流体组成变化的检测设备制造技术

本实用新型专利技术公开了流体组成变化的检测设备，包括：检测单元，所述检测单元包括短路检测机构和导电层破坏机构；处理单元，用于接收和处理检测单元输出的电流信号；显示单元，用于显示处理单元的处理结果；其中，所述短路检测机构包括负极部、正极部以及绝缘部，流体中的导电颗粒物沉积于绝缘部表面后形成连通负极部和正极部的导电层从而产生短路电流信号；所述导电层破坏机构在短路电流信号产生后破坏所述导电层。当出现短路电流信号时，说明流体中导电颗粒物的含量达到了一定程度。对于需要避免结露出现液体颗粒物和/或凝结核的工况，可以在出现短路电流信号时说明已经结露。通过设置绝缘部的工作面尺寸可以定量反应流体中导电颗粒物的浓度。导电颗粒物的浓度。导电颗粒物的浓度。

【技术实现步骤摘要】
流体组成变化的检测设备


[0001]本技术涉及两相或三相流体成分变化趋势动态监测和/或定量动态分析检测的
，具体而言，涉及流体组成变化的检测设备。

技术介绍

[0002]在各种化工领域的以气相和固相为主的工业流体中，通常需要对气相的结露液化以及固相的含量变化进行监测。
[0003]目前对于气相结露转化为液相的监测，主要依靠水露点仪、烃露点仪及自控系统采集的干气密封压差等参数反映气质异常变化。当流体中含有固体颗粒物时，气相结露转化得到的液相通常会围绕于固体颗粒物表面形成凝结核，不存在液相和固相颗粒物严格的游离态分离状况，凝结核会对下游设备产生各种不同影响甚至事故。例如。在天然气输送管道中，虽然通过干气密封过滤器差压、过滤分离器高液位报警发现了来气气质异常，但是此时来气凝结核(如凝析油和凝析水)已进入干气密封撬，差压异常发现稍晚或者处置稍有滞后就有可能导致干气密封进液损坏，并且凝结核也会造成过滤分离器的流体通道堵塞。另外，包含有CO2、H2S等酸性物质及钾、氯离子的凝析水的不合格天然气进入机组本体容易造成燃气轮机和压缩机的腐蚀，对燃烧系统和透平叶片等造成危害。又如，在工业窑炉废烟气输送中，凝结核极易造成气固干式分离器(如袋式除尘器)阻塞流体通道的故障。
[0004]而流体中固体颗粒物的监测通常利用固体颗粒物对光的散射来进行测试。光散射颗粒物监测设备测量颗粒后向散射的光强，输出与所测含尘气体中颗粒物的数量成比例的信号。通过对标准颗粒物的浓度与探测光强的进行相关性标定，可以通过光强信号计算得出颗粒浓度。但是当流体中出现液相或者凝结核时，光散射颗粒物监测设备测试结果的准确度将显著降低，不能及时准确地反应固体颗粒物的浓度变化。
[0005]并且，目前尚未有既可对气相结露转化为液相的过程进行及时响应，又能对颗粒物(单纯的液体颗粒物或固体颗粒物，或者凝结核)的浓度实时地监测的一体化设备。

