本發(fā)明涉及天然氣過(guò)濾，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種天然氣過(guò)濾系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、天然氣是一種廣泛用于供暖、烹飪和發(fā)電等領(lǐng)域的清潔能源。然而，從天然氣源頭到最終用戶之間的天然氣管道和設(shè)備系統(tǒng)可能受到雜質(zhì)、顆粒物、液滴和其他污染物的影響。這些污染物可能導(dǎo)致管道和設(shè)備的損壞，降低系統(tǒng)效率，甚至對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。

2、現(xiàn)有技術(shù)存在的不足：

3、目前，天然氣過(guò)濾系統(tǒng)通常采用一系列過(guò)濾器和分離設(shè)備，如濾網(wǎng)、旋風(fēng)分離器和干燥塔，以去除污染物，定期會(huì)按照預(yù)定時(shí)表人工清潔，清潔維護(hù)成本高且這可能導(dǎo)致不必要的維護(hù)成本和系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間。隨著過(guò)濾器的使用，過(guò)濾器損耗性能會(huì)發(fā)生改變，過(guò)濾器難免出現(xiàn)問(wèn)題，此時(shí)清潔無(wú)法解決問(wèn)題，影響過(guò)濾效果。

4、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種天然氣過(guò)濾系統(tǒng)及方法，通過(guò)天然氣過(guò)濾，從而達(dá)到了，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種天然氣過(guò)濾方法，包括如下步驟：

4、步驟s1，通過(guò)測(cè)量進(jìn)出口的差壓，使用壓差傳感器，結(jié)合流體密度和速度，以及標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際差壓的計(jì)算，從而判斷濾器中的污垢程度；

5、步驟s2，使用光學(xué)傳感器檢測(cè)過(guò)濾器表面的污垢層光學(xué)密度或顏色變化，通過(guò)測(cè)量初始和實(shí)際透射光強(qiáng)度來(lái)計(jì)算透射率，進(jìn)行分析從而判斷污垢的程度；

6、步驟s3，利用電阻率傳感器用于監(jiān)測(cè)過(guò)濾器材料的電阻率變化，通過(guò)測(cè)量初始和實(shí)際電阻率，進(jìn)行分析從而判斷污垢的程度；

7、步驟s4，將壓力、光學(xué)和材料電阻率來(lái)評(píng)估污垢程度，綜合考慮污垢光學(xué)系數(shù)、污垢光學(xué)系數(shù)和污垢電阻率系數(shù)，計(jì)算出污垢程度參數(shù)，根據(jù)該參數(shù)來(lái)判斷過(guò)濾器的污垢程度，當(dāng)參數(shù)超過(guò)設(shè)定的清潔閾值時(shí)，會(huì)觸發(fā)自動(dòng)清潔操作；

8、步驟s5，利用振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)過(guò)濾器振動(dòng)，通過(guò)采集振動(dòng)數(shù)據(jù)和建立基準(zhǔn)，使用振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)建立損壞模型，計(jì)算損壞指數(shù)，以評(píng)估過(guò)濾器的損壞程度；

9、步驟s6，利用視覺(jué)傳感器用于采集過(guò)濾器圖像，并通過(guò)圖像處理、特征提取和基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，通過(guò)視覺(jué)損壞系數(shù)以評(píng)估過(guò)濾器的損壞程度；

10、步驟s7，在實(shí)施自潔后，若污垢程度系數(shù)仍大于清潔閾值，則觸發(fā)警報(bào)，通過(guò)視覺(jué)圖像和振動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)獲取器材損壞程度的參數(shù)而設(shè)定了損壞閾值，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)器材損壞程度參數(shù)，當(dāng)該參數(shù)大于損壞閾值時(shí)，同樣觸發(fā)警報(bào)，需要進(jìn)行人工維護(hù)檢查。

11、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，其特征在于：利用渦輪流量計(jì)測(cè)量流體通過(guò)管道或管路的速度并轉(zhuǎn)化為流速，流體的密從參考數(shù)據(jù)手冊(cè)、流體性質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)或流體供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)中獲得；確定在清潔過(guò)濾器狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)差壓；使用差壓傳感器測(cè)量實(shí)際情況下的差壓；通過(guò)從標(biāo)準(zhǔn)差壓減去實(shí)際差壓，得到污垢差壓，這表示過(guò)濾器中積累的污垢引起的額外阻力；整合流體的密度、流速污和壓差分析得到垢壓力系數(shù)。

