CN111157663A - 一种总烃浓度监测设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及气体监测设备领域，公开了一种总烃浓度监测设备。所述总烃浓度监测设备包括壳体(1)、设置在壳体表面上的主板和显示屏以及设置在壳体内部的接线盒(2)、氢火焰离子化检测器(3)、采样泵(4)、气路结构，接线盒向主板、显示屏、氢火焰离子化检测器和采样泵供电并控制信号线缆的输入和输出，氢火焰离子化检测器和采样泵通过气路结构彼此连接并分别与外部连接，其中，主板、显示屏、接线盒、氢火焰离子化检测器、采样泵为防爆型。由于本发明提供的总烃浓度监测设备中的构成要素采用了防爆型装置，能够适用于高温高压环境，并且通过将各个构成要素集成在一个壳体上，本发明提供的总烃浓度监测设备体积小、部署非常方便。

Description

一种总烃浓度监测设备

技术领域

本申请涉及气体监测设备领域，具体涉及用于监测石化等行业的气体中总烃浓度的总烃浓度监测设备。

背景技术

石化等行业存在很大的对于气体中总烃浓度进行监测的需求，例如，储罐罐顶气、火炬气、固定污染源排气、污水系统上方气等气体都需要对其中的总烃浓度进行快速准确的监测。

传统的总烃浓度监测设备包括基于催化燃烧原理的可燃气体检测报警器和基于气相色谱法的监测仪等。但是，基于催化燃烧原理的可燃气体检测报警器具有检测灵敏度差、响应时间长的缺点；基于气相色谱法的监测仪当部署在石油、化工等具有防爆要求的场所时，还通常需要采用体积庞大的正压机柜的形式，并且由于对环境要求高，通常需要仪表小屋，部署和使用成本较高，不利于现场的安装。

因此，目前需要提供一种体积小、部署方便、防爆、环境适应性好的总烃浓度监测设备。

发明内容

本申请的目的是提供一种体积小、部署方便、防爆，特别是环境适应性好的总烃浓度监测设备。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种总烃浓度监测设备，所述总烃浓度监测设备包括壳体、设置在所述壳体表面上的主板和显示屏以及设置在所述壳体内部的接线盒、氢火焰离子化检测器、采样泵、气路结构，所述接线盒向所述主板、所述显示屏、所述氢火焰离子化检测器和所述采样泵供电并控制信号线缆的输入和输出，所述氢火焰离子化检测器和所述采样泵通过所述气路结构彼此连接并分别与外部连接，其中，所述主板、所述显示屏、所述接线盒、所述氢火焰离子化检测器、所述采样泵为防爆型。

优选地，所述主板和所述显示屏的防爆形式为本安型，所述氢火焰离子化检测器的防爆形式为隔爆型。

优选地，所述采样泵的泵头上包裹有保温材料。

优选地，所述总烃浓度监测设备还包括设置在所述壳体上的至少两个风扇，所述风扇为防爆型。

优选地，所述总烃浓度监测设备还包括保护罩，该保护罩设置在所述壳体的上方。

优选地，所述氢火焰离子化检测器的出口向下倾斜小角度地设置。

优选地，所述气路结构的管路上包裹有防爆自限温电伴热带。

优选地，所述气路结构包括采样管、输送管、氢气管以及空气管，所述采样管连接所述采样泵和采样点，所述输送管连接所述采样泵和所述氢火焰离子化检测器，所述氢气管连接输送管的末端和氢气源，所述空气管连接所述氢火焰离子化检测器和空气源。

优选地，所述气路结构还包括回流管，该回流管的两端分别连接在所述输送管的初始端和所述采样点。

优选地，所述总烃浓度监测设备还包括缓冲罐，该缓冲罐设置在所述采样管上。

通过上述技术方案，由于本发明提供的总烃浓度监测设备中的构成要素采用了防爆型装置，因此能够适用于高温高压环境的工作环境，并且通过将各个构成要素集成在一个壳体上，本发明提供的总烃浓度监测设备体积小、部署非常方便。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的总烃浓度监测设备的连接示意图。

附图标记说明

1 壳体 2 接线盒

3 氢火焰离子化检测器 4 采样泵

5 缓冲罐 6 第一风扇

7 第二风扇 81 采样管

82 输送管 83 回流管

84 氢气管 85 空气管

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

以下，参照图1，将详细介绍本发明提供的一种总烃浓度监测设备。

如图1所示，本发明提供的总烃浓度监测设备包括壳体1、设置在壳体1表面上的主板和显示屏以及设置在壳体1内部的接线盒2、氢火焰离子化检测器3、采样泵4、气路结构。

壳体1作为安装基础，将总烃浓度监测设备中的所有构成要素安装于壳体1。壳体1的形状可以采用方柱形、圆柱形或者其他异型结构。为了提高总烃浓度监测设备结构紧凑，可以在壳体1内部设置隔板、壁挂、支柱等各种结构。另外，壳体1的材料优选采用不锈钢，但不限于此。为了达到防晒防雨，优选地，在壳体1上方可以设置保护罩，保护罩具体形式不受限制，只要能够保护总烃浓度检测设备避免在高温暴晒天气或雨天下受损。

