CN101256130A - 一种高精度煤气机械水含量测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度煤气水分测量方法及采样装置，它的特点是在玻纤滤筒里面装入适量的超细高纯度玻璃纤维，将该滤筒固定于锥形套管内，利用聚四氟乙烯胶带将其固定，在其形成的玻璃纤维层内，可以将煤气中的机械水拦截下来。通过精确称量装有玻璃纤维滤筒测量前后的重量差，并同时记下流过采样管的气体流量，便可求出煤气中的机械水含量。使用该装置完成一次煤气机械水含量的测量只需10分钟，其测量精度可以达到0.1mg/m3，并且测量结果受环境影响小。该装置不仅可以测量煤气的机械水含量，而且可以同时测量煤气中的粉尘含量。
Description
技术领域
本发明涉及一种高精度快速测量高炉、转炉、焦炉和城市煤气中所含机械水的方法及其采样装置。所述的采样装置内充填有超细高纯度玻璃纤维，其形成的吸收层可以有效的拦截气体中的液态水雾而让气态水分通过。通过称量玻璃纤维收集水分的重量和记录单位时间流过采样装置的煤气体积，可以精确地测量出煤气中所含的机械水。该装置可以满足各种场合测量煤气机械水含量的要求，具有测量精度高、重复性好、采样迅速的优点。
背景技术
煤气中的水以两相存在，一部分是饱和水蒸气，另一部分是以液相形态存在的机械水。高炉、转炉、焦炉和城市煤气在生产回收中不可避免的携带机械水。机械水的存在既影响了煤气的热值，又影响了煤气的安全使用。虽然机械水含量指标是煤气使用过程中的一个重要参数，但是一直缺乏有效的检测方法。目前，测量气体湿度主要有热力学法、露点法、电阻电容法、重量法和光学法等。在这些方法中，只有重量法和光学法可以用于测量气体中的机械水。由于饱和气体的露点受温度和压力的影响很大，温度变化0.1℃时，煤气的饱和水含量变化高达100mg/m3以上，而重量法测量机械水含量必须要减去煤气的饱和水含量部分，但在实际中煤气的温度变化温度远大于0.1℃，因此，重量法测量煤气的机械水的误差大于100mg/m3。另外，重量法还受到吸收剂和操作状态的影响，在实际测量中，吸收剂的吸收速率受气体的停留时间影响很大，实际中气体的流速也是变化的，这将直接影响气测量结果的稳定性和重复性。光学法是采用激光测量仪测定气体中的水分的方法，该方法通过测量液滴的粒径分布和液滴密度，可以计算出单位体积气体内的水分含量。由于实际液滴的粒径分布受气流的扰动较大，液滴的破碎和凝聚千变万化，采样正态分布理论计算液滴的粒径分布只是其理想状态，因此该方法误差和不确定性也是十分明显的，目前其使用仅停留于实验室阶段。在高炉煤气燃气-蒸汽联合循环发电系统中，煤气中的水分对燃气轮机的安全运行存在着重要影响，其所含的酸性物质是引起叶片镀膜破坏的主要原因。燃气轮机要求进入系统的高炉煤气机械水含量小于5mg/m3，现有的测量装置都达不到如此高的精度要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度煤气机械水含量的测量装置，使用该装置可以快速地测量煤气中的机械水含量，其测量精度可以达到0.1mg/m3，该装置具有操作简单，重复性好的优点。该装置不仅可以测量煤气的机械水含量，还可以同时测量出煤气中的粉尘含量。
本发明是通过以下方案实现的：在玻纤滤筒里面装入适量的超细高纯度玻璃纤维，将该滤筒固定于锥形套管内，利用聚四氟乙烯胶带将其固定，在其形成的玻璃纤维层内，可以将煤气中的机械水拦截下来。为了防止被收集下来的水滴被气流带走，玻璃纤维层的充填厚度和纤维直径必须满足规定的要求；采样管转弯处采用可拆卸联接方式，以满足各种煤气管道的现场测量和电涡流加热的要求；在采样过程中，通过调节针阀的开度和更换合适的采样嘴，可以保证系统实现等速采样；从采样嘴到滤筒段采用渐扩管，气体的湍流运动状态可以有效防止水雾在该部分的沉降和管壁附着。可以看出，通过精确称量装有玻璃纤维滤筒测量前后的重量差，并同时记下流过采样管的气体流量，便可求出煤气中的机械水含量。
本发明和现有的技术相比，具有测量精度高，重复性好，操作方便，易于维护等优点。可以同时测量煤气的粉尘含量，测量精度不受环境变化的影响，可以适应工业现场各种恶劣条件下的煤气水分测量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1本发明所涉及的煤气机械水含量测量系统原理图
图2本发明所涉及的煤气机械水含量采样装置(1)主视图
图3充填有玻璃纤维的滤筒(12)放大图
具体实施方式
在图1中，被测量煤气经装有玻璃纤维滤筒的采样装置(1)，进入缓冲瓶(2)和干燥瓶(3)，再由累积流量计(6)测得其累积流量，最后通过抽气泵(8)排出；调节阀(7)可以调节采样速率，以实现等速采样；在累计流量计前设有温度计(4)和压力表(5)，可以同时测量出通过气体的压力和温度。采样装置(1)内充填有超细高纯度玻璃纤维，其形成的吸收层可以有效的拦截气体中的液态水雾而让气态水分子通过。
在图2中，采样装置(1)由锥形导管(9)通过锁紧螺母(10)固定在套筒(11)上，充填有玻璃纤维的滤筒(12)被固定于锥形导管(9)上，加长管(13)可将处理后的煤气引出。
在图3中，充填有玻璃纤维的滤筒(12)由玻璃纤维(15)装填于采样滤筒(14)中组成。玻璃纤维(15)的充填厚度H和玻璃纤维直径对测量值影响很大，优先选用玻璃纤维直径为5～10μm，优先选用50mm≤H≤80mm。采样滤筒(14)的直径和长度直接影响了可以储存水分的多少，优先选用80mm≤L≤100mm，优先选用25mm≤D≤32mm。
Claims (3)
1、一种高精度煤气机械水含量测量装置，其特征是：被测量煤气经装有玻璃纤维滤筒的采样装置(1)，进入缓冲瓶(2)和干燥瓶(3)，再由累积流量计(6)测得其累积流量，最后通过抽气泵(8)排出；调节阀(7)可以调节采样速率，实现等速采样。在累计流量计前设有温度计(4)和压力表(5)，可以同时测量出通过气体的压力和温度。采样装置(1)内充填有超细高纯度玻璃纤维，其形成的吸收层可以有效的拦截气体中的液态水雾而让气态水分子通过。
2、根据权利要求1所述的测量装置，其特征是：所述的采样装置(1)由锥形导管(9)通过锁紧螺母(10)固定在套筒(11)上，充填有玻璃纤维的滤筒(12)被固定于锥形导管(9)上，加长管(13)可将处理后的煤气引出。
3、根据权利要求1所述的测量装置，其特征是：所述玻璃纤维直径为5～10μm，充填厚度H为50～80mm。滤筒长度L为：80～100mm，滤筒直径D为25～32mm。
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