[实用新型]管道内气溶胶监测装置以及管道系统

说明书

本申请公开了一种管道内气溶胶监测装置以及管道系统，监测装置包括：变径机构能对管道的开度进行控制；检测路设置有用于对气溶胶浓度和粒径分布气溶胶浓度和粒径分布进行测试的测量装置；采样机构的入口端与位于变径机构上游的管道连通，采样机构的出口端与检测路的入口连通；回流机构的出口端与位于变径机构下游的管道连通，回流机构的入口端与检测路的出口连通；第一检测机构，第一检测机构用于对管道内的气体的流量进行检测；第二检测机构，第二检测机构用于对检测路内的气体的流量进行检测；第一控制阀，第一控制阀用于对检测路内的气体的流量进行控制。该监测装置可动态调整变径机构的开度，实现样品气体的流速与管道内气体的流速相同，提高了测量的精确性。

技术领域

本实用新型是涉及管道领域，具体的是一种管道内气溶胶监测装置以及管道系统。

背景技术

通常，管道内的气体往往会带有一些粉尘或杂质，这些杂质可能会危害管道的运行安全。例如，高压天然气管道在开采和集输过程中一般都会夹带有粉尘和液滴等颗粒物杂质。特别是刚建成的高压天然气管道，施工残留的粉尘直接威胁下游设备的运行安全，对燃气轮机和压缩机的影响尤为严重。而高压天然气管道的长期运行过程中，由于天然气气质的变化会存在凝析液和水的生成和沉积，高压天然气管道内腐蚀和内涂层脱落等会增加固体杂质的含量，尤其在清管工况下，对下游的增压设备、仪表阀门等影响较大。天然气站场常用旋风分离器和过滤器除去上述颗粒物杂质。

旋风分离器等分离设备在建站初期和清管时除尘效果明显，能够满足工艺要求。但在运行一段时间后，旋风分离器内存在的关键部件磨蚀、颗粒物杂质沉积等问题，会影响到旋风分离器的实际运行性能。过滤器的核心元件是滤芯，作为非标设备，不同生产商、不同批次的滤芯的实际过滤性能参差不起，因滤芯设计不合理、使用操作不当等问题导致的过滤器失效、压缩机非正常停机等事故时有发生。因此，对实际管道内的气溶胶浓度和粒径分布进行检测及监测，有助于了解管道内气质状况和评价过滤分离设备的实际性能，最大限度的保障管道运行安全。

在中国专利库中公开了一份专利号为“ZL201210479392.5”、名称为“适用于高压气体管道内颗粒物在线检测的装置及方法”的文件，其公开了一种适用于高压气体管道内颗粒物在线检测的装置及方法，在线检测单元包括依次串接的主采样嘴以及流量分配器；主采样嘴的前端伸入需检测的高压气体管道内，末端串接流量分配器气体进口；流量分配器设置有一个腔体，腔体分出主路及旁路两条管路，主路依次串接二次采样嘴、在线颗粒物粒径谱仪以及第一质量流量控制器，旁路串接第二质量流量控制器；主采样嘴从高压气体管道内采样后，所采气样从流量分配器气体进口经扩散进入腔体后，分别经二次采样嘴和旁路出口排出。

该装置还可进一步包括离线检测单元、长期在线监测单元。离线检测单元包括第二颗粒物捕集器，第二颗粒物捕集器一端连接于主采样嘴与流量分配器之间的管路，另一端连接于旁路出口与第二质量流量控制器之前的管路上，主要用于将其检测结果同在线检测的结果比较，验证可靠性。长期在线监测单元包括粉尘浓度传感器和计算机，粉尘浓度传感器用于检测管道内的粉尘情况，将管道内的颗粒物浓度值转成电流信号传输至计算机以实现长期在线监测。

但是，该实用新型仍然存在以下不足：

一、该实用新型对样品气的后续处理方式仅为“排出”。“排出”一般可以理解为“引至安全区域放空”，这会造成了样品气体的浪费，尤其是高压工况和等动采样的条件下，样品气的损失量较大。以压力10MPa、气体流速为10m/s的管道使用内径为6mm的采样管等动取样为例，所需的样品气流量达400Nm³/h。也可理解为“样品气通入其它容器而避免放空浪费”或“增压回注到原管道”，这类处理方法对工艺和设备的要求较高，不仅增加了样品气压力容器或气体压缩机、连接管路等多个气体泄露风险点，也增大了购置样品气增压回注设备、现场施工工作量、设备空间等综合成本。

二、该实用新型采用的静电浓度传感器仅能粗略得到颗粒物杂质的浓度情况，并不能同时实现颗粒物杂质的浓度和粒径分布的在线测试，尤其是不适于在线监测和分析过滤分离设备对不同粒径的颗粒的分离效率。