試系統的減壓裝置15中接出經流量傳感器I121、分析顯示系統的流量調節閥III23后接 顆粒分析儀24—輸入，從儀表測試系統的減壓裝置15另一出口管經流量調節閥II 17接接管22后接向顆粒分析儀24另 一輸入;經顆粒分析儀24分析檢測后的天然 氣通過接管22和排出管16排出。其中釆樣系統(詳見圖2)由釆樣嘴2、釆樣管3、壓力密封套4、球閥17、 球閥H8、釆樣接管31、釆樣引出管35、平板封頭I28、平板封頭I134、管道接 管5、測壓接管I32、測壓接管II33和流量調節閩19組成，釆樣嘴2依次與鉤 狀釆樣管3、直形釆樣接管31、直形釆樣引出管35連為一體，在釆樣管3的直管 部分外包壓力密封套4后置于管道接管5內，并兩端由平板封頭I 28、平板封頭n 34封堵成密閉腔，在管道接管5外的中部固連有法蘭6、后部(以釆樣嘴2方向為 前)開孔固連有測壓接管I 32和測壓接管II 33，各連接球閥I 7、球閥II 8，釆樣引 出管35外接流量調節閥19。(見圖1)這里釆樣管3的結構如圖3所示，它由釆樣外管25、釆樣內管27、采樣輔助 管26、釆樣接管31構成，形狀相似的釆樣外管25、釆樣輔助管26、釆樣內管27 相套,并在釆樣外管25、釆樣輔助管26、釆樣內管27之間保持有間隙，三者的前 端與釆樣嘴2連接(見圖3 )，釆樣嘴2的進氣口與釆樣外管25、釆樣輔助管26、 釆樣內管27之間的間隙相通;在采樣管3直管部分的前部釆樣外管25上開有壓力 引出口 I 29與釆樣外管25、釆樣輔助管26之間的間隙相通；在釆樣管3直管部 分的后部無采樣外管25處，外套釆樣接管31，將釆樣外管25、釆樣輔助管26之間 的間隙封堵，并在釆樣接管31上開有壓力引出口 1130,與釆樣輔助管26、釆樣內 管27之間的間隙相通；而與釆樣管3后部連接的釆樣引出管35則與釆樣內管27 和采樣接管31固連，將采樣內管27、釆樣輔助管26之間的間隙封堵，只有釆樣引 出管35的管腔與釆樣內管27的管腔相通。這里的釆樣內管27，用于釆集天然氣樣品，在頭部一定位置沿周向開有l一8 個直徑為0.5-4 nim的測壓孔(見圖4),用于測量采樣嘴內腔氣體的壓力；釆樣 外管25,其結構與釆樣內管27類似，在其頭部一定位置沿周向也開有1一8個直 徑為0.5-4mm的測壓孔，用于測量釆樣嘴外腔氣體的壓力；釆樣輔助管26,其作 用是隔斷釆樣外管25與釆樣內管27;通過釆樣外管25和釆樣內管27上的壓力 引出口 129和壓力引出口 30將采樣嘴內外腔氣體的壓力利用壓力密封套4將其 隔開為兩部分，然后通過測壓接管I32、測壓接管II33和兩個球閥7、球閩8(見 圖l)分別與差壓傳感器ll連接。這里的壓力密封套4由兩塊半圓套36 (見圖5、圖6)和密封檔板37 (見圖 7 )組成，兩塊密封檔板37順著采樣外管25和釆樣接管31在平板封頭I 28和平 板封頭II 34之間連于它們之外，并在一個平面內，兩塊半圓套36分別扣在兩塊密 封檔板37上成圓管狀(見圖8、圖9)，將釆樣管3密封于其中，且將釆樣管3外 的空腔分為兩部分，各與測壓接管I 32和測壓接管1133相通。其中儀表測試系統由差壓傳感器ll、壓力傳感器I12、溫度傳感器I13、 流量傳感器I14、減壓裝置15、多余氣體排出管16、流量調節閩I117、壓力傳感 器1118、溫度傳感器I119、直管釆樣管20、流量傳感器II21組成，釆樣系統一路 的流量調節閥I 9連接冷凝干燥器10后由管路接流量傳感器14，在流量傳感器14 之前加有壓力傳感器I 12和溫度傳感器I 13，流量傳感器14后由管路依次串接減 壓裝置15、直管采樣管20、流量傳感器21，并在減壓裝置15和流量傳感器I121 之間加有壓力傳感器II18、溫度傳感器II19,減壓裝置15還有出口管經流量調節 閥II17接多余氣體排出管16。