RU2801789C1 - Device for evaluation of partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam - Google Patents

Device for evaluation of partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam Download PDF

Info

Publication number
RU2801789C1
RU2801789C1 RU2023101319A RU2023101319A RU2801789C1 RU 2801789 C1 RU2801789 C1 RU 2801789C1 RU 2023101319 A RU2023101319 A RU 2023101319A RU 2023101319 A RU2023101319 A RU 2023101319A RU 2801789 C1 RU2801789 C1 RU 2801789C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
geothermal steam
pressure
partial pressure
condensed gas
temperature
Prior art date
Application number
RU2023101319A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Кирюхин
Андрей Юрьевич Поляков
Никита Борисович Журавлев
Original Assignee
Алексей Владимирович Кирюхин
Андрей Юрьевич Поляков
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Владимирович Кирюхин, Андрей Юрьевич Поляков filed Critical Алексей Владимирович Кирюхин
Application granted granted Critical
Publication of RU2801789C1 publication Critical patent/RU2801789C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurements.
SUBSTANCE: measurement of pressure or volume of gas or vapours. The proposed invention can be used to measure the partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam during its condensation. The problem is solved by obtaining real-time data for estimating the partial pressure of non-condensed gas from a GPRS/3G recorder connected to an atmospheric pressure sensor, a geothermal steam pressure sensor on the turbine condenser, a geothermal steam temperature sensor on the turbine condenser according to the formula. The partial pressure of non-condensed gas is calculated after the data is transferred via the UMTS HSPA+ Internet protocol from the recorder to the cloud service by means of the service or by processing the data stored there on a personal computer.
EFFECT: ensuring continuous monitoring of changes in the partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam in real time, in which, during steam condensation, the measured temperature automatically reaches the saturation temperature at the corresponding water vapor pressure.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к классу оборудования, использующего анализ материалов путем измерения давления или объема газа или паров, и может быть использовано для оценки парциального давления неконденсированного газа в геотермальном паре при его конденсации.The invention relates to a class of equipment using material analysis by measuring the pressure or volume of a gas or vapor, and can be used to estimate the partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam during its condensation.

Наиболее близким из известных аналогов является психрометр, в котором измерение парциального давления водяных паров в воздухе осуществляется по данным одновременного измерения температуры воздуха и температуры насыщенного парами воды воздуха (https://ru.wikipedia.org/wiki/Психрометр, Толмачева Н.И. Методы и средства гидрометеорологических измерений (для метеорологов) // Учебное пособие. Пермь: ПГНИУ, 2011 - 224 с.).The closest of the known analogues is a psychrometer, in which the measurement of the partial pressure of water vapor in the air is carried out according to the data of the simultaneous measurement of the air temperature and the temperature of the air saturated with water vapor (https://ru.wikipedia.org/wiki/Psychrometer, Tolmacheva N.I. Methods and means of hydrometeorological measurements (for meteorologists) // Tutorial, Perm: PGNIU, 2011 - 224 p.).

Недостатком аналога устройства является необходимость измерения температуры на смачивающем устройстве, в то время как в предлагаемом способе измерения при конденсации пара температура автоматически достигает температуры насыщения при соответствующем давлении геотермального пара.The disadvantage of the analogue of the device is the need to measure the temperature on the wetting device, while in the proposed method of measurement during condensation of steam, the temperature automatically reaches the saturation temperature at the corresponding pressure of geothermal steam.

Сущность технического решения состоит в получении исходных данных об атмосферном давлении, относительном давлении геотермального пара и температуре геотермального пара с регистратора GPRS/3G, подключенного к датчику измерения атмосферного давления, датчику измерения относительного давления геотермального пара, датчику измерения температуры геотермального пара посредством кабелей с коннекторами 8P8G в режиме реального времени через последовательный порт RS485 (интервал регистрации данных устанавливается программным способом для оценивания парциального давления неконденсированного газа по формуле:The essence of the technical solution is to obtain initial data on atmospheric pressure, geothermal steam relative pressure and geothermal steam temperature from a GPRS/3G recorder connected to an atmospheric pressure sensor, a geothermal steam relative pressure sensor, a geothermal steam temperature sensor using cables with 8P8G connectors in real time mode via the RS485 serial port (the data logging interval is set by software to estimate the partial pressure of non-condensed gas according to the formula:

Рнкг=Ратм+Ρ-PS(T)=Ратм+Ρ-1966,197603+113,6933923⋅Τ-6,307898001⋅Τ2,R nkg \u003d R atm + Ρ-PS (T) \u003d R atm + Ρ-1966.197603 + 113.6933923⋅Τ-6.307898001⋅Τ 2 ,

