[發(fā)明專利]計(jì)量多相流中氣體流量的方法和系統(tǒng)、多相流分配裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210106615.3
• 申請(qǐng)日: 2012-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN102620791A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慶堂;王棟;王躍;楊志偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新奧氣化采煤有限公司
• 主分類號(hào): G01F15/08
• 分類號(hào): G01F15/08;G01F1/74
• 代理公司: 北京德恒律師事務(wù)所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計(jì)量多相流中氣體流量的方法和系統(tǒng)、以及多相流分配裝置。

背景技術(shù)

以煤炭地下氣化氣為例，煤炭地下氣化是指將地下煤炭通過熱化學(xué)反應(yīng)在原地轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的技術(shù)。煤炭地下氣化的出口煤氣成分中不僅含有氫氣，甲烷，一氧化碳，二氧化碳，還含有大量的水蒸汽、水霧、焦油、甚至微量的煤渣等，上述的煤炭地下氣化的出口煤氣就屬于多相流的一種，當(dāng)直接計(jì)量煤炭地下氣化多相流時(shí)，計(jì)量的成本和運(yùn)行費(fèi)用較高。而且，煤炭地下氣化多相流中含有的上述固相和液相雜質(zhì)會(huì)對(duì)煤炭地下氣化流量的測(cè)量造成干擾。

現(xiàn)有技術(shù)一：中國(guó)專利200710044625.8公開了一種多相流計(jì)量方法及多相流質(zhì)量流量計(jì)。由差壓變送器檢測(cè)的壓差DP1和DP2，超聲多普勒流量計(jì)測(cè)得體積流量QL，輸入智能化二次儀表8，以算得氣液比N1和含水率WR1，以及氣、水、油各相流量；對(duì)上述檢測(cè)的氣相流量變換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣相流量。

現(xiàn)有技術(shù)二：中國(guó)專利200880107708.X公開了一種用于測(cè)量在管內(nèi)攜帶由油氣井中采出的氣態(tài)-液態(tài)烴和水的多相混合物的流動(dòng)特性的方法和系統(tǒng)。所述方法和系統(tǒng)可以用于組合用于測(cè)量主管中的氣相的流動(dòng)特性的夾緊式超聲波氣體流量計(jì)和用于測(cè)量液相的流動(dòng)特性的脈沖多普勒傳感器(一個(gè)或多個(gè))和/或射頻(RF)/微波電磁(EM)傳感器(一個(gè)或多個(gè))。傳感器的組合可以用于在諸如當(dāng)氣-液正在大致水平主管中流動(dòng)時(shí)、當(dāng)流動(dòng)被分層或使所述被分層和/或類似條件的一定流動(dòng)條件下進(jìn)行多相流測(cè)量。

現(xiàn)有技術(shù)三：中國(guó)專利200910018879.1涉及一種流量計(jì)，特別涉及一種煤氣流量計(jì)。該煤氣流量計(jì)，包括安裝在煤氣主管上的熱電阻和帶球閥流量傳感器，其特殊之處在于：所述熱電阻和帶球閥流量傳感器分別與流量積算控制器相連接；所述帶球閥流量傳感器上接通有低壓蒸汽主管，低壓蒸汽主管上設(shè)有防爆電磁閥，流量積算控制器與防爆電磁閥之間安裝有中間繼電器。本發(fā)明配有高溫蒸汽吹掃接口，傳感器可耐受400℃高溫，具有以下優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量精度1％；通過獨(dú)有的溫壓補(bǔ)償模型，可以測(cè)量飽和煤氣流量和其中的干煤氣流量，同時(shí)具有飽和煤氣流量和干煤氣流量轉(zhuǎn)換功能。

現(xiàn)有技術(shù)一的缺點(diǎn)：

(1)煤炭地下氣化出口煤氣含有大量的雜質(zhì)，現(xiàn)有技術(shù)一除渣裝置過于簡(jiǎn)單，無法滿足煤炭地下氣化技術(shù)要求；

(2)出口煤氣溫度較高，現(xiàn)有技術(shù)一沒有做相關(guān)方面的設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有技術(shù)二的缺點(diǎn)：

(1)由于在煤炭地下氣化地下氣化爐產(chǎn)氣周期過程中，煤氣里面的雜質(zhì)、水量的含量變化較大，采用此技術(shù)必然存在較大的誤差，尤其在較小流量情況下誤差將更為明顯；

(2)煤炭地下氣化出口主管溫度高，現(xiàn)有技術(shù)二無法滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。

現(xiàn)有技術(shù)三的缺點(diǎn)：

可以滿足高溫測(cè)量的要求，但無法測(cè)定多相流，無法應(yīng)對(duì)煤炭地下氣化出口流量測(cè)量復(fù)雜性的要求。

因此，如何排除煤炭地下氣化煤氣中大量雜質(zhì)的干擾，準(zhǔn)確地測(cè)量氣體的總流量成為目前的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于主管中氣化煤氣的量較大，若采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行凈化，就需要設(shè)立龐大的冷凝器和分離凈化設(shè)備，這不但增加了投資，運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用也非常高，并且會(huì)造成周圍環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的一個(gè)或多個(gè)問題，本發(fā)明的目的在于：提供一種計(jì)量多相流的方法和系統(tǒng)，以降低計(jì)量成本；還提供一種多相流分配裝置，以在計(jì)量多相流的總流量時(shí)，對(duì)待計(jì)量的多相流進(jìn)行有效分流。

一方面，本發(fā)明提供一種計(jì)量多相流中氣體流量的方法，多相流具有由氣體、以及在氣體中并隨之流動(dòng)的固相和/或液相形成的第一層流，其特征在于，方法包括：從第一層流中分流出一個(gè)支流作為樣品多相流；將樣品多相流中所有氣體分離出來作為樣品氣體并測(cè)量樣品氣體流量；以及根據(jù)所測(cè)的樣品氣體流量，計(jì)算出第一層流在進(jìn)行所述分流之前所含的所有氣體的總流量。

優(yōu)選地，在多相流還具有與第一層流分層的其它層流時(shí)，先將第一層流與其它層流分離，再進(jìn)行所述的分流出樣品多相流的操作。

優(yōu)選地，在樣品多相流由含有蒸汽的氣體、固相和液相組成時(shí)，先將樣品多相流中所有固相去除，然后依次進(jìn)行冷凝和氣液分離以得到樣品氣體，氣液分離所分離出的氣體和液相，分別匯合于第一層流的與樣品多相流分流后的流體中。

優(yōu)選地，在樣品多相流由含有蒸汽的氣體和液相組成時(shí)，直接對(duì)樣品多相流依次進(jìn)行冷凝和氣液分離后獲得樣品氣體，其中氣液分離所分離出的氣體和液相，匯合于第一層流的與樣品多相流分流后的流體中。