高压天然气管道内粉尘在线检测方法及其装置

摘要

本发明是高压天然气管道内粉尘在线检测方法及其装置。将静压平衡采样嘴[2]从管道接管[5]插入管道[1]内，调节流量达到等动采样；由采样嘴[2]将内外腔气体隔开为两部分，分别传送到差压传感器[11]进行检测，在差压传感器[11]显示结果为零或在其精度范围之内时，将等动采集的天然气再经冷凝干燥，记录其瞬时流量与累积流量，测试此时的压力与温度；后天然气经过减压至1个大气压，等动地取出颗粒分析仪[24]所需要的气体，测试此时的压力与温度，多余气体排出；经颗粒分析仪[24]检测后的天然气排出；据颗粒分析仪[24]检测的含尘浓度C1，由减压前后的压力、温度、流量参数，推算出天然气管道中的含尘浓度C0。

主权项

1.一种高压天然气管道内粉尘在线检测方法，其特征是根据不同直径、不同压力的天然气管道设置不同长度的管道接管[5]或改变法兰[6]在压力密封套[4]上的位置，从而使采样系统适用不同直径、不同压力的天然气管道的含尘检测；本方法所用的检测装置包括插入高压天然气管道[1]的采样系统中静压平衡采样嘴[2]，其中静压平衡采样嘴[2]前部连接采样管[3]的采样内管[27]，采样内管[27]在头部一定位置沿周向开有1-8个直径为0.5-4mm的测量采样嘴内腔气体压力的测压孔；采样外管[25]在其头部一定位置沿周向也开有1-8个直径为0.5-4mm的测量采样嘴外腔气体压力的测压孔；在采样外管[25]和采样内管[27]之间有隔断采样外管[25]与采样内管[27]的采样辅助管[26]；通过采样外管[25]和采样内管[27]上的压力引出口I[29]和压力引出口II[30]将采样嘴内外腔气体的压力利用压力密封套[4]将其隔开为两部分，压力密封套[4]置于管道接管[5]内，并两端由平板封头I[28]和平板封头II[34]封堵成密闭腔，在管道接管[5]外的中部固连有法兰[6]，后部开孔，然后通过测压接管I[32]、测压接管II[33]和球阀I[7]、球阀II[8]分别与差压传感器[11]连接；将静压平衡采样嘴[2]从管道接管[5]插入高压天然气管道[1]内，来自高压天然气管道[1]的天然气经静压平衡采样嘴[2]采集后，流经采样管[3]，通过调节流量使静压平衡采样嘴[2]内外腔的压力相等，从而使静压平衡采样嘴[2]的采样速度等于天然气管道内的流速，达到等动采样；由静压平衡采样嘴[2]将内外腔气体的压力隔开为两部分，通过球阀I[7]、球阀II[8]传送到差压传感器[11]进行检测；在差压传感器[11]显示结果为零或在其精度范围之内时，即认为采样已达到等动采样；等动采集的高压天然气再流经冷凝干燥器[10]，将天然气中的水滴冷凝分离出来，同时起干燥作用；干燥的天然气再流经流量传感器I[14]，记录其瞬时流量与累积流量，同时，压力传感器I[12]和温度传感器I[13]测得此时的压力与温度；然后，高压天然气经过减压装置[15]，将其压力减小至1个大气压，以适应颗粒分析仪在常压下操作的条件，其中，减压装置[15]由减压收缩管[38]、一级膨胀室[39]、一级排出管[40]、一级导样管[41]、二级膨胀室[42]、直管采样管[20]组成，一级膨胀室[39]的前端与减压收缩管[38]连接，其后部开有一定直径的排出口与一级排出管[40]连接，一级膨胀室[39]的后端与一级导样管[41]连接，并且一级导样管[41]插入一级膨胀室[39]内一定的深度，二级膨胀室[42]其前端与一级导样管[41]连接，后端与直管采样管[20]连接，并且直管采样管[20]插入二级膨胀室[42]内一定的深度，二级膨胀室[42]后部同样开有一定直径的排出口与多余气体排出管[16]连接；减压后的天然气经直管采样管[20]等动地取出颗粒分析仪[24]所需要的气体流量，多余的气体通过减压装置[15]上的流量调节阀II[17]和多余气体排出管[16]排出；同时，在减压天然气流经颗粒分析仪[24]时，利用压力传感器II[18]和温度传感器II[19]测得此时的压力与温度，流量传感器II[21]用于显示经直管采样管[20]采集的流量是否满足颗粒分析仪[24]的要求，如不满足，可调节设置于流量传感器II[21]和颗粒分析仪[24]之间的流量调节阀III[23]，并使其达到颗粒分析仪[24]所规定的流量要求；最后，经颗粒分析仪[24]分析检测后的天然气通过接管[22]和多余气体排出管[16]排出；根据颗粒分析仪[24]检测的含尘浓度C_s，然后由减压前后的压力、温度、流量参数，推算出折算到标准状态下的天然气管道中的含尘浓度其中：P₀，T₀分别为标准状态下的压力与温度；P，Q，T分别为减压之前高压天然气的压力、流量与温度；Q_sam为经两级减压后进入颗粒分析仪[24]的天然气的流量；D_s2，D_t2分别为直管采样管[20]和二级膨胀室[42]的直径；D_s1，D_t1分别为一级导样管[41]和一级膨胀室[39]的直径；P_2e，P_2s分别为二级减压后排出时二级膨胀室[42]的压力和进入颗粒分析仪[24]时的压力。