включающей аппроксимирующую зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры (Вукалович М.П. Теплофизические свойства воды и водяного пара // Изд-во Машиностроение», М. 1967, 159 с.) в диапазоне температур от 10 до 50°С, гдеincluding an approximating dependence of saturated water vapor pressure on temperature (Vukalovich MP. Thermophysical properties of water and water vapor // Engineering Publishing House, M. 1967, 159 p.) in the temperature range from 10 to 50 ° C, where

Рнкг - парциальное давление неконденсированного газа, Па;Р nkg - partial pressure of non-condensed gas, Pa;

Ратм - атмосферное давление, Па;P atm - atmospheric pressure, Pa;

Ρ - относительное давление геотермального пара, Па;Ρ - relative pressure of geothermal steam, Pa;

Τ - температура геотермального пара, °С;Τ - temperature of geothermal steam, °С;

PS(T) - давление насыщения водяного пара при температуре Т, Па).PS(T) - saturation pressure of water vapor at temperature T, Pa).

Расчет парциального давления неконденсирующегося газа по указанной выше формуле осуществляется после передачи данных посредством интернет-протокола UMTS HSPA+ с регистратора на облачный сервис, средствами сервиса, либо самостоятельной обработкой хранимых там данных на персональном компьютере.The calculation of the partial pressure of non-condensable gas according to the above formula is carried out after the data is transferred via the UMTS HSPA + Internet protocol from the recorder to the cloud service, by means of the service, or by self-processing of the data stored there on a personal computer.

На фиг. 1 изображена структурная схема изобретения. В состав устройства получения исходных данных для оценки парциального давления неконденсированного газа в геотермальном паре входят: 1 - GPRS/3G регистратор данных в реальном времени, установленный в щит ЩУРН-1/12, электрическое питание осуществляется от сети 220 вольт (11) при помощи блока питания (3); 2 - щит ЩУРН-1/12; 3 - блок питания 12 вольт 2 ампера; 4 - цифровой датчик измерения атмосферного давления, точность измерения ±0,25%, установлен на боковой стороне щита ЩУРН-1/12, подключен к последовательному порту RS485 регистратора (1) кабелем с коннектором 8Р8С; 5 - цифровой датчик измерения относительного давления геотермального пара, диапазон измерений от -1,00 до 0,00 бар, точность измерения ±0,5%, установленный на конденсаторе турбины (7) посредством резьбового соединения G1/2, подключен к последовательному порту RS485 регистратора (1) кабелем с коннектором 8Р8С; 6 - цифровой датчик измерения температуры геотермального пара, диапазон измерений от -40 до 110°С, точность измерения ±0,5%, установленный на конденсаторе турбины (7) посредством резьбового соединения G1/2, подключен к последовательному порту RS485 регистратора (1) кабелем с коннектором 8Р8С; 8 - внешняя GPRS/3G антенна, подключена коаксиальным кабелем к регистратору (1) через SMA разъем, 9 - облачный сервис; 10 - персональный компьютер; 11 - подключение к электрической сети 220 вольт. Доступ к текущим и сохраненным данным осуществляется после их передачи посредством интернет-протокола UMTS HSPA+ с регистратора на облачный сервис (9) и в конечном итоге на персональный компьютер (10). Щит (2) с регистратором (1) устанавливается в стойку для электрооборудования, GPRS/3G антенна (8) располагается в зоне уверенного приема GPRS/3G сигнала.In FIG. 1 is a block diagram of the invention. The device for obtaining initial data for estimating the partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam includes: 1 - GPRS / 3G real-time data recorder installed in the ShchURN-1/12 shield, electrical power is supplied from a 220 volt network (11) using a block nutrition (3); 2 - shield SCHURN-1/12; 3 - power supply 12 volts 2 amperes; 4 - digital sensor for measuring atmospheric pressure, measurement accuracy ± 0.25%, installed on the side of the SHURN-1/12 shield, connected to the RS485 serial port of the recorder (1) with a cable with an 8P8S connector; 5 - digital sensor for measuring the relative pressure of geothermal steam, measurement range from -1.00 to 0.00 bar, measurement accuracy ± 0.5%, installed on the turbine condenser (7) via a G1/2 threaded connection, connected to the RS485 serial port recorder (1) with a cable with a 8Р8С connector; 6 - digital sensor for measuring the temperature of geothermal steam, measurement range from -40 to 110°C, measurement accuracy ± 0.5%, installed on the turbine condenser (7) through a G1/2 threaded connection, connected to the RS485 serial port of the recorder (1) cable with 8P8S connector; 8 - external GPRS/3G antenna, connected by coaxial cable to the recorder (1) via SMA connector, 9 - cloud service; 10 - personal computer; 11 - connection to the electrical network 220 volts. Access to current and saved data is carried out after their transfer via the UMTS HSPA+ Internet protocol from the registrar to the cloud service (9) and ultimately to a personal computer (10). The shield (2) with the recorder (1) is installed in the rack for electrical equipment, the GPRS/3G antenna (8) is located in the zone of reliable GPRS/3G signal reception.

