本發(fā)明涉及一種用于低溫天然氣濃度檢測的系統(tǒng)集成方法。
背景技術(shù)：
近年來，我國液化天然氣產(chǎn)業(yè)獲得了迅猛發(fā)展，已經(jīng)基本形成了從液化工廠、lng運(yùn)輸、lng儲(chǔ)存(接收站)、加氣站和終端用戶的完整產(chǎn)業(yè)鏈。lng具有超低溫和易燃易爆雙重危險(xiǎn)特性，lng在儲(chǔ)存過程中一旦發(fā)生泄漏，由于lng溫度極低(-162℃)，氣液膨脹比大，極易揮發(fā)出甲烷與空氣形成爆炸性混合物，遇到點(diǎn)火源發(fā)生嚴(yán)重的火災(zāi)爆炸。因此，對泄漏后的lng需要采取措施抑制其進(jìn)一步擴(kuò)散，降低蒸發(fā)速率，避免造成更嚴(yán)重的次生災(zāi)害。液化天然氣主要成分是甲烷，在開展液化天然氣擴(kuò)散抑制的研究過程中，為了研究抑制效果，需要對液化天然氣蒸發(fā)的低溫甲烷氣體濃度進(jìn)行檢測。為此，設(shè)計(jì)一種可以檢測低溫可燃?xì)怏w濃度的集成方法。
目前在檢測空氣中甲烷濃度時(shí)，一般采用泵吸式進(jìn)行采樣，但是對于低溫天然氣的檢測，采用泵吸式抽氣的檢測方式對儀器的防爆性能有很高的要求，另外泵吸式甲烷濃度檢測儀一般為便攜式儀器，不適合置于低溫的環(huán)境，也無法長時(shí)間的工作。
本發(fā)明涉及的低溫可燃?xì)怏w濃度檢測系統(tǒng)集成方法主要用于lng蒸發(fā)擴(kuò)散范圍內(nèi)甲烷實(shí)時(shí)監(jiān)測及數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)。也可用于其他低溫可燃?xì)怏w的濃度檢測。
目前沒有涉及到低溫天然氣濃度檢測集成方法的相關(guān)專利。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中無法直接測量低溫天然氣濃度的問題，提供一種新的用于低溫天然氣濃度檢測的系統(tǒng)集成方法。該方法具有可直接測量低溫天然氣濃度的優(yōu)點(diǎn)。
為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種用于低溫天然氣濃度檢測的系統(tǒng)集成方法，包括如下步驟：
(1)將加熱裝置、甲烷濃度分析儀、引導(dǎo)單元和待測氣體管路集成為一套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低溫甲烷氣體濃度檢測；
(2)被測氣體經(jīng)由采樣頭的過濾器流經(jīng)采樣管后經(jīng)加熱裝置加熱至0-60℃，進(jìn)入甲烷濃度分析儀進(jìn)行測量；
(3)所述引導(dǎo)單元包含引導(dǎo)核心模塊組件、流量計(jì)、穩(wěn)壓閥，引導(dǎo)單元是基于文丘里原理，利用氮?dú)饣蚩諝獾牧髁慨a(chǎn)生的負(fù)壓將待測樣品氣體抽出至甲烷濃度分析儀，待測氣體經(jīng)分析儀測量完濃度后與氮?dú)饣蚩諝庖黄鹋湃氪髿猓?/p>
(4)甲烷濃度分析儀測量出甲烷濃度后將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，采樣管為pfa特氟龍材質(zhì)。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，引導(dǎo)單元的引導(dǎo)氣采用鋼瓶或空壓機(jī)提供。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，加熱裝置采用水浴加熱方式將待測氣體管路加熱。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，甲烷濃度分析儀的甲烷濃度測量范圍為0-100v％(體積分?jǐn)?shù))。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，甲烷濃度分析儀為隔爆型，工作溫度范圍為-40-65℃；可燃?xì)怏w報(bào)警儀安裝在儀表柜的上端，在可燃?xì)怏w泄漏后報(bào)警。
本發(fā)明提供了一種可以檢測低溫可燃?xì)怏w濃度的系統(tǒng)集成方法，該方法可以應(yīng)用于液化天然氣蒸發(fā)出來的低溫甲烷氣體濃度檢測，具體可應(yīng)用于液化天然氣的蒸發(fā)擴(kuò)散抑制實(shí)驗(yàn)，通過檢測甲烷濃度的變化來研究對液化天然氣蒸發(fā)擴(kuò)散的抑制效果。本發(fā)明提出的檢測低溫甲烷氣體濃度的系統(tǒng)集成方法可用于測量0-100v％的低溫天然氣濃度，解決了目前無法直接測量低溫天然氣濃度的問題；本發(fā)明為集成式設(shè)計(jì)，將加熱裝置、分析儀和引導(dǎo)單元集成到一個(gè)儀表柜，方便現(xiàn)場使用；本發(fā)明也可以方便的實(shí)時(shí)在線測量其他可燃?xì)怏w濃度，取得了較好的技術(shù)效果。