12、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，其特征在于：使用電阻率傳感器測(cè)量材料的初始電阻率bv，測(cè)量通過(guò)過(guò)濾器材料的電流，以安培為單位，用電壓傳感器測(cè)量通過(guò)過(guò)濾器材料的電壓，使用歐姆定律，根據(jù)電流和電壓降，計(jì)算過(guò)濾器材料的電阻；通過(guò)將電阻除以過(guò)濾器材料的長(zhǎng)度和橫截面積，可以計(jì)算實(shí)際電阻率；實(shí)際電阻率與初始電阻率進(jìn)行比較，以評(píng)估電阻率變化，電阻率變化較大表示污垢電阻率系數(shù)，電阻率變化較小表示污垢電阻率系數(shù)較高。

13、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，其特征在于：使用光學(xué)傳感器測(cè)量在沒(méi)有污垢的狀態(tài)下過(guò)濾器的透射光強(qiáng)度，得到初始透射光強(qiáng)度，這是光經(jīng)過(guò)過(guò)濾器或透明材料后的強(qiáng)度；使用光學(xué)傳感器測(cè)量實(shí)際透射光強(qiáng)度；透射率是指透射光強(qiáng)度占初始透射光強(qiáng)度的比例，用百分比表示。

14、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，整合壓力方向、光學(xué)方向和材料電阻率方向獲取的判斷污垢程度的參數(shù)，通過(guò)加權(quán)求和公式計(jì)算出污垢程度參數(shù)；設(shè)定清潔閾值，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污垢程度參數(shù)，當(dāng)污垢程度參數(shù)大于清潔閾值時(shí)，停機(jī)觸發(fā)自動(dòng)清潔操作。

15、本發(fā)明一種天然氣過(guò)濾系統(tǒng)及方法的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

16、1.通過(guò)壓差傳感器、光學(xué)傳感器和電阻率傳感器，獲取壓差、光學(xué)密度和電阻率的信息，從多個(gè)角度評(píng)估過(guò)濾器的污垢情況以多方向獲取污垢程度參數(shù)，最后通過(guò)加權(quán)求和公式計(jì)算出污垢程度系數(shù)與清潔閾值比較判斷是否自潔，自動(dòng)清潔方案的實(shí)施進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的自主性，能夠根據(jù)污垢程度參數(shù)自動(dòng)觸發(fā)清潔操作，減少了對(duì)人工干預(yù)的需求，從而降低了維護(hù)成本，延長(zhǎng)了設(shè)備壽命，保障了設(shè)備的高效運(yùn)行。

17、2.通過(guò)振動(dòng)傳感器和視覺(jué)傳感器，以獲取損壞振動(dòng)系數(shù)和視覺(jué)損壞系數(shù)，綜合多維度參數(shù)以計(jì)算過(guò)濾器的損壞程度并與損壞閾值比較，確定報(bào)警維護(hù)情況，同時(shí)引入了自動(dòng)清潔方案和人工維護(hù)方案，保障了在不同情況下都能有效維護(hù)過(guò)濾器，提高了過(guò)濾系統(tǒng)的可維護(hù)性和性能，減少維修和更換成本，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。最重要的是，結(jié)合了多傳感器數(shù)據(jù)的綜合計(jì)算方法，允許根據(jù)多個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)估過(guò)濾器的狀態(tài)，從而提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