這里的減壓裝置15(見圖10)由減壓收縮管38、 一級膨脹室39、 一級排出管 40、 一級導樣管41、 二級膨脹室42、直管釆樣管20組成。 一級膨脹室39的前端 (以減壓收縮管38為前)與減壓收縮管38連接，其后部開有一定直徑的排出口 與一級排出管40連接，用于排出多余氣體。 一級膨脹室39的后端與一級導樣管 41連接，并且一級導樣管41插入一級膨脹室39內一定的深度。二級膨脹室42 其前端與一級導樣管41連接，后端與直管釆樣管20連接，并且直管釆樣管20 插入二級膨脹室42內一定的深度，二級膨脹室42后部同樣開有一定直徑的排出 口與多余氣體排出管16連接，用于排出多余氣體。其中分析顯示系統由直管采樣管20、流量調節閥I1123、顆粒分析儀24組 成經。經直管釆樣管20采集的天然氣樣品經溫度、壓力、流量計量后進入顆粒分 析儀24進行分析檢測。流量傳感器II21用于顯示經直管釆樣管20釆集的流量是 否滿足顆粒分析儀24的要求，如不滿足，可調節流量調節閥I1123，使其達到顆粒 分析儀24所規定的流量。經顆粒分析儀24分析檢測后的天然氣通過接管22和排 出管16排出。這里的球閥17、球閥II8為內絲不銹鋼球閥；差壓傳感器ll、壓力傳感器I 12、溫度傳感器I13、流量傳感器I14、減壓裝置15、流量調節閩IU7、壓力傳 感器1118、溫度傳感器I119、流量傳感器I121、流量調節閥ffl23、顆粒分析儀24 均為巿銷產品可供選擇。釆樣系統與天然氣管道釆用法蘭連接，可根據不同直徑的天然氣管道設置不同長度的管道接管5或改變法蘭6在壓力密封套4上的位置，從而使釆樣系統適 用不同直徑的天然氣管道的含塵檢測。 由上可見，本發明的特點是(1) 采樣系統釆用新型靜壓平衡釆樣嘴結構,可滿足高壓、不同直徑管道以 及現場測試精度要求以及安全要求；(2) 儀表測試系統為便攜式成套儀器，包含差壓傳感器、壓力傳感器、溫度 傳感器以及渦輪式流量傳感器等，所測參數同時具有現場顯示和計算存儲功能；(3 )分析顯示系統包含顆粒濃度分析以及粒徑分布分析，該系統具有在線檢 測、測量精度高、數據重復性好等特點；(4)可以滿足高壓天然氣的減壓釆樣，減壓過程對粉塵粒徑分布與濃度影響 ??；對粉塵粒徑分布幾乎沒有影響，濃度損失低于2%。
圖1高壓天然氣管道內粉塵在線檢測裝置構成2釆樣系統結構3釆樣嘴部分詳圖(圖2中I局部視圖)圖4釆樣內管測壓孔分布5半圓套正視6半圓套側視7密封檔板形狀8壓力密封套詳圖(圖2中A-A剖視圖) 圖9壓力密封套詳圖(圖2中B-B剖視圖) 圖10減壓裝置詳圖2—采樣嘴 4一壓力密封套 6—法蘭 8—球閥II IO—冷凝干燥器 12—壓力傳感器I其中 l-3—釆樣管 5—管道接管 7—球閥I 9一流量調節閥I ll一差壓傳感器13—溫度傳感器I15—減壓裝置17—流量調節閥I119一溫度傳感器n 2l—流量傳感器n 23—流量調節閥ni25—釆樣外管 27—釆樣內管29—壓力引出口 I31—釆樣接管 33—測壓接管II 35—采樣引出管 37—密封檔板 39—一級膨脹室14一流量傳感器I 16—多余氣體排出管 18—壓力傳感器I1 20—直管釆樣管 22—接管 24—顆粒分析儀 26—釆樣輔助管 28—平板封頭I 30—壓力引出口 II 32—測壓接管I 34—平板封頭II 36—半圓套 38—一級減壓進口管 40—一級排出管 42—二級膨脹室41一一級導樣管具體實施方式
