CN112362297B - 一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统及方法 - Google Patents
一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112362297B CN112362297B CN202011120532.0A CN202011120532A CN112362297B CN 112362297 B CN112362297 B CN 112362297B CN 202011120532 A CN202011120532 A CN 202011120532A CN 112362297 B CN112362297 B CN 112362297B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ball valve
- tee
- test
- water
- stainless steel
- 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.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 107
- 238000010926 purge Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 91
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 54
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 24
- RTHRCOIONCZINZ-JMIUGGIZSA-N 2-chloro-5-[[(5z)-5-[[5-(4,5-dimethyl-2-nitrophenyl)furan-2-yl]methylidene]-4-oxo-1,3-thiazol-2-yl]amino]benzoic acid Chemical compound C1=C(C)C(C)=CC(C=2OC(\C=C/3C(N=C(NC=4C=C(C(Cl)=CC=4)C(O)=O)S\3)=O)=CC=2)=C1[N+]([O-])=O RTHRCOIONCZINZ-JMIUGGIZSA-N 0.000 claims description 21
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 claims description 10
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 7
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 5
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 7
- 238000011160 research Methods 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 3
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 3
- 238000007630 basic procedure Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
-
- 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
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
-
- 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
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N2021/8411—Application to online plant, process monitoring
Abstract
本发明涉及一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统及方法，包括：偏滤器吹扫试验平台EDBP，EDPB包括供水支路、供气支路、气水混合回路；偏滤器吹扫试验平台EDBP是以EAST上偏滤器冷却通道为原型1:1设计建造的吹扫试验平台，EDBP的主要部件主要包括：不锈钢组件、有机玻璃组件、罗茨风机、闸阀、球阀、PVC软管、供水箱、回水箱、水泵、压力变送器、压差变送器、质量流量计、称量变送器、排水箱等。
Description
技术领域
本发明涉及偏滤器装置领域，尤其是一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统及方法。
背景技术
偏滤器吹扫过程涉及气液两相流动，气液发展过程较为复杂，当前对于气液两相流动过程的研究多建立于试验分析，随着多相流学科的发展，一些高校及研究所对多相流流动参数及流动特性的检测展开了大量工作，相继建立了多相流试验装置，展开多相流的试验研究，更是提出了大量的经验公式，对未来的多相流研究奠定了坚实基础。
偏滤器吹扫过程有别于传统的多相流研究，气体和液体从独立两相发生强烈地相互作用，气体作用于液体表面，逐步形成气液两相流动，发展过程更为复杂，气液发展界面也更为复杂，采用试验研究可以深入观察气液相互作用，掌握特定了吹扫流动规律。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统及方法。
本发明针对吹扫模型，偏滤器模型进行冷却流道抽取后，进行局部优化，按照1：1的比例，设计出等比例的偏滤器模型，保证试验现象与真实的水力现象吻合。
本发明的技术方案为：一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统，包括：
偏滤器吹扫试验平台EDBP，EDPB包括供水支路、供气支路、气水混合回路；具体包括如下部件：
