CN106769972A - 油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法 - Google Patents
油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106769972A CN106769972A CN201710032745.XA CN201710032745A CN106769972A CN 106769972 A CN106769972 A CN 106769972A CN 201710032745 A CN201710032745 A CN 201710032745A CN 106769972 A CN106769972 A CN 106769972A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gasoline
- gas
- oil
- sinopec
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 254
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 claims abstract description 195
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 7
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 17
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 13
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 12
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N sec-butylidene Natural products CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 claims description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 7
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 7
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 5
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012536 storage buffer Substances 0.000 claims description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 11
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 85
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011208 chromatographic data Methods 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/061—Sources
- G01N2201/06113—Coherent sources; lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,属于信息技术领域的光电子激光探测技术,本发明通过选择不同地域,现场采集佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油油样,进行空气量梯度场环境下,油气组分挥发实验,通过实验,描绘出各种汽油,在不同储存空气量梯度场下,与油气组分挥发浓度的函数关系,进而,给出常温下不同空气量环境下,气相色谱仪测定气相组分和红外带通滤波器的探测器测量气相组成值的修正关系曲线,为监测储罐浮盘上部气相空间的汽油油气挥发系统,提供理论及数据支撑,从而为实现对汽油储罐浮盘上部气相空间的油气挥发过程的精确实时激光在线采样监测及报警提供数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及信息技术领域,尤其是微电子和光电技术领域的油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法。
背景技术
内浮顶储油罐是立式圆筒形金属油罐的一种,由于其在降低油品损耗、减少火灾危险性以及满足环保要求等方面较其它形式油罐更具优势。内浮顶把介质即罐内储料和空气有效隔绝,从一定程度上也降低了发生火灾爆炸的危险等级,因此目前在炼化企业大量使用内浮顶罐储装汽油及其它易挥发性油品。但是,内浮顶储油罐使用一段时间后,由于浮盘、运动部件、密封件磨损,储存原料的气相成分中具备可燃气体的原因,导致可燃气体气相成分泄漏到浮盘与罐顶之间的空间中,遇有雷电或静电感应,可以燃爆储油罐,造成安全事故。
目前解决问题的办法是,定期对轻质油监控指标主要是C4含量、蒸汽压、硫含量等进行采样分析;采样分析频次应每罐每周不少于1次;建立可燃气体浓度检测制度,没有设置氮封设施的轻质油储罐每月检测不少于1次,设置氮封措施的储罐可适当延长,但至少每季度检查1次。公有技术对轻质油采样分析的仪器使用色谱仪,实际应用中需要一种能够在储油罐上在线监测油气的装置,要求这种装置,是绝对安全的,当装置感知油气超标时,能够立即通知值班人员,采取“注氮”或“停车检查”等具体技术措施。