實施例.以本例來說明本發明的具體實施方式
并對本發明作進一步的說明。本 例是一實驗樣機，其構成如圖1一圖9所示。管道接管5插入高壓天然氣管道1中，插入管道接管5的釆樣系統之釆樣嘴 2內外腔由壓力密封套4隔開為兩部分(詳見圖2 )，并分別通過球閥I 7、球閥II 8連接儀表測試系統之差壓傳感器11進行檢測；同時釆樣系統中之釆樣管3依次 接流量調節閩19、冷凝干燥器10后也與儀表測試系統的流量傳感器14連接，并 在冷凝干燥器10與流量傳感器14之間加有壓力傳感器I 12和溫度傳感器I 13; 流量傳感器14后由管路依次串接減壓裝置15、流量傳感器I121，并在減壓裝置15 和流量傳感器II21之間加有壓力傳感器II18、溫度傳感器II19，減壓裝置15還有 出口管經流量調節閥II17接多余氣體排出管16;直管釆樣管20從儀表測試系統 的減壓裝置15中接出經流量傳感器I121、流量調節閩III23后接顆粒分析儀24 — 輸入，從儀表測試系統的減壓裝置15另 一出口管經流量調節閥II17接接管22后 接向顆粒分析儀24另 一輸入;經顆粒分析儀24分析檢測后的天然氣通過接管22和排出管16排出。本實施例是釆樣檢測分析4MPa (流量50. 871/min) d)1016mm的天然氣管道 高壓N2中粉塵的濃度與粒徑分布，采用減壓裝置15將4MPa的壓力減至0. 2MPa。據此，設置cl)6mm、長148mm的管道接管5,從而使釆樣系統適用于本天然氣 管道的含塵檢測。具體是來自高壓天然氣管道1的天然氣經-6mm的靜壓平衡釆樣嘴2釆集后， 流經-6mm的釆樣管3，通過調節DN10流量調節閥I 9使釆樣嘴2內外腔的壓力相 等，從而使釆樣嘴2的釆樣速度等于天然氣管道內的流速，達到等動釆樣；等動 釆集的高壓天然氣再流經冷凝干燥器IO，將天然氣中的水滴冷凝分離出來，同時 起干燥作用；干燥的天然氣再流經流量傳感器I 14(采用德國寶得8030型渦輪流 量計；精度±0.5%);，記錄其瞬時流量，同時，精度為±0.25%的PTX1400壓力 傳感器I 12和精度為±0. 25%的66RNS熱電偶溫度傳感器I 13測得此時的壓力與 溫度；然后，高壓天然氣經過減壓裝置15，將其壓力減小至0.2個大氣壓，以適 應顆粒分析儀在常壓下操作的條件，減壓后的天然氣經-8xlmm直管釆樣管20 等動地取出顆粒分析儀24 ( Palas生產的粒子分析儀Welas-3000 )所需要的氣體 流量，多余的氣體通過減壓裝置15上的DN25的流量調節閥17和^25mm的排出管 16排出；同時，在減壓天然氣流經顆粒分析儀24時，利用精度為±0.25%的 PTX1400壓力傳感器II18和精度為± 0. 25%的66RNS熱電偶溫度傳感器II19測得 此時的壓力與溫度，精度±0.5%的德國寶得8030型渦輪流量傳感器I121用于顯 示經釆樣管20釆集的流量是否滿足顆粒分析儀24的要求，如不滿足,可調節DN10 流量調節閩I1123,并使其達到顆粒分析儀24所規定的流量要求；最后，經顆粒分 析儀24分析檢測后的天然氣通過接管0 IO腿和- 25mm排出管16排出。其中，減壓裝置15釆用自主設計的新型減壓釆樣設備，作為本具體實施例， 將4MPa壓力減至0.灃Pa,其主要尺寸為 一級減壓進口管38內徑"2mm 一級減壓膨脹室39內徑030 mm 一級排出管40內徑020 mm 一級導樣管41內徑012 ram 二級減壓膨脹室42內徑-25腿 多余氣體排出管16內徑-20 mm一級減壓小孔直徑-2.2 mm 二級減壓小孔直徑-1.8 mm經直管釆樣管20進入顆粒分析儀24的流量為51/min。本例經試驗，證明釆樣系統采用新型靜壓平衡釆樣嘴結構，可滿足高壓、不同 直徑管道以及現場測試精度要求和安全要求；該系統具有在線檢測、測量精度高、 數據重復性好等特點。