18、本發(fā)明通過(guò)。

技術(shù)特征：

1.一種天然氣過(guò)濾方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣過(guò)濾方法，其特征在于：利用渦輪流量計(jì)測(cè)量流體通過(guò)管道或管路的速度并轉(zhuǎn)化為流速，流體的密從參考數(shù)據(jù)手冊(cè)、流體性質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)或流體供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)中獲得；確定在清潔過(guò)濾器狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)差壓；使用差壓傳感器測(cè)量實(shí)際情況下的差壓；通過(guò)從標(biāo)準(zhǔn)差壓減去實(shí)際差壓，得到污垢差壓，這表示過(guò)濾器中積累的污垢引起的額外阻力；整合流體的密度、流速污和壓差分析得到垢壓力系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣過(guò)濾方法，其特征在于：使用光學(xué)傳感器測(cè)量在沒(méi)有污垢的狀態(tài)下過(guò)濾器的透射光強(qiáng)度，得到初始透射光強(qiáng)度，這是光經(jīng)過(guò)過(guò)濾器或透明材料后的強(qiáng)度；使用光學(xué)傳感器測(cè)量實(shí)際透射光強(qiáng)度；透射率是指透射光強(qiáng)度占初始透射光強(qiáng)度的比例，用百分比表示。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣過(guò)濾方法，其特征在于：使用電阻率傳感器測(cè)量材料的初始電阻率bv，測(cè)量通過(guò)過(guò)濾器材料的電流，以安培為單位，用電壓傳感器測(cè)量通過(guò)過(guò)濾器材料的電壓，使用歐姆定律，根據(jù)電流和電壓降，計(jì)算過(guò)濾器材料的電阻；通過(guò)將電阻除以過(guò)濾器材料的長(zhǎng)度和橫截面積，可以計(jì)算實(shí)際電阻率；實(shí)際電阻率與初始電阻率進(jìn)行比較，以評(píng)估電阻率變化，電阻率變化較大表示污垢電阻率系數(shù)，電阻率變化較小表示污垢電阻率系數(shù)較高。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種天然氣過(guò)濾方法，其特征在于：整合壓力方向、光學(xué)方向和材料電阻率方向獲取的判斷污垢程度的參數(shù)，通過(guò)加權(quán)求和公式計(jì)算出污垢程度參數(shù)；設(shè)定清潔閾值，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污垢程度參數(shù)，當(dāng)污垢程度參數(shù)大于清潔閾值時(shí)，停機(jī)觸發(fā)自動(dòng)清潔操作。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣過(guò)濾方法，其特征在于：使用振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)過(guò)濾器的振動(dòng)，采集三個(gè)方向上的振動(dòng)數(shù)據(jù)，在過(guò)濾器安裝和使用初期，記錄振動(dòng)數(shù)據(jù)并建立基準(zhǔn)，使用振動(dòng)頻率數(shù)據(jù)建立模型，以監(jiān)測(cè)損壞；通過(guò)比較當(dāng)前振動(dòng)頻率與基準(zhǔn)頻率，計(jì)算損壞指數(shù)，表示過(guò)濾器的損壞程度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天然氣過(guò)濾方法，其特征在于：使用圖像傳感器拍攝過(guò)濾器的圖像，將圖像分析過(guò)濾器的外觀和損壞情況，對(duì)采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、圖像增強(qiáng)、圖像分割操作，從圖像中提取特征，以用于計(jì)算損壞程度，特征包括物體的顏色、紋理、形狀、裂紋；在過(guò)濾器安裝和使用初期，記錄圖像數(shù)據(jù)并建立圖像基準(zhǔn)系數(shù)；通過(guò)比較當(dāng)前圖像特征與基準(zhǔn)圖像特征，計(jì)算損壞程度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種天然氣過(guò)濾方法，其特征在于：從視覺(jué)圖像方向和振動(dòng)方向獲取了判斷器材程度的參數(shù)，整合視覺(jué)損壞系數(shù)和損壞振動(dòng)系數(shù)多方向通過(guò)加權(quán)求和公式計(jì)算出器材損壞程度參數(shù)，器材損壞程度參數(shù)越大則過(guò)濾器的損壞程度越大，更需要人工檢查維護(hù)和更換，在執(zhí)行完自潔方案后，若污垢程度系數(shù)仍然大于清潔閾值，則停機(jī)觸發(fā)警報(bào)，呼叫人工進(jìn)行維護(hù)檢查；設(shè)定損壞閾值，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)器材損壞程度參數(shù)，當(dāng)器材損壞程度參數(shù)大于損壞閾值時(shí)，停機(jī)觸發(fā)警報(bào)，呼叫人工進(jìn)行維護(hù)檢查。

9.一種天然氣過(guò)濾系統(tǒng)，于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6中任意項(xiàng)所述的一種天然氣過(guò)濾方法，其特征在于：包括監(jiān)測(cè)模塊、污垢分析模塊、損壞分析模塊、自動(dòng)清潔模塊、人工維護(hù)模塊，模塊間存在信號(hào)連接；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種天然氣過(guò)濾系統(tǒng)及方法，涉及天然氣過(guò)濾技術(shù)領(lǐng)域，用于解決天然氣過(guò)濾系統(tǒng)定期會(huì)按照預(yù)定時(shí)表人工清潔，清潔維護(hù)成本高且導(dǎo)致不必要的維護(hù)成本和系統(tǒng)停機(jī)時(shí)間；隨著過(guò)濾器的使用，過(guò)濾器損耗性能會(huì)發(fā)生改變，過(guò)濾器難免出現(xiàn)問(wèn)題，此時(shí)清潔無(wú)法解決問(wèn)題，影響過(guò)濾效果的問(wèn)題，通過(guò)從壓力方向、光學(xué)方向和材料電阻率方向綜合測(cè)算分析過(guò)濾器污垢的程度設(shè)計(jì)自動(dòng)清潔系統(tǒng)，從視覺(jué)圖像方向和振動(dòng)方向獲取了判斷器材程度的參數(shù)，整合視覺(jué)損壞系數(shù)和損壞振動(dòng)系數(shù)多方向分析過(guò)濾器損壞程度，設(shè)計(jì)人工維護(hù)方案，為過(guò)濾系統(tǒng)帶來(lái)了提前預(yù)警、高精確度的監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化維護(hù)和降低維護(hù)成本等多重益處，提升了過(guò)濾系統(tǒng)的性能和可維護(hù)性。

技術(shù)研發(fā)人員：王迪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱覓歸期科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19