主板(未示出)和显示屏(未示出)设置在壳体1的表面上，用于操控和显示监测过程和结果。

接线盒2是负责向主板、显示屏、氢火焰离子化检测器3和采样泵4等具有线缆的构成要素供电并控制信号线缆的输入和输出的装置。如图1所示，接线盒2可以设置在壳体1内部的左上角，可以通过吊挂方式或者放置在隔板上的方式进行设置。

另外，由于总烃浓度监测设备中包括了用电构成要素，工作过程中会产生大量的热量，总烃浓度监测设备可能会因热量而发生损耗。为了防止这种损耗，可以在壳体1上设置至少两个风扇，如图1所示，即，在壳体1的右上角和左下角分别设置了第一风扇6和第二风扇7，从而形成顺畅的降温气流通道，壁面壳体内部温度过高。风扇的数量不受限制，根据实际需要，可以设置两个以上。

在本发明中，作为监测总烃浓度的核心部件，将氢火焰离子化检测器3用作检测器，氢火焰离子化检测器3与采样泵4配合工作。具体地，氢火焰离子化检测器3和采样泵4通过气路结构彼此连接并分别与外部连接。

氢火焰离子化检测器需要三种气体：燃烧气、助燃气以及载气。通常情况下，将氢气作为燃烧气，通过泵抽吸的样品气体中的氧气作为助燃气，同时样品气体也作为载气，通过调整三种气体的比例关系，使检测器的灵敏度达到最佳。氢火焰离子化检测器的工作原理是：当样品气体中含有烃类物质时，在氢火焰离子化检测器中，在高温下发生化学电离，此时根据电信号的大小来对总烃浓度进行定量分析。

为了采用氢火焰离子化检测器监测总烃浓度，如图1所示，气路结构包括采样管81、输送管82、氢气管84以及空气管85，采样管连接采样泵4和采样点，输送管82连接采样泵4和氢火焰离子化检测器3，氢气管84连接输送管82的末端和氢气源，空气管85连接氢火焰离子化检测器3和空气源。通过空气源和氢气源向氢火焰离子化检测器3提供空气和氢气，同时通过采样泵4抽吸采样点的样品气体，并监测样品气体中的总烃浓度。在采样管81、输送管82、回流管83、氢气管84以及空气管85上可以均设置有开闭阀或调节阀等阀门，以关闭或导通管路或者调解样品气体的流量。

另外，优选地，气路结构还可以包括回流管83，该回流管83的两端分别连接在输送管82的初始端和采样点。由此，通过分流的方式将多余的样品气体排出到大气中，能够以定量方式减少进入氢火焰离子化检测器的总烃浓度，避免由于过载或者缺乏助燃气导致的检测器熄火，通过减少进入检测器的样品气体流量，从而提高检测器的检测上限，即可获得准确的检测结果，提高检测效率。

另外，由于采样泵4以较高流量(5-7L/min，优选为6L/min)抽吸样品气体，为了进一步防止大流量泵的喘振等问题的发生，总烃浓度监测设备还可以包括缓冲罐5，该缓冲罐5设置在采样管81上。由采样泵4抽吸的样品气体可以在缓冲罐5中缓冲，减轻采样泵喘振带来的压力波动和检测器基线波动。缓冲罐5的体积优选为70-90mL，更优选为80mL。通过缓冲罐5，可以提高整个仪器气路的稳定性。

另外，为了防止样品气体中的水分凝结，可以针对总烃浓度监测设备中的多个构成要素进行设计。

例如，气路结构的管路上可以包裹有防爆自限温电伴热带，以避免样品气体中的水分凝结堵塞管路，并减轻样品气体中的重质烃类在管壁上的吸附，保证监测的准确性。

又例如，还可以在采样泵4的泵头上包裹保温材料，以避免样品气体中的水分凝结而损坏泵头，并减轻样品气体中的重质烃类在管壁上的吸附，保证监测的准确性。

再例如，可以将氢火焰离子化检测器3的出口向下倾斜小角度地设置。通过这种安装方式，当样品气体中的有机组分浓度较高时，可以使在检测器内燃烧所可能产生的过量水蒸气凝结的水滴流出检测器外部。

以上，具体说明了本发明提供的总烃浓度监测设备的结构以及连接关系。在本发明提供的总烃浓度监测设备中，为了提高整个设备的环境适应性，总烃浓度监测设备中的各个构成要素均采用防爆型。即，主板、显示屏、接线盒2、氢火焰离子化检测器3、采样泵4、风扇、自限温电伴热带等均为防爆型。更具体地，主板和显示屏可以的防爆形式是本安型，氢火焰离子化检测器3的防爆形式可以是隔爆型。

如上所述的总烃浓度监测设备的操作过程如下：

1)首先，通过主板，控制并打开气路结构的各个管上的阀门；

2)其次，启动抽吸泵4，通过采样管81抽吸采样点上的样品气体；

3)样品气体的大部分通过回流管83回流至采样点，小部分通过输送管82被输送并与氢气汇合之后，进入氢火焰离子化检测器3中；

4)样品气体在空气和氢气作用下，在氢火焰离子化检测器3中燃烧，并监测出样品气体中的总烃浓度；

5)在显示屏上显示监测后的总烃浓度值之后，关闭气路结构的所有阀门。

根据本发明的优选实施方式的总烃浓度监测设备具有如下优点：

1)由于中的各个构成要素，即，主板、显示屏、接线盒2、氢火焰离子化检测器3、采样泵4、风扇、自限温电伴热带等均采用了防爆型，因此适用于石化行业等对防爆有特殊要求的场所。

2)通过设置回流管、缓冲罐等结构，能够以较小且较缓的流量和流速的样品气体进入氢火焰离子化检测器中，能够避免氢火焰离子化检测器熄火，从而提高检测器的监测上限，即可获得准确的监测结果。

3)通过在气路结构上包裹自限温电伴热带、在采样泵的泵头上包裹保温材料、风扇、检测器出口向下稍微倾斜等各种设计，能够防止样品气体中的水分凝结和样品中重质烃类的吸附，从而提高了总烃浓度监测设备的性能。

4)本发明可以将接线盒、检测器、主板等各个构成要素集成安装在一个壳体上，使得整个总烃浓度监测设备体积小、结构紧凑、安装方便。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于此。在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本申请所公开的内容，均属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种总烃浓度监测设备，其特征在于，所述总烃浓度监测设备包括壳体(1)、设置在所述壳体(1)表面上的主板和显示屏以及设置在所述壳体(1)内部的接线盒(2)、氢火焰离子化检测器(3)、采样泵(4)、气路结构，所述接线盒(2)向所述主板、所述显示屏、所述氢火焰离子化检测器(3)和所述采样泵(4)供电并控制信号线缆的输入和输出，所述氢火焰离子化检测器(3)和所述采样泵(4)通过所述气路结构彼此连接并分别与外部连接，

其中，所述主板、所述显示屏、所述接线盒(2)、所述氢火焰离子化检测器(3)、所述采样泵(4)为防爆型。

2.根据权利要求1所述的总烃浓度监测设备，其特征在于，所述主板和所述显示屏的防爆形式为本安型，所述氢火焰离子化检测器(3)的防爆形式为隔爆型。

3.根据权利要求1所述的总烃浓度监测设备，其特征在于，所述采样泵(4)的泵头上包裹有保温材料。

4.根据权利要求1所述的总烃浓度监测设备，其特征在于，所述总烃浓度监测设备还包括设置在所述壳体(1)上的至少两个风扇，所述风扇为防爆型。

5.根据权利要求1所述的总烃浓度监测设备，其特征在于，所述总烃浓度监测设备还包括保护罩，该保护罩设置在所述壳体(1)的上方。

6.根据权利要求1所述的总烃浓度监测设备，其特征在于，所述氢火焰离子化检测器(3)的出口向下倾斜小角度地设置。

7.根据权利要求1所述的总烃浓度监测设备，其特征在于，所述气路结构的管路上包裹有防爆自限温电伴热带。

8.根据权利要求1所述的总烃浓度监测设备，其特征在于，所述气路结构包括采样管(81)、输送管(82)、氢气管(84)以及空气管(85)，所述采样管连接所述采样泵(4)和采样点，所述输送管(82)连接所述采样泵(4)和所述氢火焰离子化检测器(3)，所述氢气管(84)连接输送管(82)的末端和氢气源，所述空气管(85)连接所述氢火焰离子化检测器(3)和空气源。

9.根据权利要求8所述的总烃浓度监测设备，其特征在于，所述气路结构还包括回流管(83)，该回流管(83)的一端连接在所述输送管(82)的初始端和所述采样点。

10.根据权利要求1所述的总烃浓度监测设备，其特征在于，所述总烃浓度监测设备还包括缓冲罐(5)，该缓冲罐(5)设置在所述采样管(81)上。

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