權利要求
1.一種高壓天然氣管道內粉塵在線檢測方法，其特征是根據不同直徑、不同壓力的天然氣管道設置不同長度的管道接管[5]或改變法蘭[6]在壓力密封套[4]上的位置，從而使采樣系統適用不同直徑、不同壓力的天然氣管道的含塵檢測；將靜壓平衡采樣嘴[2]從管道接管[5]插入高壓天然氣管道[1]內，調節流量使采樣嘴[2]內外腔的壓力相等，達到等動采樣；由采樣嘴[2]的特殊結構將內外腔氣體的壓力隔開為兩部分，分別傳送到差壓傳感器[11]進行檢測，在差壓傳感器[11]顯示結果為零或在其精度范圍之內時，將等動采集的高壓天然氣再經冷凝干燥，記錄其瞬時流量與累積流量，同時，測試此時的壓力與溫度；然后，高壓天然氣經過減壓，將其壓力減小至1個大氣壓，減壓后的天然氣等動地取出顆粒分析儀[24]所需要的氣體流量，并測試此時的壓力與溫度，多余的氣體排出；最后，經顆粒分析儀[24]分析檢測后的天然氣排出；根據顆粒分析儀[24]檢測的含塵濃度C1，然后由減壓前后的壓力、溫度、流量參數，推算出折算到標準狀態下的天然氣管道中的含塵濃度C0。
2. 根據權利要求1所述的高壓天然氣管道內粉塵在線檢測方法，其特征是 來自高壓天然氣管道[1]的天然氣經靜壓平衡釆樣嘴[2]釆集后，流經釆樣管[3]， 通過調節流量使釆樣嘴[2]內外腔的壓力相等，從而使釆樣嘴[2]的釆樣速度等于 天然氣管道內的流速，達到等動釆樣;后由采樣嘴[2]的特殊結構將內外腔氣體的 壓力隔開為兩部分，通過兩個球閥[7]、球閥[8]傳送到差壓傳感器[11]進行檢測， 當差壓傳感器[ll]顯示結果為零或在其精度范圍之內時，即認為釆樣已達到等動 釆樣；等動釆集的高壓天然氣再流經冷凝干燥器[IO]，將天然氣中的水滴冷凝分 離出來；干燥的天然氣再流經流量傳感器I [14],記錄其瞬時流量與累積流量， 同時，壓力傳感器I [12]和溫度傳感器I [13]測得此時的壓力與溫度；然后，高 壓天然氣經過減壓裝置[15]，將其壓力減小至1個大氣壓,減壓后的天然氣經釆樣 管[20]等動地取出顆粒分析儀[24]所需要的氣體流量，多余的氣體通過減壓裝置 [15]上的流量調節閥[17]和排出管[16]排出；同時，在減壓天然氣流經顆粒分析儀 [24]時，禾擁壓力傳感器n[18]和溫度傳感器II[19]測得此時的壓力與溫度，調 節流量調節閥ni[23]，使流量傳感器II [21]顯示經采樣管[20]釆集的流量達到顆 粒分析儀[24]所規定的流量要求;最后，經顆粒分析儀[24]分析檢測后的天然氣通 過接管[22]和排出管[16]排出；根據顆粒分析儀[24]檢測的含塵濃度^ ，然后由減壓前后的壓力、溫度、流量參數，推算出天然氣管道中的含塵濃度G (折算到 標準狀態下)。