供气支路依次设有第一闸阀GV1(1)、第一罗茨风机(2)、第二闸阀GV2(3)，以及并联的第三闸阀GV3(4)、第二罗茨风机(5)、第四闸阀GV4(6)，第二闸阀GV2(3)、第四闸阀GV4(6)汇合到流量计(7)，再连接到第一球阀(8)，通过第一三通T1(9)连接有第二球阀BAV2(10)第一压力变送器PT-1(11)；第一三通T1(9)的另一端连接第二三通T2(12)、第三三通T3(14)，第三三通T3(14)处，分为两个支路，其中一个支路通过第三球阀BAV3(15)、第四三通(16)、第五三通(19)向有机玻璃组件供气；其中另一个支路通过第六球阀BAV6(29)、第七球阀BAV7(30)、第九三通T9(31)、第十三通T10(32)第十一三通T9(33)向不锈钢组件供气；
在第四三通(16)还通过第四球阀BAV4(17)连接有第二压力变送器(18)；第十三通T10通过第九球阀(39)连接有第三压力变送器(50)；
有机玻璃组件不锈钢组件有机玻璃组件下方设有第一称重变送器，用于计量水的重量；有机玻璃组件两端连接有第一压差变送器(22)；不锈钢组件两端连接有第二压差变送器(42)；所述供水支路依次设有供水箱(44)、水泵(45)、第十四三通T14(46)在第十四三通T14(46)处，分别通过第十三球阀(47)球阀向有机玻璃组件供水，通过第八球阀BAV8(38)向不锈钢组件进行供水，有机玻璃组件通过第十四球阀BAV14(48)回水至回水箱，不锈钢组件通过第十三三通T13(35)和第十一球阀BAV11(43)回水至回水箱；
气水混合回路包括：连接到有机玻璃组件后面的第六三通T6(23)、第五球阀BAV5(24)；连接到不锈钢组件后面的第十二三通T12(34)、第十三三通T13(43)、第十二球阀BAV12(36)、第十五球阀BVA15(37)依次设有球阀、三通、排水箱、第二称重变送器；有机玻璃组件和不锈钢组件的混合的气水都通过第七三通T7(25)排至排水箱(28)，第二称重变送器(27)计量排出的水的重量；
所述有机玻璃组件和供气管路、供水管路都通过PVC软管连接，PVC软管用于消除气液流动时产生的振动，对有机玻璃起保护的作用；
EDBP环路中增加了旁通支路，旁通支路两端分别在供气支路第二三通T2(12)和气水混合回路第八三通T8(26)，旁通支路包括第十六球阀BAV16(13)；关闭第六球阀BAV6(29)、第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)、第十五球阀BAV15(37)，打开第十六球阀BAV16(13)，气体即不经过有机玻璃组件和不锈钢组件，气体直接排至大气，实现旁通保护作用。
根据本发明的另一个方面，提出一种利用偏滤器吹扫试验环路数据采集系统进行吹扫试验数据采集的方法，包括：
分别进行有机玻璃组件吹扫试验、不锈钢组件吹扫试验；所述不锈钢组件吹扫试验还包括Z型与U型并联结构对吹扫特性试验、以及并联支路数目对吹扫特性的影响试验。
进一步的，有机玻璃组件吹扫试验基本过程如下：
(1)试验前，开启供水支路，打开球阀第十三球阀BAV13(47)和第十四球阀BAV14(48)，关闭球阀第八球阀BAV8(38)、第十一球阀BAV11(43)、第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)，通过水泵(45)对有机玻璃组件(21)水路进行补水；
(2)充水完成后，打开旁通支路第十六球阀BAV16(13)，关闭球阀第六BAV6(29)、第十五球阀BAV15(37)、第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)，开启第一罗茨风机(2)，调节第一罗茨风机转速，使得第一压力变送器PT-1(11)显示值满足有机玻璃组件入口压力；
(3)满足试验压力时，关闭旁通支路第十六球阀BAV16(13)，打开第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)，关闭第十三球阀BAV13(47)、第十四球阀BAV14(48)、第六球阀BAV6(29)、第十五球阀BAV15(37)，进行有机玻璃组件的吹扫试验；
(4)称重变送器(20)放在有机玻璃组件(21)下方，压力变送器PT-1(11)、压力变送器PT-2(18)、压差变送器DPT-1(22)及称重信号由数据采集系统收集，气体流经偏滤器有机玻璃组件后，气液混合流动，通过排水箱收集水，气体向大气排空，偏滤器吹扫气液流动可视化过程通过高速相机捕捉。
进一步的，所述EDBP有机玻璃可视化试验的设计工作压力为0.1-1bar，空气流量为0-1.4m3·min-1。
进一步的，不锈钢组件吹扫试验过程如下：
(1)试验前，开启供水支路，打开第八球阀BAV8(38)和第十一球阀BAV11(43)，关闭第十三球阀BAV13(47)、第十四球阀BAV14(48)、第七球阀BAV7(30)、第十二球阀BAV12(36)，通过水泵(45)对不锈钢组件(42)水路进行补水；
(2)充水完成后，打开旁通支路第十六球阀BAV16(13)，关闭第六球阀BAV6(29)、第十五球阀BAV15(37)、第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)，开启罗茨风机(2)，调节罗茨风机转速，使得压力变送器PT-1(11)显示值满足不锈钢组件入口压力；
(3)满足试验压力时，关闭旁通支路第十六球阀BAV16(13)，打开第七球阀BAV7(30)、第十二球阀BAV12(36)，第六球阀BAV6(29)，第十五球阀BAV15(37)，关闭第八球阀BAV8(38)、第十一球阀BAV11(43)，进行不锈钢组件的吹扫试验；
(4)称重变送器(27)放在排水箱(28)下方，压力变送器PT-3(51)、压差变送器DPT-2(42)及称重信号由数据采集系统收集，气体流经偏滤器不锈钢组件后，气液混合流动，通过排水箱收集水，气体向大气排空，偏滤器吹扫气液流动可视化过程通过相机捕捉；
