[實用新型]單根氮氣分離膜管性能參數檢測裝置

有效

• 申請號: 201220681168.X
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN203030197U
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 王玉軍;張興榮;張健;趙太衛;王如德
• 申請（專利權）人: 山東恒業石油新技術應用有限公司
• 主分類號: B01D65/10
• 分類號: B01D65/10;B01D53/22
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌

技術領域

本實用新型涉及檢測裝置領域，具體為一種單根氮氣分離膜管性能參數檢測裝置。

背景技術

隨著膜分離制氮設備在油田應用的日益廣泛，經過詳細調研，了解到目前國內使用的氮氣分離膜管均為原裝進口，主要有：日本宇部UBE膜管、美國普利森（Prism）膜管、美國捷能（GENERON）膜管和麥道(MEDAN)膜管。對于上述廠家膜管的壽命問題、分離效率、衰減率等性能參數成為各生產廠家和用戶關心的重點問題。如普利森膜生產廠家為我們提供的技術參數如下：分離效率48%-50%，膜管的壽命十年以上，衰減率≤1.2%等；上述參數是否真實、已經使用過幾年的膜管性能參數目前是什么情況、何時需要更換等都成為急需解決的問題。

實用新型內容

針對上述技術缺陷，本實用新型提供一種操作方便、能夠快速準確測定單根氮氣分離膜管性能參數的檢測裝置。

其技術方案是：包括空氣壓縮系統、空氣處理系統、氮氣膜分離系統以及控制系統；所述的空氣壓縮系統壓縮系統包括低壓和高壓空壓機以及空氣冷卻裝置；所述的空氣處理系統包括空氣緩沖罐、空氣過濾器以及空氣加熱器；所述的氮氣膜分離系統包括膜管裝夾臺以及其兩端分別安裝的進氣管線和出氣管線，其中進、出氣管線上均設有溫度和壓力流量計，且進氣管線還設有空氣流量計、出氣管線上還設有氮氣流量計以及氧分析儀。

所述的膜管裝夾臺包括兩側的管夾，且管夾的位置可以調整，以適應不同長度的膜管；所述的進氣管線和出氣管線均設有快換接頭，以便于快速與膜管的進出口連接。

所述的檢測裝置分為兩個撬體，其中空氣壓縮系統單獨撬裝，空氣處理系統以及氮氣膜分離系統撬裝在一起，結構緊湊，移運方便。

所述的控制系統為PID控制器，通過PID控制模式，自動調節各部件的參數，來達到測試要求的工況，并自動輸出性能檢測曲線和測試報表。

所述的低壓和高壓壓縮機由變頻電機驅動，低壓和高壓壓縮機的出口管線上均設有回流管線和放空管線，可以實現大范圍的壓縮空氣流量調節，以滿足不同膜管測試時對消耗空氣量的要求。

本實用新型膜可提供對日本UBE膜管、美國Prism膜管、美國GENERON膜管和麥道(MEDAN)膜管等膜管的分離效率、衰減率、產氣量等參數的實時測試，測試精度滿足±0.1%.測試效率為5根/小時。可為油田氮氣設備用戶提供現場膜管分離效率的測試，同時也為新膜管入廠使用前的質量檢測提供了平臺。

附圖說明

圖1為實用新型中空壓機撬的流程圖；

圖2為實用新型中模組測試撬的流程圖；

圖3為實用新型中模組測試撬的布局圖。

具體實施方式

參照附圖1-3對本實用新型做進一步描述：

一種單根氮氣分離膜管性能參數檢測裝置，由空壓機撬和模組測試撬組成，其中空壓機撬上設有低壓1和高壓壓縮機2，其中二者的進氣口與大氣連通，出氣口上的管道上設有回流管線4和限壓放空管線5，總出口管線6上設有空氣冷卻器3。模組測試撬上設有空氣處理系統和氮氣膜分離系統，其中空氣處理系統包括空氣緩沖罐7、過濾器8、冷干機13以及電加熱器9，氮氣膜分離系統包括膜管裝夾臺10以及其兩端分別安裝的進氣管線11和出氣管線12，其中進、出氣管線上均設有溫度流量計14和壓力流量計15，且進氣管線還設有空氣流量計16、出氣管線上還設有氮氣流量計17以及氧分析儀18。膜管裝夾臺10包括兩側的管夾21，且管夾的位置可以調整，以適應不同長度的膜管；進氣管線11和出氣管線12均設有快換接頭，以便于快速與膜管19的進出口連接。本裝置通過安裝有PID控制器的操作控制臺20控制整套設備的運行，并收集和處理數據。

工作過程是：將一定量的空氣經過低壓壓縮機或高壓壓縮機壓縮后得到一定壓力的壓縮空氣，壓縮空氣經過空氣緩沖罐后進入空氣處理系統，將壓縮空氣中的水、塵埃顆粒及油滴處理干凈，然后干凈的壓縮空氣通過空氣加熱器后加熱到一定的溫度，具有一定溫度、干凈的壓縮空氣進入膜管裝夾臺上的不同規格的膜組進行氮氧分離，通過操作控制臺來監測分離后氣體中氧氣的含量來實現對膜管分離效率以及在不同壓力、溫度下的性能參數的檢測，檢測過程自動化程度高、并能自動輸出性能檢測曲線并打印測試報表。

操作控制臺通過對裝在膜前的空氣流量計、壓力及溫度傳感器與膜后的氮氣流量計、氧分析儀、溫度及壓力傳感器對整個流程空氣及氮氣的流量、壓力、溫度、含氧等參數的檢測及采集，在工控機上進行相應的數據處理計算，從而獲得該型膜管在不同壓力、溫度下的分離效率、合格氮氣產量、最高氮氣純度等相關性能參數，并自動繪制性能檢測曲線及測試報表。需要進行數據采集的不同工作壓力點、溫度點可根據試驗要求，由工控機根據輸入的設定測試點數據要求自動發出控制指令，通過PID控制模式，自動調節電機轉速、放空閥門開啟度、氮氣純度控制閥開啟度設定等來達到測試要求的工況。