3. —種據權利要求1所述高壓天然氣管道內粉塵在線檢測方法的高壓天然 氣管道內粉塵在線檢測裝置，它由釆樣系統、儀表測試系統和分析顯示系統三部分 組成，管道接管[5]插入高壓天然氣管道[1]中，釆樣嘴[2]插入管道接管[5]，釆 樣系統中之釆樣管[3]接流量調節閥I [9]、冷凝干燥器[10]后與儀表測試系統連 接，經儀表測試系統后的天然氣經流量調節閥III[23]進入分析顯示系統，其特征 是插入高壓天然氣管道[l]管道接管[5]的釆樣系統中之釆樣嘴[2]內外腔由壓力 密封套[4]隔開為兩部分，并分別通過兩個球閥I [7]、球閩II [8]連接儀表測試系 統之差壓傳感器[ll]進行檢測；同時釆樣系統中之釆樣管[3]依次接流量調節閥I [9]、冷凝干燥器[10]后也與儀表測試系統的流量傳感器[14]連接，并在冷凝干燥 器[10]與流量傳感器[14]之間加有壓力傳感器I [12]和溫度傳感器I [13];流 量傳感器[14]后由管路依次串接減壓裝置[15]、流量傳感器I1 [21]，并在減壓裝置[15]和流量傳感器n [21]之間加有壓力傳感器n [18]、溫度傳感器n [19]，減壓裝置[15]還有出口管經流量調節閥II[17]接多余氣體排出管[16];直管釆樣管[20] 從儀表測試系統的減壓裝置[15]中接出經流量傳感器n [21]、分析顯示系統的流 量調節閥III [23]后接顆粒分析儀[24]—輸入,從儀表測試系統的減壓裝置[15]另 一出口管經流量調節閥II [17]接接管[22]后接向顆粒分析儀[24]另 一輸入。
4. 根據權利要求3所述的高壓天然氣管道內粉塵在線檢測裝置，其特征是 所述壓力密封套[4]由兩塊半圓套[36]和密封檔板[37]組成，兩塊密封檔板[37]順 著釆樣外管[25]和釆樣接管[31]在平板封頭I [28]和平板封頭I1 [34]之間連于它 們之外，并在一個平面內，兩塊半圓套[36]分別扣在兩塊密封檔板[37]上成圓管狀， 將釆樣管[3]密封于其中，且將釆樣管[3]外的空腔分為兩部分，各與測壓接管I [32]和測壓接管II [33]相通。
5. 根據權利要求3所述的高壓天然氣管道內粉塵在線檢測裝置，其特征是 所述球閥I[7]、球閥II[8]為內絲不銹鋼球閥。
6. 根據權利要求3或4所述的高壓天然氣管道內粉塵在線檢測裝置，其特征 是所述釆樣系統中的釆樣管[3]，它由釆樣外管[25]、釆樣內管[27]、釆樣輔助管 [26]、釆樣接管[3]1構成，形狀相似的釆樣外管[25]、釆樣輔助管[26]、釆樣內 管[27]相套，并在釆樣外管[25]、釆樣輔助管[26]、釆樣內管[27]之間保持有間隙， 三者的前端與釆樣嘴[2]連接，釆樣嘴[2]的進氣口與釆樣外管[25]、釆樣輔助管 [26]、釆樣內管[27]之間的間隙相通;在釆樣管[3]直管部分的前部釆樣外管[25] 上開有多個壓力引出口 I [29]與釆樣外管[25]、釆樣輔助管[26]之間的間隙相通;在釆樣管[3]直管部分的后部無釆樣外管[25]處，外套采樣接管[31]，將釆樣外管 [25]、采樣輔助管[26]之間的間隙封堵，并在釆樣接管[31]上開多個壓力引出口 II [30],與釆樣輔助管[26]、釆樣內管[27]之間的間隙相通；而與釆樣管[3]后部連 接的釆樣引出管[35]則與釆樣內管[27]和釆樣接管[31]固連，將釆樣內管[27]、釆 樣輔助管[26]之間的間隙封堵，只有釆樣引出管[35]的管腔與釆樣內管[27]的管 腔相通。
7. 根據權利要求6所述的高壓天然氣管道內粉塵在線檢測裝置，其特征是 所述釆樣內管[27]是在頭部一定位置沿周向開有l一8個直徑為0.5-4mm的測壓 孔；釆樣外管[25],其結構與釆樣內管[27]類似，在其頭部一定位置沿周向也開 有l一8個直徑為0. 5-4mm的測壓孔;釆樣輔助管[26]是隔斷釆樣外管[25]與釆樣 內管[27];通過釆樣外管[25]和采樣內管[27]上的壓力引出口 I [29]和壓力引出 口 II [30]將釆樣嘴內外腔氣體的壓力利用壓力密封套[4]將其隔開為兩部分,然后 通過測壓接管I [32]、測壓接管II [33]和兩個球閥I [7]、球閥II [8]分別與差壓 傳感器[ll]連接。
