CN203030197U - 单根氮气分离膜管性能参数检测装置 - Google Patents

单根氮气分离膜管性能参数检测装置 Download PDF

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王玉军
张兴荣
张健
赵太卫
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Abstract

本实用新型涉及检测装置领域，具体为一种单根氮气分离膜管性能参数检测装置。其技术方案是：包括空气压缩系统、空气处理系统、氮气膜分离系统以及控制系统；所述的空气压缩系统压缩系统包括低压和高压空压机以及空气冷却装置；所述的空气处理系统包括空气缓冲罐、空气过滤器以及空气加热器；所述的氮气膜分离系统包括膜管装夹台以及其两端分别安装的进气管线和出气管线，其中进、出气管线上均设有温度和压力流量计，且进气管线还设有空气流量计、出气管线上还设有氮气流量计以及氧分析仪。本实用新型可为油田氮气设备用户提供现场膜管分离效率的测试，同时也为新膜管入厂使用前的质量检测提供了平台。

Description

单根氮气分离膜管性能参数检测装置
技术领域
本实用新型涉及检测装置领域，具体为一种单根氮气分离膜管性能参数检测装置。
背景技术
随着膜分离制氮设备在油田应用的日益广泛，经过详细调研，了解到目前国内使用的氮气分离膜管均为原装进口，主要有：日本宇部UBE膜管、美国普利森（Prism）膜管、美国捷能（GENERON）膜管和麦道(MEDAN)膜管。对于上述厂家膜管的寿命问题、分离效率、衰减率等性能参数成为各生产厂家和用户关心的重点问题。如普利森膜生产厂家为我们提供的技术参数如下：分离效率48%-50%，膜管的寿命十年以上，衰减率≤1.2%等；上述参数是否真实、已经使用过几年的膜管性能参数目前是什么情况、何时需要更换等都成为急需解决的问题。
实用新型内容
针对上述技术缺陷，本实用新型提供一种操作方便、能够快速准确测定单根氮气分离膜管性能参数的检测装置。
其技术方案是：包括空气压缩系统、空气处理系统、氮气膜分离系统以及控制系统；所述的空气压缩系统压缩系统包括低压和高压空压机以及空气冷却装置；所述的空气处理系统包括空气缓冲罐、空气过滤器以及空气加热器；所述的氮气膜分离系统包括膜管装夹台以及其两端分别安装的进气管线和出气管线，其中进、出气管线上均设有温度和压力流量计，且进气管线还设有空气流量计、出气管线上还设有氮气流量计以及氧分析仪。
所述的膜管装夹台包括两侧的管夹，且管夹的位置可以调整，以适应不同长度的膜管；所述的进气管线和出气管线均设有快换接头，以便于快速与膜管的进出口连接。
所述的检测装置分为两个撬体，其中空气压缩系统单独撬装，空气处理系统以及氮气膜分离系统撬装在一起，结构紧凑，移运方便。
所述的控制系统为PID控制器，通过PID控制模式，自动调节各部件的参数，来达到测试要求的工况，并自动输出性能检测曲线和测试报表。
所述的低压和高压压缩机由变频电机驱动，低压和高压压缩机的出口管线上均设有回流管线和放空管线，可以实现大范围的压缩空气流量调节，以满足不同膜管测试时对消耗空气量的要求。
本实用新型膜可提供对日本UBE膜管、美国Prism膜管、美国GENERON膜管和麦道(MEDAN)膜管等膜管的分离效率、衰减率、产气量等参数的实时测试，测试精度满足±0.1%.测试效率为5根/小时。可为油田氮气设备用户提供现场膜管分离效率的测试，同时也为新膜管入厂使用前的质量检测提供了平台。
附图说明
图1为实用新型中空压机撬的流程图；
图2为实用新型中模组测试撬的流程图；
图3为实用新型中模组测试撬的布局图。
具体实施方式
参照附图1-3对本实用新型做进一步描述：
一种单根氮气分离膜管性能参数检测装置，由空压机撬和模组测试撬组成，其中空压机撬上设有低压1和高压压缩机2，其中二者的进气口与大气连通，出气口上的管道上设有回流管线4和限压放空管线5，总出口管线6上设有空气冷却器3。模组测试撬上设有空气处理系统和氮气膜分离系统，其中空气处理系统包括空气缓冲罐7、过滤器8、冷干机13以及电加热器9，氮气膜分离系统包括膜管装夹台10以及其两端分别安装的进气管线11和出气管线12，其中进、出气管线上均设有温度流量计14和压力流量计15，且进气管线还设有空气流量计16、出气管线上还设有氮气流量计17以及氧分析仪18。膜管装夹台10包括两侧的管夹21，且管夹的位置可以调整，以适应不同长度的膜管；进气管线11和出气管线12均设有快换接头，以便于快速与膜管19的进出口连接。本装置通过安装有PID控制器的操作控制台20控制整套设备的运行，并收集和处理数据。
工作过程是：将一定量的空气经过低压压缩机或高压压缩机压缩后得到一定压力的压缩空气，压缩空气经过空气缓冲罐后进入空气处理系统，将压缩空气中的水、尘埃颗粒及油滴处理干净，然后干净的压缩空气通过空气加热器后加热到一定的温度，具有一定温度、干净的压缩空气进入膜管装夹台上的不同规格的膜组进行氮氧分离，通过操作控制台来监测分离后气体中氧气的含量来实现对膜管分离效率以及在不同压力、温度下的性能参数的检测，检测过程自动化程度高、并能自动输出性能检测曲线并打印测试报表。
操作控制台通过对装在膜前的空气流量计、压力及温度传感器与膜后的氮气流量计、氧分析仪、温度及压力传感器对整个流程空气及氮气的流量、压力、温度、含氧等参数的检测及采集，在工控机上进行相应的数据处理计算，从而获得该型膜管在不同压力、温度下的分离效率、合格氮气产量、最高氮气纯度等相关性能参数，并自动绘制性能检测曲线及测试报表。需要进行数据采集的不同工作压力点、温度点可根据试验要求，由工控机根据输入的设定测试点数据要求自动发出控制指令，通过PID控制模式，自动调节电机转速、放空阀门开启度、氮气纯度控制阀开启度设定等来达到测试要求的工况。

Claims (5)

1.一种单根氮气分离膜管性能参数检测装置，其特征在于：包括空气压缩系统、空气处理系统、氮气膜分离系统以及控制系统；所述的空气压缩系统压缩系统包括低压和高压空压机以及空气冷却装置；所述的空气处理系统包括空气缓冲罐、空气过滤器以及空气加热器；所述的氮气膜分离系统包括膜管装夹台以及其两端分别安装的进气管线和出气管线，其中进、出气管线上均设有温度和压力流量计，且进气管线还设有空气流量计、出气管线上还设有氮气流量计以及氧分析仪。
2.根据权利要求1所述的单根氮气分离膜管性能参数检测装置，其特征在于：所述的膜管装夹台包括两侧的装夹，且管夹的位置可以调整；所述的进气管线和出气管线均设有快换接头。
3.根据权利要求1或2所述的单根氮气分离膜管性能参数检测装置，其特征在于：所述的检测装置分为两个撬体，其中空气压缩系统单独撬装，空气处理系统以及氮气膜分离系统撬装在一起。
4.根据权利要求1或2所述的单根氮气分离膜管性能参数检测装置，其特征在于：所述的控制系统为PID控制器。
5.根据权利要求1或2所述的单根氮气分离膜管性能参数检测装置，其特征在于：所述的低压和高压压缩机由变频电机驱动，低压和高压压缩机的出口管线上均设有回流管线和放空管线。
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