技术实现思路

[0006]本技术的主要目的在于提供流体组成变化的检测设备，以解决现有检测技术中存在的不能准确、及时地反馈来气异常信息的技术问题。
[0007]为了实现上述目的，本技术提供的第一种流体组成变化的检测设备的技术方案如下：
[0008]流体组成变化的检测设备，包括：
[0009]检测单元，所述检测单元包括电荷量检测机构；
[0010]处理单元，用于接收和处理检测单元输出的电流信号；
[0011]显示单元，用于显示处理单元的处理结果；
[0012]其中，所述电荷量检测机构包括：
[0013]第一传感器导体，所述第一传感器导体与流体中相对其运动的带电颗粒物之间通
过感应产生感应电流信号和/或直接接触产生迁移电流信号；
[0014]所述电荷量检测机构还包括第二传感器导体，所述第二传感器导体接地，所述第一传感器导体和第二传感器导体之间通过绝缘结构连接。
[0015]流体中的液体颗粒物、固体颗粒物和凝结核都带有一定的电荷量，带电颗粒物与第一传感器导体碰撞时会释放电荷，从而在第一传感器导体上产生直流特征的迁移电流信号，同时，带电颗粒物从第一传感器导体附近掠过时会在第一传感器导体上产生感应电流信号，两种电流信号的强度与一定时间内经过第一传感器导体的带电颗粒物数量呈正比。这些电流信号经处理单元处理后在显示单元上以不限于颗粒物浓度、柱状图、棒状图等形式进行定量或定性的显示，能够实现快速响应。经验证，本技术的第一种流体组成变化的检测设备可以在5s内检测出颗粒物浓度低至5mg/Nm3的流体并且误差小于0.2％，具有低检出限和高灵敏度，可以有效解决现有检测技术反馈不及时的技术问题。
[0016]本技术的第一种流体组成变化的检测设备适合于流体中颗粒物浓度定量变化或定性变化的检测，所述的流体既可以是原生的多相流体，也可以是流体在一定工况下流动时，单相或两相流体中的部分气体发生相变为液体形成的两相或三相流体，或单相或两相流体与外来流体混和形成的两相或三相流体。
[0017]所述的绝缘结构优选采用以下两种结构：
[0018]第一种绝缘结构如下：
[0019]所述第一传感器导体穿过所述第二传感器导体后输出电流信号，所述绝缘结构包括：
[0020]第一绝缘层，所述第一绝缘层设于所述第一传感器导体和第二传感器导体的配合面上；
[0021]第二绝缘层，所述第二绝缘层对所述第一传感器导体的邻近第二传感器导体的部分工作面进行包裹。
[0022]由于述第一传感器导体仅部分工作面被第二绝缘层所包裹，因此，当流体中的导电颗粒物沉积于第二绝缘层表面形成连通第一传感器导体和第二传感器导体的导电层时，会使检测单元短路，在第一传感器导体上产生短路电流信号。所述的导电颗粒物可以是液体颗粒物、固体颗粒物和凝结核中的任意几种。
[0023]对于特定的场合，这种短路的情况应当尽量避免。例如，当工业废气经湿法脱硫后，需要持续在气固液三相状态下监测固体颗粒物浓度；此时，可以采用憎水性材质的第二绝缘层，或在第二绝缘层的表面设置憎水结构，从而防止液体颗粒物和/或凝结核在第二绝缘层上沉积扩散成液体导电层。又例如，在炭黑等吸附力强的物质的生产烟气输送过程中，来气流体中的炭黑等吸附性固体颗粒物容易吸附在第二绝缘层的表面形成连接第一传感器导体和第二传感器导体的固体导电层，从而导致检测单元短路；此时，可以采用导电层破坏机构破坏第二绝缘层表面的导电层或防止在第二绝缘层表面形成导电层。当然，对于本身含有或可能因结露出现液体颗粒物和/或凝结核且同时含有吸附性固体颗粒物的流体的检测，可以在第二绝缘层表面同时设置憎水结构和导电层破坏机构，或在具有憎水性的第二绝缘层表面设置导电层破坏机构。
[0024]当第二绝缘层表面出现导电层时，说明流体中的导电颗粒物浓度达到了一定的程度，因此，对于某些场合，这种短路情况可以被有效地利用。例如，在天然气和工业窑炉烟气
的输送中，若结露产生液体颗粒物和/或凝结核，则很容易导致气固干式分离器(如袋式除尘器)和气液分离器(天然气过滤分离器)的流体通道堵塞。此时，采用该检测设备时若出现了短路电流信号则说明流体中结露较为严重，从而实现对结露的及时响应。为了充分地发挥结露时及时响应的功能，可以采用亲液性材质的第二绝缘层，或在第二绝缘层的表面设置亲液结构。若进一步采用导电层破坏机构在产生短路电流信号使破除导电层，可以使检测单元的检测功能快速恢复，并且可以通过再次出现短路电流信号的时间间隔反应结露的严重程度，并进行反复验证数据有效性。可见，这种结构的检测设备尤其适合于处理以气相为主的气固两相流体，在检测固体颗粒物浓度定性变化和/或定量变化的过程中，能够在气相发生相变产生液相时及时响应。
[0025]所述亲液，既包括对水的亲和性(亲水性)，也可以针对特定的工况进行设置，如应用到天然气输送管道中时，可以在绝缘部表面设置对凝析油具有亲和性的亲油涂层。
[0026]第二种绝缘结构如下：
[0027]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.流体组成变化的检测设备，其特征在于包括：检测单元，所述检测单元包括短路检测机构和导电层破坏机构；处理单元，用于接收和处理检测单元输出的电流信号；显示单元，用于显示处理单元的处理结果；其中，所述短路检测机构包括负极部(220)、正极部(210)以及绝缘部，流体中的导电颗粒物沉积于绝缘部表面后形成连通负极部(220)和正极部(210)的导电层(500)从而产生短路电流信号；所述导电层破坏机构在短路电流信号产生后破坏所述导电层(500)。2.如权利要求1所述的流体组成变化的检测设备，其特征在于：所述导电层破坏机构包括通过振动破坏所述导电层(500)的振动装置。3.如权利要求1所述的流体组成变化的检测设备，其特征在于：所述导电层破坏机构包括通过吹扫破坏所述导电层(500)的吹扫装置。4.如权利要求3所述的流体组成变化的检测设备，其特征在于：所述正极部(210)穿过所述负极部(220)后输出电流信号，所述绝缘部包括第一绝缘体(231)和第二绝缘体(232)，所述第一绝缘体(231)设于所述负极部(220)...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭险峰，陈天孜，
申请(专利权)人：成都瑞柯林工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：