[发明专利]湿气体条件中的总压力和总温度测量

说明书

技术领域

本文公开的主题的实施例大体上涉及湿气体压缩机中的改进，并且具体涉及用以测量与压缩机外壳内的液体混合的热气体的总温度和压力的探测器。

背景技术

用于抽取天然气体的离心压缩机通常必须在湿气体条件中操作，因为抽取的流体包含液相和气相的混合物。离心压缩机的性能通过分散在主气流中的呈液滴形式的液相气体的存在来改变。许多实验已经在受控气体湿度的条件下在离心压缩机上执行，并且结果示出了性能随包含在气流中的液体量水平增加而变化。因此，通常地，液体成分在它们进入压缩机之前与气流分离。这些分离器装置需要相当大量的空间，并且所有分离过程为非常昂贵，尤其是在海底操作的情况下。出于该原因，可利用湿气体直接操作而不需要较重、较大和昂贵的分离器的压缩机的开发在经济上非常有吸引力。在此类类型的压缩机的开发阶段中，主热动力参数如流速、流体速度、气体的总压力和总温度的测量变得对于评估它们的性能非常重要。令人遗憾的是，取决于气体和液体的布局可达到5%的体积百分比的主流中的液滴的存在当使用常规器具时，引起一些热动力参数的测量的误差，尤其是压力和温度，或者完全不允许测量。这归因于如下事实：液滴可沉积在探测器敏感元件上，引起测量中的误差。探测器的入口还可由于液滴的累积而变得阻塞。其它误差由微滴和气体之间利用动量交换的空气动力相互作用引起，该动量交换改变真实气体压力的测量。因此，在湿气体条件中，特别是在离心压缩机的外壳内的热动力参数的测量不是容易的任务。对于关于温度测量的，微滴在探测器的表面上的冲击和从探测器表面吸热的可能蒸发导致温度读数低于真实气体温度。测量湿气流的压力和温度的尝试依靠用以防止通过探测器的内部隔间的液体溢流或避免探测器的入口孔口堵塞的方法。探测器的溢流可通过使用输出孔口部分地解决。对于塞住，发现的解决方案依靠几何形状和用于可使用亲水材料制成的探测器的孔口的材料。在该最后的解决方案中，需要一旦充满水就替换亲水材料。其它解决方案预见到具有特别复杂的几何形状的探测器，具体是皮托管类型，或依靠主动系统的实施，像加热输入孔口来使微滴蒸发加速。在任何情况下，这些或其它更复杂的解决方案不适用于离心压缩机，或无论如何仅工作用于液相质量的低百分比。此外，未发现可小型化来用于在压缩机内测量的探测器。迄今为止，还未开发出可克服描述的问题的特定探测器。由于没有能够提供准确数据的仪器，故总压力或总温度的测量不论它们的实用性，目前都未在湿气体条件中操作的压缩机的性能测试期间执行。小型化和可靠的探测器可为能够在湿气体条件下操作的压缩机的开发中的又一步。此类探测器的实现因此高度需要。

发明内容

因此，一般需要实现可在湿气体条件下，也在气流中的液体质量的高百分比值下准确地测量总压力或总温度的探测器。更具体而言，需要实现小型化探测器，其能够测量在湿气体状况中工作的离心压缩机中的总压力或总温度。

因此，本发明的第一方面为探测器。

根据其实施例，一种用于测量两相湿气流的总压力或总温度的探测器包括柄、柄的顶部上的末梢、用作形成在末梢中的护罩的杯，杯具有大体上垂直于柄的纵轴线的纵轴线并且具有垂直于其纵轴线的、在进入的湿气流旁边的开启前端和相对侧上的闭合后端、定位在杯内用作进入的湿气流的压力或温度测量装置的至少一个管或一个热元件、穿过杯的壁的至少一个孔，以及器件，其用以使围绕杯流动的湿气体加速，由此压力降低在所述至少一个孔附近产生，以从杯内侧吸入液体，该液体形成湿气流的相。

本发明的第二方面在于一种用以测量两相湿气流的总压力和温度的方法。

根据其实施例，一种用以测量两相湿气流的总压力或温度的方法包括：

使用设有杯的探测器，其中两相气流可减慢直至静止，

在杯周围产生压降，以及

通过形成在杯的壁中的一个或更多个孔从杯内侧吸入形成两相中的一个的液体。

有利的是，用以在探测器周围产生压降的器件由至少一个喷嘴构成，该至少一个喷嘴具有平行于杯的纵轴线的纵轴线。

本发明的第三方面为一种用于测量离心湿气体压缩机的性能的系统。

根据其实施例，一种用于测量离心湿气体压缩机的性能的系统包括置于压缩机内的小型化探测器，用于测量载有液体微滴的气流的总压力和总温度；探测器设有杯，其中气流可减慢直至静止，并且设有器件，其用以在杯周围产生压降，以便通过形成在杯的壁中的一个或更多个孔从杯内侧吸入液滴。

附图说明