进一步的，开展Z型与U型并联结构对吹扫特性的影响时，通过出口阀门的启闭实现U型和Z型并联结构的切换，U型并联结构的出口阀门与进口阀门在同侧，Z型并联结构的进口阀门与出口阀门在异侧，切换成U型并联结构时，打开球阀BAV17(52)和第十六球阀BAV16(51)，关闭BAV18(53)；切换成Z型并联结构时，打开球阀BAV18(53)和第十六球阀BAV16(51)，关闭BAV17(52)；试验进行时，通过调节罗茨风机频率，调节压力，分别在两种并联结构下进行不同压力差工况的试验，试验方法与进出口压差对吹扫特性一样，进行不同组压力差，重复试验。
进一步的，当开展并联支路数目对吹扫特性的影响时，按照进口方向，依次打开不同并联支路的进出口球阀，具体操作如下：
开展2条并联支路数对吹扫的影响时，打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十一球阀BAV21(56)、第二十二球阀BAV22(57)，其他支路球阀关闭；
开展3条并联支路数对吹扫的影响时，打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十一球阀BAV21(56)、第二十二球阀BAV22(57)、第二十三球阀BAV23(58)、第二十四球阀BAV24(59)，其他支路球阀关闭；
开展4条并联支路数对吹扫的影响时，打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十一球阀BAV21(56)、第二十二球阀BAV22(57)、第二十三球阀BAV23(58)、第二十四球阀BAV24(59)、第二十五球阀BAV25(60)、第二十六球阀BAV26(61)，其他支路球阀关闭。
开展5条并联支路数对吹扫的影响时，所有并联支路球阀关打开；
确定并联支路数目后，开启试验对象所在支路的进出口球阀，通过罗茨风机的频率调节实现试验件的入口达到特性的压力工况，重复上述试验。
进一步的，当开展并联支路位置对吹扫特性的影响时，按照进口方向，打开指定位置并联支路的进出口球阀，具体操作如下：
开展3条并联支路位置对吹扫的影响时，有两种方案：
(1)打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十一球阀BAV21(56)、第二十二球阀BAV22(57)、第二十三球阀BAV23(58)、第二十四球阀BAV24(59)，其他支路球阀关闭；
(2)打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十三球阀BAV23(58)、第二十四球阀BAV24(59)，球阀BAV27(62)、球阀BAV28(63)、其他支路球阀关闭；
当确定并联支路位置时，同样通过调节罗茨风机的频率实现不同压力差下的吹扫试验，记录压力与流量的关系，记录排水量，重复试验。
有益效果：
本发明的试验环路数据采集系统开设有旁通支路，具有如下优点：
1、罗茨风机机械摩擦等产生的热量主要通过流动的气体转移至外界，当试验组件发生故障，需要紧急关闭组件支路的球阀，气体在管道中停滞，不断压缩，罗茨风机温度升高，此时旁路的开启，可以避免罗茨风机的过热，起到保护的作用；
2、罗茨风机的升压是通过调节罗茨风机的频率实现，当试验时需指定试验件入口压力时，可先通过旁路调节，实现试验件入口压力的指定调节；
3、本发明还能通过阀门控制，实现不锈钢组件和有机玻璃组件的切换，方便快捷；
4、本发明通过相机拍摄试验过程，能够实现试验过程的可视化。
附图说明
图1为偏滤器结构图；
图2为偏滤器气液两相吹扫试验平台EDBP系统框图；
图3为本发明数据采集界面；
图4为数据采集系统测控原理框架图；
图5为本发明的不锈钢组件中偏滤器并联结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
为了开展深入的研究，满足不同的试验目的，本发明工作设计了两种材质，分别有机玻璃材质和不锈钢材质。有机玻璃具有可视化的特点，有利于观察气液发展过程，但存在承压不足以及易损坏的缺点。然而不锈钢材质虽然满足承压大且安全可靠的优点，但无法深入了解气液发展过程。
根据本发明的一个实施例，针对吹扫模型，如图1所示，偏滤器模型进行冷却流道抽取后，进行局部优化，按照1：1的比例，设计出等比例的偏滤器模型，保证试验现象与真实的水力现象吻合。
偏滤器吹扫试验平台EDBP(Experiment of Divertor Blowout Platform)是以EAST上偏滤器冷却通道为原型1:1设计建造的吹扫试验平台，试验平台系统框图如图2所示。EDPB主要包括供水支路(图2粗线所示)、供气支路(图2虚线所示)、气水混合回路(图2点划线所示)。EDBP的主要部件主要包括：不锈钢组件、有机玻璃组件、罗茨风机、闸阀(GV)、球阀(BAV)、PVC软管、供水箱、回水箱、水泵、压力变送器(PT)、压差变送器(DPT)、质量流量计、称量变送器、排水箱等。
一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统，包括：
偏滤器吹扫试验平台EDBP，EDPB包括供水支路、供气支路、气水混合回路；具体包括如下部件：
供气支路依次设有第一闸阀GV1(1)、第一罗茨风机(2)、第二闸阀GV2(3)，以及并联的第三闸阀GV3(4)、第二罗茨风机(5)、第四闸阀GV4(6)，第二闸阀GV2(3)、第四闸阀GV4(6)汇合到流量计(7)，再连接到第一球阀(8)，通过第一三通T1(9)连接有第二球阀BAV2(10)和第一压力变送器PT-1(11)；第一三通T1(9)的另一端连接第二三通T2(12)、第三三通T3(14)，第三三通T3(14)处，分为两个支路，其中一个支路通过第三球阀BAV3(15)、第四三通(16)、第五三通(19)向有机玻璃组件供气；其中另一个支路通过第六球阀BAV6(29)、第七球阀BAV7(30)、第九三通T9(31)、第十三通T10(32)第十一三通T9(33)向不锈钢组件供气；
在第四三通(16)还通过第四球阀BAV4(17)连接有第二压力变送器(18)；第十三通T10通过第九球阀(39)连接有第三压力变送器(50)；
有机玻璃组件不锈钢组件有机玻璃组件下方设有第一称重变送器，用于计量水的重量；有机玻璃组件两端连接有第一压差变送器(22)；不锈钢组件两端连接有第二压差变送器(42)；
