[發明專利]一種高精度煤氣機械水含量測量方法及裝置

有效

• 申請號: 200810085007.2
• 申請日: 2008-03-13
• 公開（公告）號: CN101256130A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 丁志江;肖林;肖立春;于秉杰;楊靜菲
• 申請（專利權）人: 丁志江;肖林;肖立春
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高精度快速測量高爐、轉爐、焦爐和城市煤氣中所含機械水的方法及其采樣裝置。所述的采樣裝置內充填有超細高純度玻璃纖維，其形成的吸收層可以有效的攔截氣體中的液態水霧而讓氣態水分通過。通過稱量玻璃纖維收集水分的重量和記錄單位時間流過采樣裝置的煤氣體積，可以精確地測量出煤氣中所含的機械水。該裝置可以滿足各種場合測量煤氣機械水含量的要求，具有測量精度高、重復性好、采樣迅速的優點。

背景技術

煤氣中的水以兩相存在，一部分是飽和水蒸氣，另一部分是以液相形態存在的機械水。高爐、轉爐、焦爐和城市煤氣在生產回收中不可避免的攜帶機械水。機械水的存在既影響了煤氣的熱值，又影響了煤氣的安全使用。雖然機械水含量指標是煤氣使用過程中的一個重要參數，但是一直缺乏有效的檢測方法。目前，測量氣體濕度主要有熱力學法、露點法、電阻電容法、重量法和光學法等。在這些方法中，只有重量法和光學法可以用于測量氣體中的機械水。由于飽和氣體的露點受溫度和壓力的影響很大，溫度變化0.1℃時，煤氣的飽和水含量變化高達100mg/m³以上，而重量法測量機械水含量必須要減去煤氣的飽和水含量部分，但在實際中煤氣的溫度變化溫度遠大于0.1℃，因此，重量法測量煤氣的機械水的誤差大于100mg/m³。另外，重量法還受到吸收劑和操作狀態的影響，在實際測量中，吸收劑的吸收速率受氣體的停留時間影響很大，實際中氣體的流速也是變化的，這將直接影響氣測量結果的穩定性和重復性。光學法是采用激光測量儀測定氣體中的水分的方法，該方法通過測量液滴的粒徑分布和液滴密度，可以計算出單位體積氣體內的水分含量。由于實際液滴的粒徑分布受氣流的擾動較大，液滴的破碎和凝聚千變萬化，采樣正態分布理論計算液滴的粒徑分布只是其理想狀態，因此該方法誤差和不確定性也是十分明顯的，目前其使用僅停留于實驗室階段。在高爐煤氣燃氣-蒸汽聯合循環發電系統中，煤氣中的水分對燃氣輪機的安全運行存在著重要影響，其所含的酸性物質是引起葉片鍍膜破壞的主要原因。燃氣輪機要求進入系統的高爐煤氣機械水含量小于5mg/m³，現有的測量裝置都達不到如此高的精度要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高精度煤氣機械水含量的測量裝置，使用該裝置可以快速地測量煤氣中的機械水含量，其測量精度可以達到0.1mg/m³，該裝置具有操作簡單，重復性好的優點。該裝置不僅可以測量煤氣的機械水含量，還可以同時測量出煤氣中的粉塵含量。

本發明是通過以下方案實現的：在玻纖濾筒里面裝入適量的超細高純度玻璃纖維，將該濾筒固定于錐形套管內，利用聚四氟乙烯膠帶將其固定，在其形成的玻璃纖維層內，可以將煤氣中的機械水攔截下來。為了防止被收集下來的水滴被氣流帶走，玻璃纖維層的充填厚度和纖維直徑必須滿足規定的要求；采樣管轉彎處采用可拆卸聯接方式，以滿足各種煤氣管道的現場測量和電渦流加熱的要求；在采樣過程中，通過調節針閥的開度和更換合適的采樣嘴，可以保證系統實現等速采樣；從采樣嘴到濾筒段采用漸擴管，氣體的湍流運動狀態可以有效防止水霧在該部分的沉降和管壁附著。可以看出，通過精確稱量裝有玻璃纖維濾筒測量前后的重量差，并同時記下流過采樣管的氣體流量，便可求出煤氣中的機械水含量。

本發明和現有的技術相比，具有測量精度高，重復性好，操作方便，易于維護等優點。可以同時測量煤氣的粉塵含量，測量精度不受環境變化的影響，可以適應工業現場各種惡劣條件下的煤氣水分測量。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1本發明所涉及的煤氣機械水含量測量系統原理圖

圖2本發明所涉及的煤氣機械水含量采樣裝置(1)主視圖

圖3充填有玻璃纖維的濾筒(12)放大圖

具體實施方式

在圖1中，被測量煤氣經裝有玻璃纖維濾筒的采樣裝置(1)，進入緩沖瓶(2)和干燥瓶(3)，再由累積流量計(6)測得其累積流量，最后通過抽氣泵(8)排出；調節閥(7)可以調節采樣速率，以實現等速采樣；在累計流量計前設有溫度計(4)和壓力表(5)，可以同時測量出通過氣體的壓力和溫度。采樣裝置(1)內充填有超細高純度玻璃纖維，其形成的吸收層可以有效的攔截氣體中的液態水霧而讓氣態水分子通過。

在圖2中，采樣裝置(1)由錐形導管(9)通過鎖緊螺母(10)固定在套筒(11)上，充填有玻璃纖維的濾筒(12)被固定于錐形導管(9)上，加長管(13)可將處理后的煤氣引出。

在圖3中，充填有玻璃纖維的濾筒(12)由玻璃纖維(15)裝填于采樣濾筒(14)中組成。玻璃纖維(15)的充填厚度H和玻璃纖維直徑對測量值影響很大，優先選用玻璃纖維直徑為5～10μm，優先選用50mm≤H≤80mm。采樣濾筒(14)的直徑和長度直接影響了可以儲存水分的多少，優先選用80mm≤L≤100mm，優先選用25mm≤D≤32mm。