[发明专利]一种气体低温换热性能试验系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业安全领域，特别涉及一种气体低温换热性能试验系统。

背景技术

我国煤层气资源储量丰富，发展潜力巨大。现开采的煤层气中多含有氮氧等空气组分，具有爆炸危险性。煤层气液化是煤层气主要的应用领域之一，在煤层气液化流程的提纯阶段，精馏塔内，随着甲烷的逐渐液化提纯，精馏塔顶部氧气、氮气含量逐渐增加，甲烷的含量较低，故在精馏塔“低温高压”的工况下，甲烷可能处于爆炸极限范围内，若遇残余重烃颗粒及粉尘碰撞产生的零星火花或外界热源影响，就有可能引发燃烧爆炸。因此，为了保障煤层气液化流程的安全性，必须对掌握含氧煤层气等可燃气体在超低温条件下的爆炸极限，以及爆炸过程中的压力、温度等参数的变化规律。很多学者和技术人员均在可燃气体爆炸特性方面进行研究，但其研究方向往往是集中在可燃气体常温常压或高温高压工况下，对于涉及可燃气体液化的低温工况的研究甚少。

超低温下可燃气体爆炸特性测试装置及方法，在试验罐外侧加了制冷装置，主要是测量超低温下可燃气体的爆炸特性、最小点火能量等。本装置因系统中装有填料，无法在试验罐内部加盘管进行降温，只能采用导热的办法，但热阻较大，可能无法直接进行降温。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种气体低温换热性能试验系统。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种气体低温换热性能试验系统，包括腔体1、液氮发生器2、冷却盘管3、气体发生器4、温度传感器7和液位计9；与液氮发生器连接的管道伸入到腔体内，液氮发生器用于向腔体内注入液氮；所述冷却盘管设置于腔体内，冷却盘管的进气口与气体发生器连接，流经冷却盘管的气体由冷却盘管的出气口排出到腔体外，所述冷却盘管部分没入到液氮8下；与冷却盘管连接的管道上设置有温度传感器；所述液位计设置于腔体上，用于检测腔体内液氮的液位。

进一步，所述腔体的外层设置有保温层10。

进一步，连接冷却盘管与气体发生器的管道上设置有第一调压阀V1。

进一步，连接冷却盘管与气体发生器的管道上设置有流量计5。

进一步，连接液氮发生器与腔体的管道上设置有第二调压阀V2。

进一步，与冷却盘管的出气口连接的管道上设置有第三调压阀V3。

进一步，与冷却盘管的出气口连接的管道上设置有压力表6。

所述腔体上设置有压力表。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

本发明传热方法是对流，避免了导热热阻大的难题。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的结构图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

一种气体低温换热性能试验系统，包括腔体1、液氮发生器2、冷却盘管3、气体发生器4、流量计5、压力表6、温度传感器7、液位计9和保温层10。

腔体，作为试验用容器；采用不锈钢铁桶外加保温层即可。铁桶内径没有特殊要求，试验目的达到后将直径记录即可，移入巷道配气时就用这个铁桶。

冷却盘管：采购紫铜管和弯管器自行绕制，铜管规格φ10。绕制圈数暂定为30圈，试验成功后，记录盘管跨距，每一圈的直径。从液氮浴出来后的管段进行保温。

流量计：流量范围为0～100L/min(0℃，101325Pa，下同)，要求压力、流体组分的变化不影响结果的准确性，读数须有3个有效数字。

温度传感器：热电阻，采用扩管安装。

液氮发生器：采用常规175L的液氮杜瓦瓶即可。

气体发生器：包括氧气、甲烷、氮气钢瓶，普通40L钢瓶。

调压阀V1：普通减压阀，带有2个压力表，每个压力表可测量阀前和阀后的压力，尺寸根据管道进行选择。

调压阀V2、V3：采用低温电动调节阀，根据管道进行选型。

液位计：测量液氮，量程0～800mm。

与液氮发生器连接的管道伸入到腔体内，液氮发生器用于向腔体内注入液氮；所述冷却盘管设置于腔体内，冷却盘管的进气口与气体发生器连接，流经冷却盘管的气体由冷却盘管的出气口排出到腔体外，所述冷却盘管部分没入到液氮8下；与冷却盘管连接的管道上设置有温度传感器；所述液位计设置于腔体上，用于检测腔体内液氮的液位。