[发明专利]燃气质量测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃气热值测量设备领域，更具体的涉及一种测量燃气质量的装置。

背景技术

天然气、煤气、液化气、煤层气和生物质气等燃气的热值测量方法包括在线气相色谱法和气体热量计法两类。

气体热量计通过直接燃烧燃气测量燃气热值。常见的气体热量计有两种，即水流式气体热量计和Culter-Hammer气体热量计。水流式气体热量计利用水流吸热方式来测定热值，即燃气在恒定压力下进入本生灯连续燃烧，释放出热量；在热量计内与连续恒温水流进行充分的热交换使水流温度升高；最后可以根据固定时间内流过热量计的水的质量、温升、比热以及燃气的体积来计算燃气热值。

Culter-Hammer热量计则利用空气吸热方式来测定热值，即燃气连续燃烧释放出热量，在热量计内与连续空气流进行充分的热交换使空气流温度升高；最后可以根据固定时间内流过热量计的空气的体积、温升、比热以及燃气的体积来计算燃气的热值。

上述两种热量计采用气体流量计测定燃气的体积，测量不确定度在(0.1％～0.4％)范围内。根据体积换算燃气质量，则燃气质量的测量不确定度在(0.1％～0.4％)范围内。燃气质量测定的不确定度较大，制约了燃气热值测量结果的准确性。

除了上述两种常见的连续燃烧热量计，还有一种间歇燃烧的氧弹式气体热量计。在氧弹式气体热量计中，燃气和氧气被密闭的氧弹中，点火燃烧后热量被氧弹及其周围的水吸收，最后可以根据氧弹热量计的热容量和燃气的体积计算燃气的热值。氧弹式气体热量计用水替代法测量燃气体积，该方法存在系统误差，估计体积测量不确定度在(0.1％～0.2％)范围内，亦即质量测量不确定度在(0.1％～0.2％)范围内。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确测量参与燃烧的燃气质量的装置，用于高精度气体热量计测量燃气热值时燃气质量的测定。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种燃气质量测量装置，其特征在于，在密闭腔体内设有高精度的电子天平，在电子天平上装有样品支架，在样品支架上设有燃气罐升降装置和参比罐升降装置，在燃气罐升降装置和参比罐升降装置上设有燃气罐和参比罐；在密闭腔体内装有温度湿度压力传感器；燃气罐通过细径柔性气体管路和四通阀与燃气钢瓶、真空泵和热量计分别连接，在细径柔性气体管路上装有气压计；电子天平、温度湿度压力传感器、四通阀、真空泵和热量计均与工业控制计算机电连接。

所述的高精度电子天平，最大称样量不小于200g，质量测量分辨率不大于0.01mg；所述的电子天平用于称量燃气罐和参比罐的质量，根据燃气释放前、后燃气罐质量之差，计算从燃气罐释放出来、参与燃烧的燃气的质量。

所述的燃气罐，球型，由壁厚为1.5mm的不锈钢制成；燃气罐储存燃气，压力在(1.5×10⁶Pa～2.4×10⁶Pa)范围内；燃气罐底部由细径柔性气体管路与四通阀相连；所述的参比罐，球型，由壁厚为1.5mm的不锈钢制成，体积与燃气罐体积相同，底部连接细径柔性气体管路。

所述的样品支架，放置在高精度电子天平的称量台上，用于支撑燃气罐或参比罐，以实现燃气罐或参比罐的质量测量。燃气罐升降装置，用于升起或降落燃气罐，当升起燃气罐时，燃气罐与样品支架没有接触，当降落燃气罐时，燃气罐落在样品支架上，可以称量其质量；参比罐升降装置，用于升起或降落参比罐，当升起参比罐时，参比罐与样品支架没有接触，当降落参比罐时，参比罐落在样品支架上，可以称量其质量。

所述的密闭腔体，由不锈钢制成，其长宽高为600mm×600mm×600mm，其正面有带观察窗的平开门；密闭腔体放置在隔振台上；密闭腔体内放置高精度电子、样品支架、燃气罐、参比罐和温度湿度压力传感器等。

所述的温度湿度压力传感器，用于测量密闭腔体内空气的温度、湿度和压力，用于计算空气密度；温度湿度压力传感器与计算机连接，可向计算机传递实时温度、湿度和压力数据。

所述的气压计，安装在燃气罐通向四通阀的细径柔性气体管路上，用于测量管路内气体压力；所述的细径柔性气体管路，其内径不大于1.5mm，非金属材料制成，耐压超过3×10⁶Pa；所述的四通阀，同时连接燃气罐、燃气钢瓶、气体热量计和真空泵。