8. 根據權利要求3所述的高壓天然氣管道內粉塵在線檢測裝置，其特征是 所述儀表測試系統由差壓傳感器[ll]、壓力傳感器I[12]、溫度傳感器I[13]、 流量傳感器I[14]、減壓裝置[15]、多余氣體排出管[16]、流量調節閥I1[17]、 壓力傳感器I1[18]、溫度傳感器I1[19]、直管釆樣管[20]、流量傳感器II[21]組 成，釆樣系統一路的流量調節閥I [9]連接冷凝干燥器[10]后由管路接流量傳感 器[14]，在流量傳感器[14]之前加有壓力傳感器I [12]和溫度傳感器I [13]，流量 傳感器[14]后由管路依次串接減壓裝置[15]、直管釆樣管[20]、流量傳感器I1[21]， 并在減壓裝置[15]和流量傳感器I1 [21]之間加有壓力傳感器n [18]、溫度傳感器 II [19]，減壓裝置[15]還有出口管經流量調節閥II [17]接多余氣體排出管[16]。
9. 根據權利要求8所述的高壓天然氣管道內粉塵在線檢測裝置，其特征是所 述流量傳感器I [14]為渦輪式流量傳感器。
10. 根據權利要求8所述的高壓天然氣管道內粉塵在線檢測裝置，其特征是 所述直管釆樣管[20]為薄壁直管釆樣管。
11. 根據權利要求3所述的高壓天然氣管道內粉塵在線檢測裝置，其特征是 所述減壓裝置[15]由減壓收縮管[38]、 一級膨脹室[39]、 一級排出管[40]、 一級 導樣管[41] 、 二級膨脹室[42]、直管釆樣管[20]組成， 一級膨脹室[39]的前端(以 減壓收縮管[38]為前)與減壓收縮管[38]連接，其后部開有一定直徑的排出口與一級排出管[40]連接， 一級膨脹室[39]的后端與一級導樣管[41]連接，并且一級 導樣管[41]插入一級膨脹室[39]內 一定的深度，二級膨脹室[42]其前端與 一級導 樣管[41]連接，后端與直管釆樣管[20]連接，并且直管釆樣管[20]插入二級膨脹 室[42]內一定的深度，二級膨脹室[42]后部同樣開有一定直徑的排出口與多余氣 體排出管[16]連接。
全文摘要
本發明是高壓天然氣管道內粉塵在線檢測方法及其裝置。將靜壓平衡采樣嘴[2]從管道接管[5]插入管道[1]內，調節流量達到等動采樣；由采樣嘴[2]將內外腔氣體隔開為兩部分，分別傳送到差壓傳感器[11]進行檢測，在差壓傳感器[11]顯示結果為零或在其精度范圍之內時，將等動采集的天然氣再經冷凝干燥，記錄其瞬時流量與累積流量，測試此時的壓力與溫度；后天然氣經過減壓至1個大氣壓，等動地取出顆粒分析儀[24]所需要的氣體，測試此時的壓力與溫度，多余氣體排出；經顆粒分析儀[24]檢測后的天然氣排出；據顆粒分析儀[24]檢測的含塵濃度C<sub>1</sub>，由減壓前后的壓力、溫度、流量參數，推算出天然氣管道中的含塵濃度C<sub>0</sub>。
文檔編號G01N1/22GK101334349SQ200710117988
公開日2008年12月31日 申請日期2007年6月27日 優先權日2007年6月27日
發明者付松廣, 姬忠禮, 熊至宜, 蔡永軍, 譚東杰, 達 酆, 陳盛秒, 陳鴻海 申請人:中國石油天然氣股份有限公司
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