所述供水支路依次设有供水箱(44)、水泵(45)、第十四三通T14(46)在第十四三通T14(46)处，分别通过第十三球阀(47)球阀向有机玻璃组件供水，通过第八球阀BAV8(38)向不锈钢组件进行供水，有机玻璃组件通过第十四球阀BAV14(48)回水至回水箱，不锈钢组件通过第十三三通T13(35)和第十一球阀BAV11(43)回水至回水箱；
气水混合回路包括：连接到有机玻璃组件后面的第六三通T6(23)、第五球阀BAV5(24)；连接到不锈钢组件后面的第十二三通T12(34)、第十三三通T13(35)、第十二球阀BAV12(36)、第十五球阀BVA15(37)依次设有球阀、三通、排水箱、第二称重变送器；有机玻璃组件和不锈钢组件的混合的气水都通过第七三通T7(25)排至排水箱(28)，第二称重变送器(27)计量排出的水的重量；
所述有机玻璃组件和供气管路、供水管路都通过PVC软管连接，PVC软管用于消除气液流动时产生的振动，对有机玻璃起保护的作用；
EDBP环路中增加了旁通支路，旁通支路两端分别在供气支路第二三通T2(12)和气水混合回路第八三通T8(26)，旁通支路包括第十六球阀BAV16(13)；关闭第六球阀BAV6(29)、第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)、第十五球阀BAV15(37)，打开第十六球阀BAV16(13)，气体即不经过有机玻璃组件和不锈钢组件，气体直接排至大气，实现旁通保护作用。
本发明通过增加了旁路的设计，有如下的优点：
1、罗茨风机机械摩擦等产生的热量主要通过流动的气体转移至外界，当试验组件发生故障，需要紧急关闭组件支路的球阀，气体在管道中停滞，不断压缩，罗茨风机温度升高，此时旁路的开启，可以避免罗茨风机的过热，起到保护的作用；
2、罗茨风机的升压是通过调节罗茨风机的频率实现，当试验时需指定试验件入口压力时，可先通过旁路调节，实现试验件入口压力的指定调节；
EDBP吹扫试验过程中，罗茨风机供气质量流量Qg,in采用科里奥利质量流量计测量；罗茨风机出口压力Pg,out由压力变送器测量；试验件入口压力Pg,din由压力变送器测量；试验件进出口压力差△Pd由压差变送器测量；试验件中排出的水的质量Mwater由电子秤测量；有机玻璃测试件气液流动过程由高清高速相机测量。
如图4，本发明试验的数据采集系统为高速高精度称重平台及压力流量多参数协同采集系统-iDAQ，iDAQ系统主要技术参数如表2-2所示。iDAQ由便携式数据采集箱和称重平台组成。称重平台通过RS485与采集箱连接，协议采用Modbus。数据采集箱可同步采集16路4-20mA电流信号，以及称重平台数据。iDAQ可以设置通道的基本过程值参数、实时显示可选多目标通道的过程曲线、显示历史采集数据并支持excel导出。iDAQ系统可以实现对试验的数据采集储存、初步处理及现场控制功能；为获得试验过程瞬态信息，在试验中设置采集存储频率为20HZ。
压力水重多参数协同采集系统iDAQ主要包括便携式数据采集箱和称重平台两部分，数据采集箱及数据采集界面如图3所示，测控原理框图如4所示。数据采集分析程序Dams采用QTC++及多线程技术设计开发，每隔50ms会收集来自数据采集器勾选的通道和称重传感器数据，同时存储值mariaDB数据库中。
根据本发明的一个实施例，进行有机玻璃组件试验之前，首先要确保有机玻璃组件是否存在损坏，是否存在漏水漏气现象，确保仪表、数据采集系统等测量工具保持正常状态。为了研究偏滤器进出口压差对吹扫特性的影响，试验过程设置了多组的压力差，确保得到吹扫试验效果与压力差的关系。
有机玻璃组件吹扫试验基本过程如下：
(1)试验前，开启供水支路，打开第十三球阀BAV13(47)和第十四球阀BAV14(48)，关闭第八球阀BAV8(38)、第十一球阀BAV11(43)、第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)，通过水泵(45)对有机玻璃组件(21)水路进行补水。
(2)充水完成后，打开旁通支路第十六球阀BAV16(13)，关闭第六球阀BAV6(29)、第十五球阀BAV15(37)、第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)，开启罗茨风机(2)，调节罗茨风机转速，使得压力变送器PT-1(11)显示值满足不锈钢组件入口压力。
(3)满足试验压力时，关闭旁通支路第十六球阀BAV16(13)，打开第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)，关闭第十三球阀BAV13(47)、第十四球阀BAV14(48)、第六球阀BAV6(29)、第十五球阀BAV15(37)，进行有机玻璃组件的吹扫试验。
(4)称重变送器(20)放在有机玻璃组件(21)下方，压力变送器PT-1(11)、压力变送器PT-2(18)、压差变送器DPT-1(22)及称重信号由数据采集系统收集，气体流经偏滤器有机玻璃组件后，气液混合流动，通过排水箱收集水，气体向大气排空，偏滤器吹扫气液流动可视化过程通过高速相机捕捉。
优选的，EDBP有机玻璃可视化试验的设计工作压力为0.1-1bar，空气流量为0-1.4m3·min-1。通过上述方法，进行有机玻璃组件和不锈钢组件的吹扫试验。试验过程中监测压力变化、流量变化、排水量变化。本发明进行有机玻璃组件进行试验时，关注的特征是：(1)偏滤器冷却通道内冷却水排出量随进出口压力差的关系；(2)吹扫过程中，偏滤器进出口压力与流量的对应关系；(3)吹扫过程中，气液流动特征。(4)竖直渐扩管气液流动特征。
根据本发明的一个实施例，开展不锈钢组件的吹扫特性试验，试验之前，检查设备仪表等处于正常工作状态。
不锈钢组件吹扫试验基本过程如下：
(1)试验前，开启供水支路，打开第八球阀BAV8(38)和第十一球阀BAV11(43)，关闭第十三球阀BAV13(47)、第十四球阀BAV14(48)、第七球阀BAV7(30)、第十二球阀BAV12(36)，通过水泵(45)对不锈钢组件(42)水路进行补水。
(2)充水完成后，打开旁通支路第十六球阀BAV16(13)，关闭第六球阀BAV6(29)、第十五球阀BAV15(37)、第三球阀BAV3(15)、第五球阀BAV5(24)，开启罗第一茨风机(2)，调节罗茨风机转速，使得第一压力变送器PT-1(11)显示值满足不锈钢组件入口压力。