即使按照上述规定操作,现场操作人员的工作强度较大,难以持久合规操作,监管人员工作也难以量化落实。并且,人工巡检周期较长,难免在巡检周期外,漏检油气超标时机,埋下安全隐患。为安全运行起见,需要对内浮顶油罐内的油气进行在线监测。
本发明针对现有技术的不足,提出用红外带通滤波器的探测技术对汽油储罐浮盘上部气相空间油气进行检测,可以采用自动化装置设定采样检测周期,红外带通滤波器替代色谱仪将检测周期的可控范围由周降低到分钟,本发明的技术难点在于以下:1、使用色谱仪检测不用考虑混合油气气相组成,而使用红外带通滤波器检测必须考虑不同气相组成与色谱仪检测结果的差异性,原因是红外带通滤波器检测只能针对气相组成的主要气体进行检测,不同的气体所用的红外光频率不同,本发明主要针对汽油油气气相组分中的正丁烷和异戊烷进行红外带通滤波器检测并比较检测结果与色谱仪在相同环境下检测结果的差异,从而做出差异补偿。2、同品质汽油的油气类气体是混合气体,组成成分复杂。通过本发明所描述的实验装置以汽油品质、外界空气注入量两个维度为依据测量汽油蒸发量,使用气相色谱仪检测装置记录气相组成情况,根据气相组成描绘成曲线图,达成将红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成值曲线图模数转换补偿修正的方法,该方法称作油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,用作油气类混合气体在线采样探测报警装置的核心技术。
对比发明人于2015年申请的专利号为2015104417795发明创造名称为无源激光探测储油罐油气浓度的方法,区别在于石油油气和汽油油气在激光探测方法上存在差异,石油油气是跟温度有关,通过色谱数据换算公式,得爆炸下限。本发明针对汽油油气检测是根据多次测量常温状态下色谱仪检测数据与红外带通滤波器检测数据的线性相关性制作不同种类汽油油气检测数据的修正曲线,从而达到自动化红外带通滤波器检测与人工色谱仪检测在检测结果上的一致性,从而将检测周期控制在分钟级别,弥补人工检测周期长易发生意外情况的不足。
本发明涉及汽油检测跟温度没有关系,因为汽油(c4~c12烃类混合物)燃烧极限下限1.1(vol%),上限5.9(vol%),是公认技术。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是,提供一种油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,选择不同地域,现场采集佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油油样,进行空气量梯度场环境下,油气组分挥发实验,通过实验,描绘出各种汽油,在不同储存空气量梯度场下,与油气组分挥发浓度的函数关系,进而,给出常温下不同空气量环境下,气相色谱仪测定气相组分和红外带通滤波器的探测器测量气相组成值的修正关系曲线,为监测储罐浮盘上部气相空间的汽油油气挥发系统,提供理论及数据支撑,从而为实现对汽油储罐浮盘上部气相空间的油气挥发过程的精确实时激光在线采样监测及报警提供数据支持。
油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,其步骤包括:
1)测定常温下,汽油蒸发量和汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况
a、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油蒸发量;
b、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况;
c、确定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油油气的主要组分为正丁烷和异戊烷;
2)测定气相色谱仪检测各种汽油油气浓度曲线与红外带通滤波器检测各种汽油油气浓度曲线线性相关的数据
a、结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用气相色谱仪测试油气浓度的曲线;
b、将红外带通滤波器调整到所发出红外激光频率被正丁烷和异戊烷吸收效果最显著的红外光频率上,结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用红外带通滤波器检测正丁烷和异戊烷浓度的曲线;
c、对比气相色谱仪测试油气浓度的曲线和使用红外带通滤波器检测油气正丁烷和异戊烷浓度的曲线,得出红外带通滤波器检测各种汽油油气的修正值;
3)根据函数关系形成输入参数为汽油油品,输出为汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成浓度值的曲线,并将曲线数字化,通过模数补偿修正红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成浓度值;通过比对预设值和红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成浓度值,当汽油储罐浮盘上部气相空间的可燃气体浓度达到预设值下限的50%时触发报警信息,预设值设定为存储介质爆炸下限值;
油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,更为具体的详细的步骤包括:
步骤1,上述的测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油蒸发量,包括:将可伸缩气体存储缓冲装置抽真空,真空状态下,该装置内体积为零,即为完全扁平状态;向储油装置中加入指定量的油样;常温下,使储油装置达到气液相平衡状态,打开缓冲装置、储油装置采集阀门,向装有汽油的储油装置采集阀门导管内吹入空气,储油装置内汽油挥发出来的油气经由导管进入缓冲装置;调整实验条件,更换油样或改变注入的空气气量,控制储油装置内的汽油油气总量,重复以上步骤。
步骤2,上述测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况,包括:待激光红外设备即红外带通滤波器示数稳定后,读取并记录示数,同时利用具有刻度的注射器从缓冲装置采集阀门往外抽气,从采集阀门抽至气体缓冲装置重新完全扁平,因为整个装置为全密封结构,则此时抽出的气量即为汽油挥发产生的气量;调整实验条件,更换油样或改变注入的空气气量,控制储油装置内的汽油油气总量,重复以上步骤。
步骤3,上述根据结论和数据,结合内浮顶罐汽油储罐的结构和数据库,给出汽油油气挥发的组分较多的正丁烷和异戊烷标定由红外带通滤波器检测的汽油油气浓度与气相色谱仪测试油气浓度,去掉误差因素的干扰,存在线性关系曲线,包括:利用气相色谱检测装置进行气样分析,获得气体组成以及各组分含量的相关数据。即汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成值;形成佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,与激光红外设备二维相关性的汽油储罐浮盘上部气相空间的可燃气体浓度曲线,曲线结论见图3。
步骤4,所述的根据结论和数据,针对汽油油气中的烷烃总含量,给出激光红外探测器对测试不同油品油气浓度具有一致性。
步骤5,根据函数关系形成输入参数为汽油油品,输出为汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成值的曲线,并将曲线数字化,通过模数补偿修正核心技术,通过预设值和红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成值对比修正曲线数字化,当汽油储罐浮盘上部气相空间的可燃气体浓度达到储存介质爆炸下限的50%时触发报警信息。
作为本发明的一种油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法的应用装置,本发明提供内浮顶储罐油气类混合气体在线采样式激光探测装置,该装置包括采样箱、电控箱主机和设置在控制中心室的监控上位机;采样箱内有采样气室、抽气口、回气口、微型蠕动气泵、红外探测器、采控模块;采样箱共4个,均匀分布安装在工作区内浮顶油罐换气孔旁;采样箱内微型蠕动气泵一端连接采样箱抽气口;微型蠕动气泵另一端连接进入红外探测器气室;红外探测器气室连接采样箱回气口;采样箱抽气口安装高度顺换气孔下探至储气罐内壁1m~3m;
采样箱内采控模块共4个分别通过对应电缆连接设置在罐下的同一个电控柜;电控柜内置工控机;无线传输采集、放大罐上油气数据信号传输至安全区中转站;
中转站内的光电转换模块将电信号转换成光信号通过光缆连接设置在安全区中控室的监控上位机;
监控上位机发送开启或关闭罐上探头命令;采集罐附近的温湿度信号;服务器接收来自现场电控柜的所有信息;按照预制的油气算法结合本地温湿度信息进行换算得出即时的油气浓度;客户端允许客户设置采集周期及绘图功能。
内浮顶储罐油气类混合气体在线采样式激光探测装置的具体实现步骤包括:
1)油气采样,将采控电信号发出,控制抽气口从内浮顶罐通气孔取气,罐内油气经过抽气口传送到油气探测器气室;
2)红外光谱信息获取,红外带通滤波器的探测器,红外吸收气体探测,气体吸收谱分析光源,波长扫描气体的整个吸收峰;
3)接收油气探测器气室内的油气,得到目标激光信号;
4)分析目标激光信号的光谱,根据目标激光信号的光谱变化,得出气体吸收峰值处的信号大小,获取油气浓度初级电信号;
5)采控模块输入现场采集的油气浓度信号,油气浓度初级电信号变成光信号,经现场电控柜,传送至中控室服务器;
6)分析对比数据库浓度修正曲线,经过数据处理,显示控制将现场油气浓度实时显示于显示屏,浓度修正曲线来自于一种油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法的步骤2) 测定气相色谱仪检测各种汽油油气浓度曲线与红外带通滤波器检测各种汽油油气浓度曲线线性相关的数据;
7)并在判定有汽油油气气体泄漏的情况下,油气浓度超出预设定的报警阈值时,监控服务器进行预警。
(三)有益效果
区别于背景技术,本发明提供一种油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,能够对各种汽油,在常温下,进行精确探测,同时,根据探测的各种浓度信息计算应用激光在线采样混合气体监测器,探测汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油油气泄漏浓度值,从而实现了对汽油储罐浮盘上部气相空间的油气挥发过程的精确实时激光在线采样监测及报警。
附图说明
图1是本发明的油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法的流程示意图;
图2是本发明的空气浴内装置连接安装示意图;
图2中标号说明:1恒温空气浴,2可伸缩气体存储缓冲装置,3采集阀门,4红外带通滤波器的探测器,5储油装置;
图3是本发明的油品修正曲线图;
图4是内浮顶储罐油气类混合气体在线采样式激光探测装置的应用流程示意图;
图5是内浮顶储罐油气类混合气体在线采样式激光探测装置的结构示意图;
图6是内浮顶储罐油气类混合气体在线采样式激光探测装置油气浓度监测区垂直侧面的空间示意图;
