[发明专利]一种可伸缩管道内颗粒物采样探头及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可伸缩管道内颗粒物采样探头及使用方法，属于管道内天然气中颗粒物的采样技术领域。

背景技术

天然气中颗粒物主要是天然气生产上游管道中的腐蚀产物或机械杂质，以及分离器操作不正常时夹带的杂质和油污，这些颗粒物会磨损在管线的阀门、仪表以及大型压缩机，影响整个管线的安全可靠运行，同时仪表的磨损也会造成天然气较大的计量误差，且还会对天然气加工和利用中所使用的装置与设备如使用车用压缩天然气的汽车发动机、发电用的天然气汽轮机和阀等产生不利影响。因此在天然气长输管道上都安装有过滤分离设备。目前输气管线一般用旋风分离器来除去直径较大的颗粒，而对气体净化要求高的场合则再加一级滤芯过滤器。旋风分离器和过滤器在选型、设计和性能评价等方面主要是依据通用的除尘设备和常压条件下的数据进行考虑，而旋风分离器和过滤器实际上是在高压和各种不同操作条件工作，实际运行效果与设计值会有较大偏差，因此为了评价使用中过滤分离设备的性能，需准确测定管道内颗粒物含量。

气体中颗粒物分布不均匀，因此，为了取得代表性样品，同一管道内需要选择多个采样点进行采样测量才能保证采样代表性和测量结果的准确可靠性。日本标准JIS Z8808-995“废气中粉尘浓度测定方法”、英国标准BS3405-1983“颗粒状排出物包括砂砾,灰埃的简易测定方法”、ISO9096:2003“固定源排放颗粒物质量浓度的人工测定”和GB/T16157-1996“固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法”等都对采样点数目进行了规定。目前使用的采样系统，一般应用在水泥窑窑尾、烟道和大气环境等领域，由于在常压或负压环境使用，不动装置任何操作下就可以任意装卸和改变采样点位置，如静压平衡烟尘等速取样管专利号CN91211428.2和皮托管平行等速采样法烟尘采样器等。

中国专利公开号：CN200310115387.7，提供一种管道内固体粉尘采样探头。是对管道内固体颗粒物进行等动采样的且对管道内流体扰动小、采样精确、安全可靠的采样探头。这种采样探头适用于高、低压管道，但是在安装和拆卸时需要停工来进行，且在测定过程中不能改变采样点位置，这样对同一管道内天然气中颗粒物测量，为保证采样代表性和测量结果的准确可靠性，选择不同的采样点需采用不同采样探头，且需多次停止设备运行的条件下进行安装和拆卸，操作复杂、增加成本并且会影响设备和管道的正常运行，因此实际测量过程中一般采用单点采样测定，测量结果具有一定片面性。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种可伸缩管道内颗粒物采样探头，用于管道内天然气中颗粒物的采样，也适用于其他气体管道或容器中颗粒物的采样。

本发明的目的是：提供一种对管道内颗粒物进行等速采样的可伸缩采样探头，最大工作压力12MPa，带压装卸且在测定过程中可改变不同采样点，对同一管进行多点采样测定，取管道内多点测量平均值作为颗粒物含量，保证采样代表性和测量结果的准确可靠性。

本发明采样的技术方案是：一种可伸缩管道内颗粒物采样探头，采样嘴的左端固定有采样管头和测速进气管头，采样嘴的右端通过螺纹固定在活塞杆的左端;活塞杆内有采样管和测速进气管，采样管出口与球阀相连，测速进气管出口与差压变送器相连;活塞杆与活塞缸之间有密封圈，法兰与活塞缸之间有密封圈，活塞杆在活塞缸内能够左右移动，活塞杆位置通过锁定块锁住;活塞缸的左端固定在法兰上，活塞缸的右端与锁定块相连，活塞缸的上端连接第一针形阀和第二针形阀;法兰与活塞杆之间固定有进气管通过第一针形阀连接到活塞缸;法兰有螺栓孔。

采样管的内径为4mm～20mm之间，活塞杆在活塞缸移动最大距离不小于500mm。

一种可伸缩管道内颗粒物采样探头的工作过程。参阅图1。首先将可伸缩管道内采样探头的法兰2通过连接螺栓孔3固定到检测管道，关闭第一针形阀10、第二针形阀11和球阀13。打开与法兰2相连的管道上球阀，再打开第一针形阀10，检测管道气体通过第一针形阀10进入活塞缸8的右室内，由于压差气体推动活塞杆4向左移动，活塞杆的采样嘴1移动到所需的位置，锁住锁定块12。然后将打开球阀13和差压变送器14进行测速采样。采样结束后，关闭球阀13和第一针形阀10，打开第二针形阀11放气，开启锁定块12，由于压差气体推动活塞杆4向右移动，待活塞杆4的采样嘴1移到与法兰2相连的管道上球阀出口后，关闭管道上球阀，开启球阀13卸压。最后将法兰2从管道上卸下。