附圖說明
圖1低溫甲烷濃度分析集成系統(tǒng)流程示意圖。
圖1中，1加熱裝置，2甲烷濃度分析儀，3引導(dǎo)單元，4氮?dú)饣蚩諝猓?數(shù)據(jù)傳輸與分析，6待測氣體入口，7排入大氣管線。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
【實(shí)施例1】
本發(fā)明提出了一種應(yīng)用于低溫甲烷氣體濃度檢測的系統(tǒng)集成方法，如圖1所示，其技術(shù)方案如下：
(1)本發(fā)明是將加熱裝置、甲烷濃度分析儀、引導(dǎo)單元和待測氣體管路集成為一套系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)低溫甲烷氣體濃度檢測。
(2)被測氣體經(jīng)由采樣頭的過濾器流經(jīng)采樣管后經(jīng)加熱裝置加熱至甲烷濃度分析儀要求的溫度，進(jìn)入濃度分析儀進(jìn)行測量。采樣管為pfa特氟龍材質(zhì)。
(3)引導(dǎo)單元是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其原理是基于文丘里原理，利用氮?dú)饣蚩諝獾牧髁慨a(chǎn)生的負(fù)壓將待測樣品氣體抽出至甲烷濃度分析儀，待測氣體經(jīng)分析儀測量完濃度后與氮?dú)饣蚩諝庖黄鹋湃氪髿?。引?dǎo)單元包含引導(dǎo)核心模塊組件、流量計(jì)、穩(wěn)壓閥組成。引導(dǎo)氣可以采用氮?dú)馄拷M供氣或空壓機(jī)提供空氣動(dòng)力。
(4)加熱裝置采用水浴加熱方式將待測氣體管路加熱至0-60℃，進(jìn)入甲烷濃度分析儀進(jìn)行分析。如果取樣點(diǎn)與甲烷濃度分析儀之間管路較長，也可不用水浴加熱，只需與空氣自然換熱也能實(shí)現(xiàn)加熱的目的，但是要確保進(jìn)入甲烷濃度分析儀的氣體溫度不能低于分析儀承受的下限。
(5)甲烷濃度分析儀可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的高濃度甲烷含量測量，甲烷濃度測量范圍為0-100v％。甲烷濃度分析儀為隔爆型，工作溫度范圍為-40-65℃。
(6)可燃?xì)怏w報(bào)警儀安裝在儀表柜的上端，用以保證實(shí)驗(yàn)過程中分析儀周邊的安全，在可燃?xì)怏w泄漏后報(bào)警。
氮?dú)馄拷M或空氣機(jī)產(chǎn)生的氮?dú)饣蚩諝庠跍p壓后進(jìn)入引導(dǎo)單元3，氣體流動(dòng)產(chǎn)生的負(fù)壓將待測氣體通過氣體管路進(jìn)入加熱裝置1加熱后進(jìn)入甲烷濃度分析儀2，甲烷濃度分析儀2測量出甲烷濃度后將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，測量后的氣體隨引導(dǎo)氣排入大氣。
本發(fā)明為集成式設(shè)計(jì)，將加熱裝置、分析儀和引導(dǎo)單元集成到一個(gè)儀表柜，方便現(xiàn)場使用；本發(fā)明也可以方便的實(shí)時(shí)在線測量其他可燃?xì)怏w濃度，取得了較好的技術(shù)效果。
【實(shí)施例2】
按照實(shí)施例1所述的條件和步驟，只是沒有加熱裝置1，氮?dú)馄拷M或空氣機(jī)產(chǎn)生的氮?dú)饣蚩諝庠跍p壓后進(jìn)入引導(dǎo)單元3，氣體流動(dòng)產(chǎn)生的負(fù)壓將待測氣體通過氣體管路直接進(jìn)入甲烷濃度分析儀2，甲烷濃度分析儀2測量出甲烷濃度后將數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，測量后的氣體隨引導(dǎo)氣排入大氣。
本發(fā)明為集成式設(shè)計(jì)，將加熱裝置、分析儀和引導(dǎo)單元集成到一個(gè)儀表柜，方便現(xiàn)場使用；本發(fā)明也可以方便的實(shí)時(shí)在線測量其他可燃?xì)怏w濃度，取得了較好的技術(shù)效果。
【比較例】
目前還沒有專門針對低溫天然氣的濃度測量方法，常規(guī)方法是將天然氣加熱到室溫然后采用泵吸式進(jìn)行測量，通過泵將可燃?xì)怏w抽到檢測元件的腔室。這樣就存在以下幾個(gè)問題：第一，天然氣是可燃?xì)怏w，泵吸式裝置必須是防爆儀器，必須滿足國家規(guī)定的可應(yīng)用于易燃危險(xiǎn)場所的設(shè)備防爆要求，而且對檢測元件也提出了很高的要求，這樣就大大降低了實(shí)用價(jià)值。第二，泵吸式不能直接測量低溫天然氣濃度，需要將氣體處理后才能測量，降低了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。第三，泵吸式甲烷濃度測量方法一般不適合置于低溫的環(huán)境，也無法長時(shí)間的工作。