图6和图5中标号说明:1回气孔,2抽气孔,3气室,4 微型气泵,5 探测器,6信号线,7采集模块,8电缆传输,9罐下电控柜,10光纤传输,11中控室,12采样箱,13监控上位机。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚,下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例一
请参阅图1,本实施方式提供了一种油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,包括:
步骤101:测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油蒸发量;
请参阅图2,汽油中存在轻质组分,轻质组分会在常温下挥发成为气相。在封闭体系中,不断有液相挥发为气相的同时,气相中一些组分又重新液化回到液相中,给予充分反应时间后,这个过程会达到动态平衡,即气相和液相的组成、物质的量不再发生变化。将可伸缩气体存储缓冲装置抽真空,真空状态下,该装置内体积为零,即为完全扁平状态;向储油装置中加入指定量的油样;常温下,使储油装置达到气液相平衡状态,打开缓冲装置、储油装置采集阀门,向装有汽油的储油装置采集阀门导管内吹入空气,储油装置内汽油挥发出来的油气经由导管进入缓冲装置;调整实验条件,更换油样或改变注入的空气气量,控制储油装置内的汽油油气总量,重复以上步骤。
步骤102:测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况;
请参阅图2,为汽油提供一个恒温恒压且封闭的环境并提供足够的反应时间,使汽油达到气液相平衡。平衡之后对气相的体积、气相组成、气相组成含量进行分析,且要求取样过程中外界温度压力不发生较大变化,以确保取样过程不会干扰实验结果。待激光红外设备示数稳定后,读取并记录示数,同时利用具有刻度的注射器从缓冲装置采集阀门往外抽气,从采集阀门抽至气体缓冲装置重新完全扁平,因为整个装置为全密封结构,则此时抽出的气量即为汽油挥发产生的气量;调整实验条件,更换油样或改变注入的空气气量,控制储油装置内的汽油油气总量,重复以上步骤。挥发气体的体积可利用排液法测量,气相组成和各组成的含量可通过气相色谱仪检测完成。
步骤103:根据结论和数据,结合内浮顶罐汽油储罐的结构和数据库,给出汽油油气挥发的组分较多的正丁烷和异戊烷由红外带通滤波器检测的汽油油气浓度与气相色谱仪测试油气浓度,去掉误差因素的干扰,存在线性关系曲线;
请参阅图3,根据原料质量换算,可得到单位质量汽油在不同温度下因挥发而损失的轻组分的物质量,以及损失的轻组分的组成情况。利用气相色谱检测装置进行气样分析,获得气体组成以及各组分含量的相关数据。即汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成值;形成佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,与激光红外设备二维相关性的汽油储罐浮盘上部气相空间的可燃气体浓度曲线,曲线结论见图3。
步骤104:根据结论和数据,针对汽油油气中的烷烃总含量,给出激光红外探测器对测试不同油品油气浓度具有一致性;
步骤105:根据函数关系形成输入参数为汽油油品,输出为汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成值的曲线,并将曲线数字化,通过模数补偿修正核心技术,通过预设值和红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成值对比修正曲线数字化,当汽油储罐浮盘上部气相空间的可燃气体浓度达到储存介质爆炸下限的50%时触发报警信息。
实施例二
请参阅图6及图5,包括:采样箱12、电控箱主机9和设置在控制中心室11的监控上位机13;其中采样箱12内有采样气室3、抽气口2、回气口1、微型蠕动气泵4、红外探测器5、采控模块7;其中采样箱12共4个,均匀分布安装在工作区内浮顶油罐换气孔14旁;采样箱12内微型蠕动气泵4一端连接采样箱12抽气口2;其中微型蠕动气泵4另一端连接进入红外探测器气室3;其中红外探测器气室3连接采样箱回气口1;其中采样箱抽气口2安装高度顺换气孔14下探至储气罐内壁1m~3m;采样箱12内采控模块7共4个分别通过对应电缆8连接设置在罐下的同一个电控柜9;其中电控柜9内置工控机;无线传输采集、放大罐上油气数据信号传输至安全区中转站11;中转站11内的光电转换模块将电信号转换成光信号通过光缆10连接设置在安全区中控室11的监控上位机13;监控上位机13发送开启或关闭罐上探头命令;采集罐附近的温湿度信号;服务器接收来自现场电控柜9的所有信息;按照预制的油气算法结合本地温湿度信息进行换算得出即时的油气浓度;其中客户端允许客户设置采集周期及绘图功能。
请参阅图4,该方法起始于步骤S401,油气采样,将所述采控电信号发出,控制抽气口从内浮顶罐通气孔取气,其中,所述罐内油气经过抽气口传送到油气探测器气室;
步骤S402,红外光谱信息获取,红外带通滤波器的探测器,红外吸收气体探测,气体吸收谱分析光源,波长扫描气体的整个吸收峰;
步骤S403,接收油气探测器气室内的油气,得到目标激光信号;
步骤S404,分析所述目标激光信号的光谱,根据目标激光信号的光谱变化,得出气体吸收峰值处的信号大小,获取油气浓度初级电信号;
步骤S405,采控模块输入现场采集的油气浓度信号,所述油气浓度初级电信号变成光信号,经现场电控柜,传送至中控室服务器;
步骤S406,分析对比数据库浓度修正曲线,经过数据处理。显示控制将现场油气浓度实时显示于显示屏;