(3)满足试验压力时，关闭旁通支路第十六球阀BAV16(13)，打开第七球阀BAV7(30)、第十二球阀BAV12(36)，第六球阀BAV6(29)，第十五球阀BAV15(37)，关闭第八球阀BAV8(38)、第十一球阀BAV11(43)，进行不锈钢组件的吹扫试验。
(4)第一称重变送器(27)放在排水箱(28)下方，第三压力变送器PT-3(51)、第二压差变送器DPT-2(42)及称重信号由数据采集系统收集，气体流经偏滤器不锈钢组件后，气液混合流动，通过排水箱收集水，气体向大气排空，偏滤器吹扫气液流动可视化过程通过高速相机捕捉。
优选的，EDBP不锈钢组件试验的设计工作压力为0.1-2bar，空气流量为0-9m3·min-本发明进行不锈钢组件进行试验时，主要关注的特征是：(1)偏滤器冷却通道内冷却水排出量随进出口压力差的关系；(2)吹扫过程中，偏滤器进出口压力与流量的对应关系；(3)并联结构对吹扫特性的影响；(4)并联支路数目及支路位置对吹扫特性的影响。
本发明开展不锈钢组件的吹扫特性试验，主要探究内容如下：通过调节罗茨风机的风机频率，改变风机出口压力，探究不锈钢组件进出口的压差对冷却通道内排水量的影响；通过闸阀的启闭改变不锈钢组件的出口，探究并联结构对吹扫的影响；通过启闭并联支路球阀，调整并联支路数目以及支路位置，探究并联支路数目及支路位置对吹扫特性的影响。
根据本发明的一个实施例，开展Z型与U型并联结构对吹扫特性的影响时，通过出口阀门的启闭实现U型和Z型并联结构的切换，U型并联结构的出口阀门与进口阀门在同侧，Z型并联结构的进口阀门与出口阀门在异侧，如图5所示。切换成U型并联结构时，打开第十七球阀BAV17(52)和第十六球阀BAV16(51)，关闭第十八球阀BAV18(53)；切换成Z型并联结构时，打开球阀第十八球阀BAV18(53)和第十六球阀BAV16(51)，关闭第十七球阀BAV17(52)。试验进行时，通过调节罗茨风机频率，调节压力，分别在两种并联结构下进行不同压力差工况的试验，试验方法与进出口压差对吹扫特性一样，进行不同组压力差，重复试验。
本发明开展并联支路数目及支路位置对吹扫特性的影响时，同样通过控制并联支路上进出口球阀的启闭实现，如图5所示。
当开展并联支路数目对吹扫特性的影响时，按照进口方向，依次打开不同并联支路的进出口球阀，具体操作如下：
开展2条并联支路数对吹扫的影响时，打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十一球阀BAV21(56)、第二十二球阀BAV22(57)，其他支路球阀关闭。
开展3条并联支路数对吹扫的影响时，打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十一球阀BAV21(56)、第二十二球阀BAV22(57)、第二十三球阀BAV23(58)、第二十四球阀BAV24(59)，其他支路球阀关闭。
开展4条并联支路数对吹扫的影响时，打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十一球阀BAV21(56)、第二十二球阀BAV22(57)、第二十三球阀BAV23(58)、第二十四球阀BAV24(59)、第二十五球阀BAV25(60)、第二十六球阀BAV26(61)，其他支路球阀关闭。
开展5条并联支路数对吹扫的影响时，所有并联支路球阀关打开。
确定并联支路数目后，开启试验对象所在支路的进出口球阀，通过罗茨风机的频率调节实现试验件的入口达到特性的压力工况，重复上述试验。
当开展并联支路位置对吹扫特性的影响时，按照进口方向，打开指定位置并联支路的进出口球阀，具体操作如下：
开展3条并联支路位置对吹扫的影响时，有两种方案：(1)打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十一球阀BAV21(56)、第二十二球阀BAV22(57)、第二十三球阀BAV23(58)、第二十四球阀BAV24(59)，其他支路球阀关闭；(2)打开第十九球阀BAV19(54)、第二十球阀BAV20(55)、第二十三球阀BAV23(58)、第二十四球阀BAV24(59)，球阀BAV27(62)、球阀BAV28(63)、其他支路球阀关闭。
当确定并联支路位置时，同样通过调节罗茨风机的频率实现不同压力差下的吹扫试验，记录压力与流量的关系，记录排水量，重复试验。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
Claims (5)
1.一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统，其特征在于，包括：
偏滤器吹扫试验平台EDBP，EDBP包括供水支路、供气支路、气水混合回路；具体包括如下部件：
供气支路依次设有第一闸阀GV1（1）、第一罗茨风机（2）、第二闸阀GV2（3），以及并联的第三闸阀GV3（4）、第二罗茨风机（5）、第四闸阀GV4（6），第二闸阀GV2（3）、第四闸阀GV4（6）汇合到流量计（7），再连接到第一球阀（8），通过第一三通T1（9）连接有第二球阀BAV2（10） 和第一压力变送器PT-1（11）；第一三通T1（9）的另一端连接第二三通T2（12）、第三三通T3（14），在第三三通T3（14）处，分为两个支路，其中一个支路通过第三球阀BAV3（15）、第四三通T4（16）、第五三通T5（19）向有机玻璃组件供气；其中另一个支路通过第六球阀BAV6（29）、第七球阀BAV7（30）、第九三通T9（31）、第十三通T10（32）、第十一三通T11（33）向不锈钢组件供气；
第四三通T4（16）还通过第四球阀BAV4（17）连接有第二压力变送器PT-2（18）；第十三通T10通过第九球阀BAV9（39）连接有第三压力变送器PT-3（50）；
有机玻璃组件下方设有第一称重变送器，用于计量水的重量；有机玻璃组件两端连接有第一压差变送器DPT-1（22）；不锈钢组件两端连接有第二压差变送器DPT-2（42）；
