[發(fā)明專利]一種孔口煤氣流量測量裝置及其測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010199044.7
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111521225A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐斌;張博聞;張樹川;徐軍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京國利衡清潔能源科技（集團）有限公司
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34;G01F15/07;G01F15/08
• 代理公司: 北京智橋聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11560
• 代理人: 洪余節(jié)

本發(fā)明公開了一種孔口煤氣流量測量裝置及其測量方法，裝置包括依次連接的氣液固三相分離裝置、煤氣計量裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置。本發(fā)明所提供的孔口煤氣流量測量裝置及其測量方法，其能夠有效的去除孔口煤氣中冷凝液，并有效的控制孔口煤氣流速，從而可有效的進行孔口煤氣流量測量；冷凝液在孔口進行集中收集，經(jīng)簡單處理后，可作為調(diào)節(jié)出氣鉆孔煤氣溫度的冷媒。同時，易于進行自動化控制與操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭及煤層氣開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種孔口煤氣流量測量裝置及其測量方法。

背景技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)可將賦存在地下的煤炭通過熱作用與化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為煤氣或合成氣，并從地下氣化爐出氣鉆孔排出。地下氣化出氣鉆孔排出的煤氣組成復(fù)雜(也稱為粗煤氣或荒煤氣或濕煤氣)，除含有主要氣體成分氫氣、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、氮氣外，根據(jù)氣化煤種的不同，一般還含有大量的水蒸汽、焦油、固體顆粒物(灰渣、煤渣、巖石顆粒物等)、液滴(煤氣夾帶水、油滴)等，以及少量或微量的硫化氫、氯化氫、氰化氫、氨、苯酚等雜質(zhì)。從出氣鉆孔排出的高溫荒煤氣，在地面管道內(nèi)輸送過程中，因降溫冷卻、降壓減速，荒煤氣中含有的水蒸汽、焦油、固體顆粒物、液滴等易發(fā)生沉降、凝結(jié)形成冷凝液，并與荒煤氣中氣體成分呈氣液兩相流而被一起輸送。這導(dǎo)致荒煤氣在輸送過程中，一方面因冷凝液會沉積在管道、煤氣計量裝置的內(nèi)壁上，甚至堵塞計量裝置，從而嚴(yán)重影響對荒煤氣的計量，導(dǎo)致煤氣計量不準(zhǔn)確或失實，甚至無法直接計量，也就無法進行出口流量或壓力的自動控制，這在一定程度上制約了對煤炭地下氣化過程的自動化控制。由于荒煤氣中雜質(zhì)對流量測量的影響，傳統(tǒng)上一般不直接測量各個出氣鉆孔的煤氣流量，而是將各個出氣鉆孔收集的荒煤氣送入煤氣總管道，再對煤氣總管道中的煤氣進行集中凈化處理，脫除荒煤氣中的水蒸汽、焦油、固體顆粒物(灰渣、煤渣、巖石顆粒物等)、液滴(煤氣夾帶水、油滴)等雜質(zhì)，然后對凈煤氣總流量進行測量，但是這種方式仍然無法獲得各個出氣鉆孔的流量，因而實際操作過程中，一般憑經(jīng)驗進行出氣流量的調(diào)節(jié)。另一方面因大量的冷凝液在管道內(nèi)積聚，冷凝液中往往還有腐蝕性介質(zhì)(如硫化氫、氯化氫、氰化氫、氨、苯酚等)對管道產(chǎn)生腐蝕，影響管道的長期安全運行；此外，需要在煤氣總管道上額外設(shè)置排污管線，定期排出冷凝液，冷凝液中含有大量的污染物是潛在的污染源，影響文明生產(chǎn)。

為了解決這個問題，現(xiàn)有專利如CN201010509596、CN201210106615提出了一種直接測量孔口煤氣流量的一體化計量裝置，在計量裝置內(nèi)設(shè)置分流裝置，當(dāng)荒煤氣流經(jīng)分流裝置時，荒煤氣內(nèi)冷凝液會向管道底部沉積并排除；干煤氣則會向管道上部聚集，經(jīng)進一步凈化后進行計量，從而測得孔口煤氣流量。現(xiàn)場實際使用中發(fā)現(xiàn)，計量裝置內(nèi)的分流裝置效率太低，同時孔口煤氣流速較快，導(dǎo)致無法有效去除冷凝液，從而難以實現(xiàn)分流測量的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述問題，而提出的一種用于測量煤炭地下氣化出氣鉆孔孔口煤氣流量測量的裝置及其測量方法，該裝置能夠有效的去除孔口煤氣中冷凝液，并有效的控制孔口煤氣流速，從而可有效的進行孔口煤氣流量測量；冷凝液在孔口進行集中收集，經(jīng)簡單處理后，可作為調(diào)節(jié)出氣鉆孔煤氣溫度的冷媒。同時，易于進行自動化控制與操作。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種孔口煤氣流量測量裝置，其包括依次連接的氣液固三相分離裝置、煤氣計量裝置、壓力調(diào)節(jié)裝置；

所述氣液固三相分離裝置包括相互連接的三相分離器和液液分離罐，所述三相分離器分別與出氣鉆孔和所述煤氣計量裝置相連；

所述煤氣計量裝置包括安裝在煤氣管道上的流量計、壓力傳感器、溫度傳感器；

所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括在煤氣管道上的煤氣調(diào)節(jié)旁通閥，以及通過煤氣管道與該煤氣調(diào)節(jié)旁通閥并聯(lián)的上游截斷閥、煤氣調(diào)節(jié)閥、下游截斷閥，所述上游截斷閥、煤氣調(diào)節(jié)閥、下游截斷閥則在煤氣管道上串聯(lián)；

所述三相分離器、流量計、壓力傳感器、溫度傳感器、煤氣調(diào)節(jié)旁通閥、上游截斷閥、煤氣調(diào)節(jié)閥、下游截斷閥通過煤氣管道連接。