步骤S407,并在判定有汽油油气气体泄漏的情况下,油气浓度超出预设定的报警阈值时,监控服务器进行预警;
在本实施方式中,选择不同地域,现场采集佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油油样,进行空气量梯度场环境下,油气组分挥发实验,通过实验,描绘出各种汽油,在不同储存空气量梯度场下,与油气组分挥发浓度的函数关系,进而,给出常温下不同空气量环境下,气相色谱仪测定气相组分和红外带通滤波器的探测器测量气相组成值的修正关系曲线,为监测储罐浮盘上部气相空间的汽油油气挥发系统,提供理论及数据支撑,从而实现了对汽油储罐浮盘上部气相空间的油气挥发过程的精确实时激光在线采样监测及报警。 完全符合油田作业区应用中检测的需求,能够解决背景技术中提到的问题。本领技术人员应该理解的是,其他类似的大型场所的天然气检测均可应用本发明的技术方案,还可以广泛的应用在厂矿企业、大型油田油库等需要重点加强监控、防范等所有室内外环境。当然对于其他需要监测的气体如CO,SO2等,也可根据本发明的思想进行变换,属于本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,其特征在于通过选择不同地域佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油油样,进行空气量梯度场环境下,油气组分挥发实验,描绘出各种汽油,在不同储存空气量梯度场下,与油气组分挥发浓度的函数关系,进而给出常温下不同空气量环境下,气相色谱仪测定气相组分和红外带通滤波器的探测器测量气相组成值的修正关系曲线,为监测储罐浮盘上部气相空间的汽油油气挥发系统,提供理论及数据支撑,从而为实现对汽油储罐浮盘上部气相空间的油气挥发过程的精确实时激光在线采样监测及报警提供数据支持;
油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法的具体实现步骤包括:
1)测定常温下,汽油蒸发量和汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况
a、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油蒸发量;
b、测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况;
c、确定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油油气的主要组分为正丁烷和异戊烷;
2)测定气相色谱仪检测各种汽油油气浓度曲线与红外带通滤波器检测各种汽油油气浓度曲线线性相关的数据
a、结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用气相色谱仪测试油气浓度的曲线;
b、将红外带通滤波器调整到所发出红外激光频率被正丁烷和异戊烷吸收效果最显著的红外光频率上,结合内浮顶罐汽油储罐的结构确定常温下佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油使用红外带通滤波器检测正丁烷和异戊烷浓度的曲线;
c、对比气相色谱仪测试油气浓度的曲线和使用红外带通滤波器检测油气正丁烷和异戊烷浓度的曲线,得出红外带通滤波器检测各种汽油油气的修正值;
3)根据函数关系形成输入参数为汽油油品,输出为汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成浓度值的曲线,并将曲线数字化,通过模数补偿修正红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成浓度值;通过比对预设值和红外带通滤波器的探测器测量的实际汽油气相组成浓度值,当汽油储罐浮盘上部气相空间的可燃气体浓度达到预设值下限的50%时触发报警信息,预设值设定为存储介质爆炸下限值。
2.根据权利要求1所述的油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,其特征在于测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油蒸发量,包括:将可伸缩气体存储缓冲装置抽真空,真空状态下,该装置内体积为零,即为完全扁平状态;向储油装置中加入指定量的油样;常温下,使储油装置达到气液相平衡状态,打开缓冲装置、储油装置采集阀门,向装有汽油的储油装置采集阀门导管内吹入空气,储油装置内汽油挥发出来的油气经由导管进入缓冲装置;调整实验条件,更换油样或改变注入的空气气量,控制储油装置内的汽油油气总量,重复以上步骤。
3.根据权利要求1所述的油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,其特征在于测定佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,汽油油品挥发出来的油气平衡状态下的气相组成情况,包括:待激光红外设备即红外带通滤波器示数稳定后,读取并记录示数,同时利用具有刻度的注射器从缓冲装置采集阀门往外抽气,从采集阀门抽至气体缓冲装置重新完全扁平,因为整个装置为全密封结构,则此时抽出的气量即为汽油挥发产生的气量;调整实验条件,更换油样或改变注入的空气气量,控制储油装置内的汽油油气总量,重复以上步骤。
4.根据权利要求1所述的油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法,其特征在于结合内浮顶罐汽油储罐的结构和数据库,给出汽油油气挥发的组分较多的正丁烷和异戊烷标定由红外带通滤波器检测的汽油油气浓度与气相色谱仪测试油气浓度,去掉误差因素的干扰,存在线性关系曲线,包括:利用气相色谱检测装置进行气样分析,获得气体组成以及各组分含量的相关数据;即汽油储罐浮盘上部气相空间的汽油气相组成值;形成佳美佳92#汽油、中石油95#汽油、中石化92#汽油、中石化95#汽油、实验室汽油,常温下,与激光红外设备二维相关性的汽油储罐浮盘上部气相空间的可燃气体浓度曲线,曲线结论见图3。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710032745.XA CN106769972B (zh) | 2017-01-18 | 2017-01-18 | 油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710032745.XA CN106769972B (zh) | 2017-01-18 | 2017-01-18 | 油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106769972A true CN106769972A (zh) | 2017-05-31 |
CN106769972B CN106769972B (zh) | 2021-01-12 |
Family
ID=58945980
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710032745.XA Expired - Fee Related CN106769972B (zh) | 2017-01-18 | 2017-01-18 | 油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106769972B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107831136A (zh) * | 2017-10-28 | 2018-03-23 | 李岩 | 烷烃类混合气体激光探测装置 |
CN107831139A (zh) * | 2017-10-28 | 2018-03-23 | 李岩 | 混合气体近红外激光在线监测系统 |
CN107843575A (zh) * | 2017-10-28 | 2018-03-27 | 李岩 | 混合气体激光探测方法 |
CN109425583A (zh) * | 2017-08-31 | 2019-03-05 | 株式会社堀场制作所 | 光谱分析装置、光谱分析方法和存储介质 |
CN109884258A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-14 | 北京环境特性研究所 | 混合可燃气体的监测方法和装置 |
CN110006835A (zh) * | 2018-01-05 | 2019-07-12 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于估计气体浓度的系统和方法 |
CN110333688A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-10-15 | 合肥创博信息科技有限公司 | 一种加油站油品来源实时监管系统 |
CN112279211A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-29 | 上海迪勤智能科技有限公司 | 油气回收检测方法和系统 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5397491A (en) * | 1977-02-05 | 1978-08-25 | Horiba Ltd | Measuring method for b*t*x* content in gasoline |
CN101832923A (zh) * | 2010-06-03 | 2010-09-15 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆录井公司 | 一种适合储集层含油气的气体分析的红外气体检测系统 |
CN104089919A (zh) * | 2014-07-03 | 2014-10-08 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 一种基于红外光谱的油库大空间油气浓度检测方法 |
CN104596963A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-06 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 油气类混合气体无源分布式激光探测装置 |
CN104655570A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-27 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 多种条件下油气类混合气体无源激光探测实现的方法 |
CN204384141U (zh) * | 2014-12-24 | 2015-06-10 | 威特龙消防安全集团股份公司 | 一种抑制外浮顶原油储罐一、二次密封空间油气燃爆的装置 |
CN104990896A (zh) * | 2015-07-26 | 2015-10-21 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 油气类混合气体无源分布式激光探测装置 |