所述供水支路依次设有供水箱（44）、水泵（45）、第十四三通T14（46），在第十四三通T14（46）处，分别通过第十三球阀BAV13（47）向有机玻璃组件供水，通过第八球阀BAV8（38）向不锈钢组件进行供水，有机玻璃组件通过第十四球阀BAV14 （48）回水至回水箱，不锈钢组件通过第十三三通T13（35）和第十一球阀BAV11（43）回水至回水箱；
气水混合回路包括：连接到有机玻璃组件后面的第六三通T6（23）、第五球阀BAV5（24）；不锈钢组件后面连接有第十二三通T12（34）、第十三三通T13（35）、第十二球阀BAV12（36）、第十五球阀BAV15（37）、第七三通T7（25）、第八三通T8（26）、排水箱、第二称重变送器；有机玻璃组件和不锈钢组件的混合的气水都通过第七三通T7（25）排至排水箱（28），第二称重变送器（27）计量排出的水的重量；
所述有机玻璃组件和供气支路、供水支路都通过PVC软管连接，PVC软管用于消除气液流动时产生的振动，对有机玻璃起保护的作用；
EDBP环路中增加了旁通支路，旁通支路两端分别连接供气支路第二三通T2（12）和气水混合回路第八三通T8（26），旁通支路包括第十六球阀BAV16（13）；关闭第六球阀BAV6（29）、第三球阀BAV3（15）、第五球阀BAV5（24）、第十五球阀BAV15（37），打开第十六球阀BAV16（13），气体即不经过有机玻璃组件和不锈钢组件，气体直接排至大气，实现旁通保护作用。
2.一种利用权利要求1所述的偏滤器吹扫试验环路数据采集系统进行吹扫试验数据采集的方法，其特征在于，包括：
分别进行有机玻璃组件吹扫试验、不锈钢组件吹扫试验；所述不锈钢组件吹扫试验还包括Z型与U型并联结构对吹扫特性试验、以及并联支路数目对吹扫特性的影响试验。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，有机玻璃组件吹扫试验过程如下：
（1）试验前，开启供水支路，打开第十三球阀BAV13（47）和第十四球阀BAV14（48），关闭第八球阀BAV8（38）、第十一球阀BAV11（43）、第三球阀BAV3（15）、第五球阀BAV5（24），通过水泵（45）对有机玻璃组件（21）水路进行补水；
（2）充水完成后，打开旁通支路第十六球阀BAV16（13），关闭第六球阀BAV6（29）、第十五球阀BAV15（37）、第三球阀BAV3（15）、第五球阀BAV5（24），开启第一罗茨风机（2），调节第一罗茨风机转速，使得第一压力变送器PT-1（11）显示值满足有机玻璃组件入口压力；
（3）满足试验压力时，关闭旁通支路第十六球阀BAV16（13），打开第三球阀BAV3（15）、第五球阀BAV5（24），关闭第十三球阀BAV13（47）、第十四球阀BAV14（48）、第六球阀BAV6（29）、第十五球阀BAV15（37），进行有机玻璃组件的吹扫试验；
（4）第一称重变送器（20）放在有机玻璃组件（21）下方，第一压力变送器PT-1（11）、第二压力变送器PT-2（18）、第一压差变送器DPT-1（22）及称重信号由采集数据的采集系统收集，气体流经偏滤器有机玻璃组件后，气液混合流动，通过排水箱收集水，气体向大气排空，偏滤器吹扫气液流动可视化过程通过高速相机捕捉。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，EDBP上有机玻璃可视化试验的设计工作压力为0.1-1bar，空气流量为0-1.4 m3·min-1 。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，不锈钢组件吹扫试验过程如下：
（1）试验前，开启供水支路，打开第八球阀BAV8（38）和第十一球阀BAV11（43），关闭第十三球阀BAV13（47）、第十四球阀BAV14（48）、第七球阀BAV7（30）、第十二球阀BAV12（36），通过水泵（45）对不锈钢组件（41）水路进行补水；
（2）充水完成后，打开旁通支路第十六球阀BAV16（13），关闭第六球阀BAV6（29）、第十五球阀BAV15（37）、第三球阀BAV3（15）、第五球阀BAV5（24），开启第一罗茨风机（2），调节第一罗茨风机转速，使得第一压力变送器PT-1（11）显示值满足不锈钢组件入口压力；
（3）满足试验压力时，关闭旁通支路第十六球阀BAV16（13），打开第七球阀BAV7（30）、第十二球阀BAV12（36）、第六球阀BAV6（29）、第十五球阀BAV15（37），关闭第八球阀BAV8（38）、第十一球阀BAV11（43），进行不锈钢组件的吹扫试验；
（4）第二称重变送器（27）放在排水箱（28）下方，第三压力变送器PT-3（51）、第二压差变送器DPT-2（42）及称重信号由采集数据的采集系统收集，气体流经偏滤器不锈钢组件后，气液混合流动，通过排水箱收集水，气体向大气排空，偏滤器吹扫气液流动可视化过程通过相机捕捉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011120532.0A CN112362297B (zh) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | 一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011120532.0A CN112362297B (zh) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | 一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112362297A CN112362297A (zh) | 2021-02-12 |
| CN112362297B true CN112362297B (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=74507313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011120532.0A Active CN112362297B (zh) | 2020-10-19 | 2020-10-19 | 一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112362297B (zh) |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001174310A (ja) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | エアパージ式レベル検知装置 |