Принцип работы устройства заключается в получении и использовании данных для оценки парциального давления неконденсированного газа, которое рассчитывается по разнице абсолютного давления (суммы измеряемых относительного давления геотермального пара и атмосферного давления) и расчетного давления насыщения водяного пара при измеряемой температуре (см. формулу выше).The principle of operation of the device is to obtain and use data to estimate the partial pressure of non-condensed gas, which is calculated from the difference in absolute pressure (the sum of the measured relative pressure of geothermal steam and atmospheric pressure) and the calculated saturation pressure of water vapor at the measured temperature (see formula above).

Созданное устройство позволяет обеспечить непрерывные наблюдения за изменением парциального давления неконденсированного газа в геотермальном паре в режиме реального времени.The created device allows for continuous monitoring of changes in the partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam in real time.

Claims (8)

Устройство для оценки парциального давления неконденсированного газа в геотермальном паре по формулеA device for estimating the partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam according to the formula Рнкг=Ратм+Ρ-PS(T)=Ратм+Ρ-1966,197603+113,6933923⋅Т -6,307898001⋅Т 2, гдеR nkg \u003d R atm + Ρ-PS (T) \u003d R atm + Ρ-1966.197603 + 113.6933923⋅T -6.307898001⋅T 2 , where Рнкг - парциальное давление неконденсированного газа, Па;Р nkg - partial pressure of non-condensed gas, Pa; Ратм - атмосферное давление, Па;P atm - atmospheric pressure, Pa; Ρ - относительное давление геотермального пара, Па;Ρ - relative pressure of geothermal steam, Pa; Т - температура геотермального пара, °С;Т - temperature of geothermal steam, °С; PS(T) - давление насыщения водяного пара при температуре Т, Па,PS(T) - saturation pressure of water vapor at temperature T, Pa, содержит: GPRS/3G регистратор данных в реальном времени, где интервал регистрации данных устанавливается программным способом, с датчиками, сочлененными проводными соединениями посредством коннекторов 8Р8С с его последовательным портом RS485: датчик измерения атмосферного давления; датчик измерения относительного давления геотермального пара и датчик измерения температуры геотермального пара, установленные на конденсаторе турбины посредством резьбового соединения G1/2; внешнюю GPRS/3G антенну, подключенную коаксиальным кабелем к регистратору через SMA разъем; блок питания 12 вольт 2 ампера, а расчет получаемого парциального давления по указанной выше формуле осуществляется после передачи данных посредством интернет-протокола UMTS HSPA+ с регистратора на облачный сервис средствами сервиса, либо обработкой хранимых там данных на персональном компьютере. contains: GPRS/3G real-time data logger, where the data logging interval is set by software, with sensors articulated by wired connections via 8P8C connectors with its RS485 serial port: atmospheric pressure measurement sensor; a geothermal steam relative pressure measurement sensor and a geothermal steam temperature measurement sensor installed on the turbine condenser via a G1/2 threaded connection; an external GPRS/3G antenna connected by a coaxial cable to the recorder via an SMA connector; the power supply is 12 volts 2 amperes, and the calculation of the resulting partial pressure according to the above formula is carried out after transferring data via the UMTS HSPA + Internet protocol from the registrar to the cloud service using the service tools, or processing the data stored there on a personal computer.
RU2023101319A 2022-06-28 Device for evaluation of partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam RU2801789C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801789C1 true RU2801789C1 (en) 2023-08-15