CN105158164A (zh) * | 2015-07-26 | 2015-12-16 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 无源激光探测储油罐油气浓度的方法 |
CN205580988U (zh) * | 2016-04-13 | 2016-09-14 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 内浮顶罐油气类混合气体无源激光探测的装置 |
CN205719960U (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-23 | 武汉新烽光电股份有限公司 | 一种油气浓度测量系统 |
-
2017
- 2017-01-18 CN CN201710032745.XA patent/CN106769972B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5397491A (en) * | 1977-02-05 | 1978-08-25 | Horiba Ltd | Measuring method for b*t*x* content in gasoline |
CN101832923A (zh) * | 2010-06-03 | 2010-09-15 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆录井公司 | 一种适合储集层含油气的气体分析的红外气体检测系统 |
CN104089919A (zh) * | 2014-07-03 | 2014-10-08 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 一种基于红外光谱的油库大空间油气浓度检测方法 |
CN204384141U (zh) * | 2014-12-24 | 2015-06-10 | 威特龙消防安全集团股份公司 | 一种抑制外浮顶原油储罐一、二次密封空间油气燃爆的装置 |
CN104596963A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-06 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 油气类混合气体无源分布式激光探测装置 |
CN104655570A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-05-27 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 多种条件下油气类混合气体无源激光探测实现的方法 |
CN104990896A (zh) * | 2015-07-26 | 2015-10-21 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 油气类混合气体无源分布式激光探测装置 |
CN105158164A (zh) * | 2015-07-26 | 2015-12-16 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 无源激光探测储油罐油气浓度的方法 |
CN205580988U (zh) * | 2016-04-13 | 2016-09-14 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 内浮顶罐油气类混合气体无源激光探测的装置 |
CN205719960U (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-23 | 武汉新烽光电股份有限公司 | 一种油气浓度测量系统 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109425583B (zh) * | 2017-08-31 | 2023-06-16 | 株式会社堀场制作所 | 光谱分析装置、光谱分析方法和存储介质 |
CN109425583A (zh) * | 2017-08-31 | 2019-03-05 | 株式会社堀场制作所 | 光谱分析装置、光谱分析方法和存储介质 |
CN107831139A (zh) * | 2017-10-28 | 2018-03-23 | 李岩 | 混合气体近红外激光在线监测系统 |
CN107843575A (zh) * | 2017-10-28 | 2018-03-27 | 李岩 | 混合气体激光探测方法 |
CN107831136A (zh) * | 2017-10-28 | 2018-03-23 | 李岩 | 烷烃类混合气体激光探测装置 |
CN107831136B (zh) * | 2017-10-28 | 2020-04-21 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 烷烃类混合气体激光探测装置 |
CN107831139B (zh) * | 2017-10-28 | 2020-04-21 | 北京航星网讯技术股份有限公司 | 混合气体近红外激光在线监测系统 |
CN110006835A (zh) * | 2018-01-05 | 2019-07-12 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于估计气体浓度的系统和方法 |
CN110006835B (zh) * | 2018-01-05 | 2023-10-20 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于估计气体浓度的系统和方法 |