| CN102507871A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-06-20 | 西南石油大学 | 气体水合物管道沉积可视化动态模拟装置 |
| CN102590028A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-18 | 西南石油大学 | 一种多功能实验流体环道实验装置 |
| CN103018067A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-04-03 | 广州高澜节能技术股份有限公司 | 换流阀器件冷却试验系统 |
| CN104075970A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-10-01 | 北京汇众翔科技有限公司 | 一种带自动吹扫的粉尘连续在线监测系统 |
| CN105300459A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-02-03 | 山东钢铁股份有限公司 | 自清洁流量检测装置 |
| CN107884168A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-04-06 | 哈尔滨工程大学 | 一种用于研究波形板分离器内部机理及选型的可视化实验系统 |
| CN108225729A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-06-29 | 榆林学院 | 一种精密调节气液两相流实验台 |
| CN207964243U (zh) * | 2018-03-29 | 2018-10-12 | 榆林学院 | 一种气液两相流实验台 |
| CN108766601A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-11-06 | 哈尔滨工程大学 | 一种适用于多工质液相夹带研究的实验装置及实验方法 |
| CN109946041A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-28 | 燕山大学 | 一种气液两相流流场可视化性能测试试验台及测试方法 |
| CN110160902A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-23 | 浙江理工大学 | 可拆卸式环道式气液固冲蚀磨损联合试验装置 |
| CN110411738A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-05 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种模块化阀门流量流阻测试系统及测试方法 |
| CN110926755A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-27 | 中国科学院近代物理研究所 | 可视化试验系统 |
| CN111765798A (zh) * | 2019-03-31 | 2020-10-13 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 余热锅炉热管换热器在线智能诊断及旁路保护装置及控制方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE01918944T1 (de) * | 2000-03-23 | 2004-10-21 | Invensys Systems, Inc., Foxboro | Korrektur für eine zweiphasenströmung in einem digitalen durchflussmesser |
-
2020
- 2020-10-19 CN CN202011120532.0A patent/CN112362297B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001174310A (ja) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | エアパージ式レベル検知装置 |
| CN102507871A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-06-20 | 西南石油大学 | 气体水合物管道沉积可视化动态模拟装置 |
| CN102590028A (zh) * | 2011-12-22 | 2012-07-18 | 西南石油大学 | 一种多功能实验流体环道实验装置 |
| CN103018067A (zh) * | 2012-12-05 | 2013-04-03 | 广州高澜节能技术股份有限公司 | 换流阀器件冷却试验系统 |
| CN104075970A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-10-01 | 北京汇众翔科技有限公司 | 一种带自动吹扫的粉尘连续在线监测系统 |
| CN105300459A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-02-03 | 山东钢铁股份有限公司 | 自清洁流量检测装置 |
| CN107884168A (zh) * | 2017-11-06 | 2018-04-06 | 哈尔滨工程大学 | 一种用于研究波形板分离器内部机理及选型的可视化实验系统 |
| CN108225729A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-06-29 | 榆林学院 | 一种精密调节气液两相流实验台 |
| CN207964243U (zh) * | 2018-03-29 | 2018-10-12 | 榆林学院 | 一种气液两相流实验台 |
| CN108766601A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-11-06 | 哈尔滨工程大学 | 一种适用于多工质液相夹带研究的实验装置及实验方法 |
| CN111765798A (zh) * | 2019-03-31 | 2020-10-13 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 余热锅炉热管换热器在线智能诊断及旁路保护装置及控制方法 |
| CN109946041A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-28 | 燕山大学 | 一种气液两相流流场可视化性能测试试验台及测试方法 |
| CN110160902A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-23 | 浙江理工大学 | 可拆卸式环道式气液固冲蚀磨损联合试验装置 |
| CN110411738A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-11-05 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种模块化阀门流量流阻测试系统及测试方法 |
| CN110926755A (zh) * | 2019-12-03 | 2020-03-27 | 中国科学院近代物理研究所 | 可视化试验系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112362297A (zh) | 2021-02-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101387594B (zh) | 煤层气高压解吸仪装置 | |
| CN103743542B (zh) | 评估多孔仿生射流表面减阻效果的试验装置及方法 | |
| CN106124393A (zh) | 流动加速腐蚀试验装置及其使用方法 | |
| CN109444020B (zh) | 一种基于3d打印技术的岩体裂隙渗流微观特征观测设备及观测方法 | |
| Lu et al. | Study on gas-liquid two-phase all-characteristics of CAP1400 nuclear main pump | |
| Tomor et al. | Validation of a discrete model for flow distribution in dividing-flow manifolds: Numerical and experimental studies | |
| CN103438931B (zh) | 湿蒸汽流量干度一体化测量装置及测量方法 | |
| CN112362297B (zh) | 一种偏滤器吹扫试验环路数据采集系统及方法 | |
| Fiereder et al. | Numerical and experimental investigation of the 3D free surface flow in a model Pelton turbine | |
| CN111794979A (zh) | 多相可控离心泵外特性及内部流动试验系统及试验方法 | |
| CN201335803Y (zh) | 煤层气高压解吸仪装置 | |
| CN110849582A (zh) | 一种多相流实验装置 | |
| Cioffi et al. | Three-dimensional numerical simulation of wind-driven flows in closed channels and basins | |
| CN106441800B (zh) | 一种模块化的水力机械模型试验台水力循环系统 | |
| Brown | Hydrodynamic forces on a submarine pipeline | |
| CN209764866U (zh) | 一种水土保持监测径流模拟装置 | |
| CN213068576U (zh) | 基于3d打印技术的岩体裂隙渗流微观特征观测设备 | |
| Adamkowski et al. | A new approach to using the classic Gibson method to measure discharge | |
| Muthukumar et al. | Flow measurement in hydroelectric stations using tracer dilution method-case studies | |
| Ivetić et al. | Novel discharge measurement system at the turbine intakes of Iron Gate 2 hydropower plant: a system description | |
| CN206695847U (zh) | 一种新型槽式孔板 | |
| CN212844896U (zh) | 一种模拟蒸汽驱采油的实验装置 | |
| CN211784279U (zh) | 低温轴承和动密封试验的试验检测系统及集成试验系统 | |
| CN219141952U (zh) | 基于多传感器的管内气液界面测试装置 | |
| Adamkowski et al. | Flow rate measurement using the pressure-time method in a hydropower plant curved penstock |
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 |