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU620854A1 (en) * 1976-04-14 1978-08-25 Предприятие П/Я В-8855 Pressure measuring device
RU59245U1 (en) * 2006-06-20 2006-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "АНГАРСКОЕ-ОКБА" DEVICE FOR MEASURING PARTIAL OXYGEN PRESSURE
RU63930U1 (en) * 2005-12-12 2007-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "АНГАРСКОЕ-ОКБА" PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR
RU2007107720A (en) * 2007-03-01 2008-09-10 Сергей Михайлович Коротков (RU) PULSE PARTIAL POWER PLANT
US20100100339A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-22 Juergensen Kevin W Apparatus and method for comparing gas pressure measurements
DE102012101313A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Contros Systems & Solutions Gmbh Apparatus for detecting a partial pressure and method for operating the same
RU2556288C2 (en) * 2013-03-29 2015-07-10 Валерий Владимирович Коваленко Analyser of total pressure, density and partial pressure of water vapours in low vacuum

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU620854A1 (en) * 1976-04-14 1978-08-25 Предприятие П/Я В-8855 Pressure measuring device
RU63930U1 (en) * 2005-12-12 2007-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "АНГАРСКОЕ-ОКБА" PRESSURE PRESSURE PRESSURE SENSOR
RU59245U1 (en) * 2006-06-20 2006-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "АНГАРСКОЕ-ОКБА" DEVICE FOR MEASURING PARTIAL OXYGEN PRESSURE
RU2007107720A (en) * 2007-03-01 2008-09-10 Сергей Михайлович Коротков (RU) PULSE PARTIAL POWER PLANT
US20100100339A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-22 Juergensen Kevin W Apparatus and method for comparing gas pressure measurements
DE102012101313A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 Contros Systems & Solutions Gmbh Apparatus for detecting a partial pressure and method for operating the same
RU2556288C2 (en) * 2013-03-29 2015-07-10 Валерий Владимирович Коваленко Analyser of total pressure, density and partial pressure of water vapours in low vacuum

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Поляков, А.Ю. Удаленный мониторинг динамики поступления магматического газа в геотермальный резервуар на базе станции HOBO RX 3000 / А. Ю. Поляков // Материалы Всероссийской научной конференции с международным участием "Геотермальная вулканология, гидрогеология, геология нефти и газа" (Geothermal Volcanology Workshop 2020), Петропавловск-Камчатский, 03-08 сентября 2020 года. - Петропавловск-Камчатский: Институт Вулканологии и Сейсмологии ДВО РАН, 2020. - С. 90-93. - EDN EKZEZO. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106018439B (en) Microwave remote sensing soil moisture monitoring system and its monitoring method
Ji et al. A recursive least-squares algorithm for on-line 1-D inverse heat conduction estimation
CN106053554B (en) Soil body volumetric water content test method based on electromagnetic wave time domain reflectometry
CN206192402U (en) Gaseous little water of SF6, density on -line monitoring system
WO2019184076A1 (en) Method for measuring heterogeneous content of finite-thickness material based on virtual heat source principle
RU2801789C1 (en) Device for evaluation of partial pressure of non-condensed gas in geothermal steam
WO2016161979A1 (en) Temperature measuring method, device, probe and system
CN102621180B (en) Method for testing energy-saving performance of doors and windows
CN108318529B (en) Temperature compensation method for voltage detection, electric field fingerprint detection method and system
CN110568074B (en) Wind turbine blade crack positioning method based on non-contact multipoint vibration measurement and Hilbert conversion
CN104422428A (en) Device and method for detecting marine hydrological parameter jump layer characteristics by using AUV (Autonomous Underwater Vehicle)
Paloscia et al. Microwave remote sensing of plant water stress
CN113587992A (en) Ultrasonic double-wave measurement method, application and equipment for pretightening force and temperature of solid material
Yordanov et al. Testing and clearing the high temperature module error from 0 to 1250 C for measurement with 16 K-type thermocouples
CN114113464A (en) Online testing device and method for dryness of wet steam of steam transmission pipeline
Yaparova et al. Method for temperature measuring inside a cylindrical body based on surface measurements
CN106771053B (en) A kind of method and device of soil ice content detection
CN108656330A (en) Concrete prefabricated element maintenance monitoring and quality evaluating method and system
RU2450262C1 (en) Method of determining moisture content of gases and apparatus for realising said method
CN110672058B (en) On-line calibration data sequence matching method and device of sensor for structure monitoring
CN108333436B (en) Hanging piece-based distributed electric field fingerprint detection system and detection method
CN107356627B (en) A method of based on fictitious heat source using the four parameters matching measurement heterogeneous content of material
CN108318570B (en) Hanging piece-based modular electric field fingerprint detection system and detection method
CN111913127A (en) Intelligent detection device and method for tubular bus
CN108760810A (en) A kind of steam quality detection method and device