CN109884258A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-06-14 | 北京环境特性研究所 | 混合可燃气体的监测方法和装置 |
CN110333688A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-10-15 | 合肥创博信息科技有限公司 | 一种加油站油品来源实时监管系统 |
CN110333688B (zh) * | 2019-08-06 | 2022-03-08 | 合肥创博信息科技有限公司 | 一种加油站油品来源实时监管系统 |
CN112279211A (zh) * | 2020-10-15 | 2021-01-29 | 上海迪勤智能科技有限公司 | 油气回收检测方法和系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106769972B (zh) | 2021-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106769972A (zh) | 油气类混合气体激光在线采样探测实现的方法 | |
US5659126A (en) | Gas chromatograph techniques for on-line testing of transformer faults | |
US5355739A (en) | Apparatus for measuring gas emission rate from soil | |
CN107132318B (zh) | 一种固定污染源voc在线监测系统 | |
Evans et al. | High CO2 emissions through porous media: transport mechanisms and implications for flux measurement and fractionation | |
AU2015249934B2 (en) | Condensate-gas ratios of hydrocarbon-containing fluids | |
CN108984960A (zh) | 一种挥发性有机污染快速精确定位及采样布点方法 | |
KR101282749B1 (ko) | 연소기관의 윤활유에서 경유량을 결정하기 위한 방법 | |
Hissler et al. | The Weierbach experimental catchment in Luxembourg: A decade of critical zone monitoring in a temperate forest‐from hydrological investigations to ecohydrological perspectives | |
CN104090072A (zh) | 一种油气浓度检测仪标定装置 | |
Riddick et al. | A cautionary report of calculating methane emissions using low-cost fence-line sensors | |
CN105158164A (zh) | 无源激光探测储油罐油气浓度的方法 | |
Kotchetova et al. | Rapid assessment of soil pollution with kerosene using a carbon-nanotube-based piezosensor | |
Gogo et al. | In situ quantification of CH 4 bubbling events from a peat soil using a new infrared laser spectrometer | |
CN107328882A (zh) | 煤挥发性及挥发成分测定装置及测定方法 | |
CN106586301A (zh) | 内浮顶储罐油气类混合气体在线采样式激光探测装置 | |
Fuentes et al. | Modelled and field measurements of biogenic hydrocarbon emissions from a Canadian deciduous forest | |
CN108982728A (zh) | 一种环境空气非甲烷总烃在线监测仪器优化与校准方法 | |
CN105401933A (zh) | 一种探井综合录井系统及方法 | |
CN104655570B (zh) | 多种条件下油气类混合气体无源激光探测实现的方法 | |
CN204287137U (zh) | 一种油气浓度检测仪标定装置 | |
Erickson et al. | Alignment of optical backscatter measurements from the EXPORTS Northeast Pacific Field Deployment | |
CN107843575A (zh) | 混合气体激光探测方法 | |
CN111024828B (zh) | 一种空气泡沫驱油井的氮气含量在线检测装置及检测方法 | |
CN209198369U (zh) | 蒸馏烧瓶、石油产品无点火式闭口闪点测定系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210112 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |