CN108152428A - 一种新型lng在线检测方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种新型LNG在线检测设备，包括传输皮带，传输皮带上设有至少一个取样装置，且传输皮带上设有取样工位、加热工位、送样工位和冷却工位，取样装置随着传输皮带的作业在四个工位之间往复移动；取样工位上设有液相取样管，液相取样管可穿过塞盖组件向取样盒内注入液相LNG；加热工位上设有加热装置，加热装置用于对取样盒内的液相LNG进行加热；送样工位上设有气相输出管，气相输出管可穿过塞盖组件将取样盒内的气相LNG输出进行分析；冷却工位上设有冷却装置，冷却装置用于对取样盒进行冷却处理；本发明可实现在线连续化取样检测作业，保证了气相出口采样流量稳定，确保数据测量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测设备，特别涉及一种新型LNG在线检测设备。
背景技术
液化天然气(LNG)作为一种高效的绿色能源，在我国的应用范围越来越广，天然气液化、储存及运输设备也日趋完善。LNG性能检测结果特别是其热值是确定LNG交易价格的重要参考因素，而LNG热值测量又与LNG的组成密切相关。由于LNG是混合物质，LNG在线检测中沸点较低的物质如甲烷容易蒸发。蒸发形成气相物质与LNG液相物质容易分离，导致LNG在线检测中连续取样得到的物质与真实LNG物质浓度不一致，检测数据偏离真实数据。因此非常有必要开发能对LNG进行准确在线检测的方法和设备。
目前，针对LNG运输槽车掺杂质的检验方法主要有实验室法和现场经验判定法。实验室法可将气体或液体取样后用色谱仪分析，但由于槽车内液体密度不同，分层不均匀，试样不能准确反应槽车内液体分布状况，无法估算杂质含量，而且现场取样有局限性，周期长、实用性差。现场经验判定法实际较多采用，在卸车时关注液体温度和槽车压力是否匹配，或者观察潜液泵是否气蚀，此种方法依赖经验，现场影响因素多，不确定性大，缺乏量化分析。
专利CN201611125209.6公开了一种LNG品质快速检测装置，包括电容式液位计、N个低温温度传感器和M个液相介电常数检测器，其中：N个低温温度传感器和液相介电常数检测器安装在电容式液位计的主体上；电容式液位计从运输槽车顶端插入在液相介质LNG中；N、M为正整数，N≥2且M≥1。该装置可以用于对槽车内液体的温度及介电常数进行测量，根据该测量值可以判断LNG运输槽车中是否含有杂质。
专利CN201520140670.3公开了一种LNG在线取样系统，包括加装在卸料主管线上的采样夹套管，以及保冷流路和汽化采样流路；所述采样夹套管分别与所述保冷流路和汽化采样流路通过管道连接，所述采样夹套管采集卸料主管线内的LNG样品传输给汽化采样流路，并检测LNG样品的温度；所述保冷流路根据LNG样品的温度调节采样夹套管壳层的温度，进而调节LNG样品的温度，并调节限制LNG样品的蒸发气体大量进入外部BOG汇管；所述汽化采样流路对LNG样品进行降压、加热和缓冲，得汽化的LNG样品，并传输给外部取样柜供取样分析。
以上专利均未采取措施，使得LNG汽化的过程中始终不出现汽化先后引起的气液分离的问题，测量结果会偏离实际情况。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种新型LNG在线检测设备，可实现在线连续化取样检测作业，保证了气相出口采样流量稳定，确保数据测量的准确性。
具体的技术方案如下：
一种新型LNG在线检测设备，包括传输皮带，传输皮带上设有至少一个取样装置，且传输皮带上设有取样工位、加热工位、送样工位和冷却工位四个工位，取样装置随着传输皮带的作业在四个工位之间往复移动；
取样装置包括取样盒、活塞、上支撑座和下支撑座；取样盒的顶部设有第一开口、其底部设有第二开口，第一开口上设有塞盖组件，上支撑座固定在取样盒的底部，上支撑座中设有顶部开口的第一调节槽，第二开口位于第一调节槽的上方，上支撑座的下方向外突出形成一圈支承块，活塞可移动的设置在取样盒中，活塞的塞杆穿过第二开口设置在第一调节槽中，活塞的塞杆的底部设有推板，固定在第一调节槽底部的第一电动推杆与推板相连接，第一电动推杆控制活塞在取样盒中移动；
下支撑座固定在传输皮带上，下支撑座上设有顶部开口的第二调节槽，第二调节槽的深度大于支承块的高度，支承块可上下移动的设置在下支撑座的第二调节槽中，第二调节槽的顶部向内延伸的设有一圈挡板，挡板上设有若干第一插接条，第一插接条可移动的设置在支承块的第一限位腔中，支承块的底部设有若干第二插接条，第二插接条可移动的设置在下支撑座的第二限位腔中，第二调节槽的底部设有第三调节槽，第三调节槽中设有第二电动推杆，第二电动推杆与上支撑座固定连接，第二电动推杆控制上支撑座及固定在上支撑座上的取样盒进行上下移动；
取样工位上设有液相取样管，液相取样管可穿过塞盖组件向取样盒内注入液相LNG；
加热工位上设有加热装置，加热装置用于对取样盒内的液相LNG进行加热；
送样工位上设有气相输出管，气相输出管可穿过塞盖组件将取样盒内的气相LNG输出进行分析；
冷却工位上设有冷却装置，冷却装置用于对取样盒进行冷却处理。
进一步的，塞盖组件包括外套管，外套管的内壁为上小下大的圆台形结构，外套管的内壁上设有一圈第二挡板和一圈第三挡板，第二挡板位于第三挡板的上方，第三挡板上通过若干弹簧固定一个塞盖，塞盖的截面形状为凸字形结构，塞盖插入式的设置在第二挡板之间，塞盖用于密封外套管，外套管固定在第一开口上方。
进一步的，塞盖的顶部向上凸起的设有一圈定位环。
进一步的，液相取样管和气相输出管均包括管体，管体的底部为封口结构，管体底部的外壁上设有若干出样开口，液相LNG通过出样开口注入取样盒内，气相LNG通过出样开口进入气相输出管中。
进一步的，第二开口底部与推板的顶部之间设有波纹管，波纹管套设在活塞塞杆的外部。
进一步的，液相取样管与LNG储罐相连接，气相输出管与气相质谱分析仪相连接。
进一步的，加热装置和冷却装置均包括装置壳体，装置壳体的进入端和离开端上均设有电动感应移门，加热装置的装置壳体内设有加热器，冷却装置的装置壳体内设有冷冻机。
本发明的检测方法如下：
(1)当取样装置移动到取样工位时，第二电动推杆控制上支撑座及固定在上支撑座上的取样盒进行向上移动，液相取样管插入外套管中，并将塞盖下压，通过第一电动推杆控制活塞下移抽取液相LNG；
(2)当取样装置移动到加热工位时，取样盒进入加热装置中，保持等容加热，使加热温度升高过程取样LNG压力增加沸点升高，没有任何物质蒸发。当温度压力超过临界点温度和压力后，继续加热使其达到超临界；
(3)将取样装置移动至送样工位，第二电动推杆控制上支撑座及固定在上支撑座上的取样盒进行向上移动，气相输送管插入外套管中，并将塞盖下压，解除密封，使压力降低，超临界物质压力降低，会使其一瞬间全部变成气态，通过第一电动推杆控制活塞上推排出气相天然气；
(4)将取样装置移动至冷却工位，对取样盒进行冷却，当温度达到-162℃时，循环进行下一个检测操作。
本发明的有益效果为：
本发明可实现在线连续化取样检测作业，保证了气相出口采样流量稳定，确保数据测量的准确性。
附图说明
图1为本发明俯视图。
图2为取样装置处于取样工位时的剖视图。
图3为取样装置处于加热工位时的剖视图。
图4为取样装置处于送样工位时的剖视图。
图5为取样装置处于冷却工位时的剖视图。
图6为加热装置结构图。
图7为图2中塞盖组件剖视图。
图8为图4中塞盖组件剖视图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
附图标记
传输皮带1、取样装置2、取样工位3、加热工位4、送样工位5、冷却工位6、取样盒7、活塞8、上支撑座9、下支撑座10、塞盖组件11、第一调节槽12、支承块13、推板14、第一电动推杆15、第二调节槽16、挡板17、第一插接条18、第二插接条19、第三调节槽20、第二电动推杆21、液相取样管22、加热装置23、气相输出管24、冷却装置25、外套管26、第二挡板27、第三挡板28、弹簧29、塞盖30、定位环31、管体32、出样开口33、波纹管34、LNG储罐35、气相质谱分析仪36、装置壳体37、电动感应移门38。
如图所示一种新型LNG在线检测设备，包括传输皮带1，传输皮带上设有至少一个取样装置2，且传输皮带上顺序设有取样工位3、加热工位4、送样工位5和冷却工位6四个工位，取样装置随着传输皮带的作业在四个工位之间往复移动；
取样装置包括取样盒7、活塞8、上支撑座9和下支撑座10；取样盒的顶部设有第一开口、其底部设有第二开口，第一开口上设有塞盖组件11，上支撑座固定在取样盒的底部，上支撑座中设有顶部开口的第一调节槽12，第二开口位于第一调节槽的上方，上支撑座的下方向外突出形成一圈支承块13，活塞可移动的设置在取样盒中，活塞的塞杆穿过第二开口设置在第一调节槽中，活塞的塞杆的底部设有推板14，固定在第一调节槽底部的第一电动推杆15与推板相连接，第一电动推杆控制活塞在取样盒中移动；
下支撑座固定在传输皮带上，下支撑座上设有顶部开口的第二调节槽16，第二调节槽的深度大于支承块的高度，支承块可上下移动的设置在下支撑座的第二调节槽中，第二调节槽的顶部向内延伸的设有一圈挡板17，挡板上设有若干第一插接条18，第一插接条可移动的设置在支承块的第一限位腔中，支承块的底部设有若干第二插接条19，第二插接条可移动的设置在下支撑座的第二限位腔中，第二调节槽的底部设有第三调节槽20，第三调节槽中设有第二电动推杆21，第二电动推杆与上支撑座固定连接，第二电动推杆控制上支撑座及固定在上支撑座上的取样盒进行上下移动；
取样工位上设有液相取样管22，液相取样管可穿过塞盖组件向取样盒内注入液相LNG；
加热工位上设有加热装置23，加热装置用于对取样盒内的液相LNG进行加热；
送样工位上设有气相输出管24，气相输出管可穿过塞盖组件将取样盒内的气相LNG输出进行分析；
冷却工位上设有冷却装置25，冷却装置用于对取样盒进行冷却处理。
进一步的，塞盖组件包括外套管26，外套管的内壁为上小下大的圆台形结构，外套管的内壁上设有一圈第二挡板27和一圈第三挡板28，第二挡板位于第三挡板的上方，第三挡板上通过若干弹簧29固定一个塞盖30，塞盖的截面形状为凸字形结构，塞盖插入式的设置在第二挡板之间，塞盖用于密封外套管，外套管固定在第一开口上方。
进一步的，塞盖的顶部向上凸起的设有一圈定位环31。
进一步的，液相取样管和气相输出管均包括管体32，管体的底部为封口结构，管体底部的外壁上设有若干出样开口33，液相LNG通过出样开口注入取样盒内，气相LNG通过出样开口进入气相输出管中。
进一步的，第二开口底部与推板的顶部之间设有波纹管34，波纹管套设在活塞塞杆的外部。
进一步的，液相取样管与LNG储罐35相连接，气相输出管与气相质谱分析仪36相连接。
进一步的，加热装置和冷却装置均包括装置壳体37，装置壳体的进入端和离开端上均设有电动感应移门38，加热装置的装置壳体内设有加热器，冷却装置的装置壳体内设有冷冻机。
本发明的检测方法如下：
(1)当取样装置移动到取样工位时，第二电动推杆控制上支撑座及固定在上支撑座上的取样盒进行向上移动，液相取样管插入外套管中，并将塞盖下压，通过第一电动推杆控制活塞下移抽取液相LNG；
(2)当取样装置移动到加热工位时，取样盒进入加热装置中，保持等容加热，使加热温度升高过程取样LNG压力增加沸点升高，没有任何物质蒸发，。当温度压力超过临界点温度和压力后，继续加热使其达到超临界；
(3)将取样装置移动至送样工位，第二电动推杆控制上支撑座及固定在上支撑座上的取样盒进行向上移动，气相输送管插入外套管中，并将塞盖下压，解除密封，使压力降低，超临界物质压力降低，会使其一瞬间全部变成气态，通过第一电动推杆控制活塞上推排出气相天然气；
(4)将取样装置移动至冷却工位，对取样盒进行冷却，当温度达到-162℃时，循环进行下一个检测操作。
Claims (7)
1.一种新型LNG在线检测设备，其特征为，包括传输皮带，传输皮带上设有至少一个取样装置，且传输皮带上设有取样工位、加热工位、送样工位和冷却工位四个工位，取样装置随着传输皮带的作业在四个工位之间往复移动；
取样装置包括取样盒、活塞、上支撑座和下支撑座；取样盒的顶部设有第一开口、其底部设有第二开口，第一开口上设有塞盖组件，上支撑座固定在取样盒的底部，上支撑座中设有顶部开口的第一调节槽，第二开口位于第一调节槽的上方，上支撑座的下方向外突出形成一圈支承块，活塞可移动的设置在取样盒中，活塞的塞杆穿过第二开口设置在第一调节槽中，活塞的塞杆的底部设有推板，固定在第一调节槽底部的第一电动推杆与推板相连接，第一电动推杆控制活塞在取样盒中移动；
下支撑座固定在传输皮带上，下支撑座上设有顶部开口的第二调节槽，第二调节槽的深度大于支承块的高度，支承块可上下移动的设置在下支撑座的第二调节槽中，第二调节槽的顶部向内延伸的设有一圈挡板，挡板上设有若干第一插接条，第一插接条可移动的设置在支承块的第一限位腔中，支承块的底部设有若干第二插接条，第二插接条可移动的设置在下支撑座的第二限位腔中，第二调节槽的底部设有第三调节槽，第三调节槽中设有第二电动推杆，第二电动推杆与上支撑座固定连接，第二电动推杆控制上支撑座及固定在上支撑座上的取样盒进行上下移动；
取样工位上设有液相取样管，液相取样管可穿过塞盖组件向取样盒内注入液相LNG；
加热工位上设有加热装置，加热装置用于对取样盒内的液相LNG进行加热；
送样工位上设有气相输出管，气相输出管可穿过塞盖组件将取样盒内的气相LNG输出进行分析；
冷却工位上设有冷却装置，冷却装置用于对取样盒进行冷却处理。
2.如权利要求1所述的一种新型LNG在线检测设备，其特征为，塞盖组件包括外套管，外套管的内壁为上小下大的圆台形结构，外套管的内壁上设有一圈第二挡板和一圈第三挡板，第二挡板位于第三挡板的上方，第三挡板上通过若干弹簧固定一个塞盖，塞盖的截面形状为凸字形结构，塞盖插入式的设置在第二挡板之间，塞盖用于密封外套管，外套管固定在第一开口上方。
3.如权利要求2所述的一种新型LNG在线检测设备，其特征为，塞盖的顶部向上凸起的设有一圈定位环。
4.如权利要求1所述的一种新型LNG在线检测设备，其特征为，液相取样管和气相输出管均包括管体，管体的底部为封口结构，管体底部的外壁上设有若干出样开口，液相LNG通过出样开口注入取样盒内，气相LNG通过出样开口进入气相输出管中。
5.如权利要求1所述的一种新型LNG在线检测设备，其特征为，第二开口底部与推板的顶部之间设有波纹管，波纹管套设在活塞塞杆的外部。
6.如权利要求1所述的一种新型LNG在线检测设备，其特征为，液相取样管与LNG储罐相连接，气相输出管与气相质谱分析仪相连接。
7.如权利要求1所述的一种新型LNG在线检测设备，其特征为，加热装置和冷却装置均包括装置壳体，装置壳体的进入端和离开端上均设有电动感应移门，加热装置的装置壳体内设有加热器，冷却装置的装置壳体内设有冷冻机。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180612 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |