一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法及其裝置製造方法

2023-10-22 04:58:12

一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法及其裝置製造方法
【專利摘要】一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法，包括以下步驟：1)在煤氣櫃底部油溝冷凝水下部的冷凝水取壓點處設置冷凝水壓力變送器、在煤氣櫃底部油溝稀油下部的稀油取壓點處設置稀油壓力變送器，將冷凝水壓力變送器、稀油壓力變送器均連接至PLC控制系統；2)通過PLC控制系統實時監視煤氣櫃底部油溝冷凝水的水位即油水界面高度；3)當步驟2)監視的油水界面高度達到設定的高度上限值時，將煤氣櫃底部油溝內的冷凝水排出。檢測裝置包括冷凝水壓力變送器、稀油壓力變送器以及PLC控制系統。本發明安裝簡單方便、操作安全可靠、檢測及時準確；有效解決現有煤氣櫃底部油溝油水界面檢測存在穩定性差、檢測精度低、抗幹擾能力差、設備投資高等缺點。
【專利說明】一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法及其裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金行業儀表測控領域，具體涉及一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]煤氣櫃在回收煤氣時活塞沿煤氣櫃櫃壁上下運行，活塞和煤氣櫃櫃壁之間的縫隙用稀油進行密封，用以防止煤氣櫃內的煤氣向外洩漏。
[0003]稀油從活塞油溝通過活塞和煤氣櫃櫃壁之間的縫隙滲透到煤氣櫃櫃壁並沿煤氣櫃櫃壁流到煤氣櫃底部油溝。由於稀油一直在活塞和煤氣櫃櫃壁之間的縫隙中滲透流出，從而避免了煤氣櫃內的煤氣從活塞和煤氣櫃櫃壁之間的縫隙向外洩漏；稀油沿煤氣櫃櫃壁流動過程中，將煤氣中的部分水分冷凝成冷凝水，附著稀油一起流到煤氣櫃底部油溝，煤氣櫃底部油溝對附著有冷凝水的稀油進行油水分離，稀油在底部油溝的上部被稀油泵送到煤氣柜上部高位油箱繼續使用，底部油溝下部是冷凝水，冷凝水達到一定量時必需及時排掉。
[0004]現有煤氣櫃底部油溝油水界面的檢測方法主要採用浮球界面計或雷達界面計等方法檢測，這些檢測方法存在很多缺點，第一，安裝很複雜，必須將稀油、冷凝水以及煤氣櫃內煤氣通過導流渠或導流管引到煤氣櫃外進行檢測；第二，測量精度低，特別對於密度相近的稀油和冷凝水的界面檢測；第三，抗幹擾差、穩定性能差；第四，設備投資費用高等。
[0005]油水界面一旦沒有及時被準確檢測出來和排放掉，冷凝水被稀油泵連同稀油一起送到高位油箱，含有冷凝水的稀油不能很好地密封活塞和煤氣櫃櫃壁之間的縫隙，煤氣櫃內的煤氣就有可能從活塞和煤氣櫃櫃壁之間的縫隙向外洩漏，不僅造成煤氣丟失、汙染環境，更重要的是向外洩漏的煤氣導致區域內人員煤氣中毒甚至爆炸事故的發生。

【發明內容】

[0006]本發明要解決的技術問題是，針對現有煤氣櫃底部油溝油水界面檢測方法存在穩定性差、檢測精度低、抗幹擾能力差、設備投資高等不足，提供一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法及其裝置，能在控制室對油水界面高度實時監控，油水界面高度一旦達到上限，及時將冷凝水排掉，安裝簡單方便、操作安全可靠、檢測及時準確。
[0007]本發明為解決上述技術問題所採用的技術方案是:
[0008]一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法，其特徵在於:包括以下步驟:
[0009]I)在煤氣櫃底部油溝冷凝水下部的冷凝水取壓點PE-1處設置一臺冷凝水壓力變送器PT1、在煤氣櫃底部油溝稀油下部的稀油取壓點PE-2處設置一臺稀油壓力變送器PT2，將所述冷凝水壓力變送器PT1、稀油壓力變送器PT2均連接至PLC控制系統(冷凝水壓力變送器PT1、稀油壓力變送器PT2的檢測信號均送到PLC控制系統)；
[0010]2)通過上述PLC控制系統實時監視煤氣櫃底部油溝冷凝水的水位即油水界面高度氏；
[0011]3)當步驟2)所監視的油水界面高度H1達到(或接近)設定的高度上限值Hlim時，將煤氣櫃底部油溝內的冷凝水排出。
[0012]按上述方案，所述步驟2)中煤氣櫃底部油溝冷凝水的水位即油水界面高度H1具體通過如下步驟得到:
[0013]A、通過稀油壓力變送器PT2測得煤氣櫃底部油溝稀油下部壓力P2:
[0014]P2= δ*Η2*Υ2 (I)
[0015]B、通過冷凝水壓力變送器PTl測得煤氣櫃底部油溝冷凝水下部壓力P1:
[0016]P1= δ Y !+ δ >Ι<Η20* Y 2+Ρ2 = δ * [H1* Y ^ (H-H1) * Y 2]+P2 (2)
[0017]C、PLC控制系統接收上述底部油溝冷凝水下部壓力P1和底部油溝稀油下部壓力P2值，並計算底部油溝冷凝水下部壓力P1與底部油溝稀油下部壓力P2之間的差壓值Λ P:
[0018]Λ P = ρ「ρ2 = δ * [H1* Y ^ (H-H1) * Y 2]+P2-P2 (3)
[0019]D、根據式(3)，進一步得到油水界面高度H1:
[0020]H1 = ( Δ P/ δ -H* y2)/(y !-y2) (4)
[0021]上述公式⑴~⑷中:
[0022]H1:冷凝水取壓點PE-1到冷凝水頂面的高度即油水界面高度
[0023]H2:稀油取壓點PE-2到稀油頂面的高度
[0024]H20:冷凝水頂面到稀油取壓點PE-2的高度
[0025]H:冷凝水取壓點PE-1到稀油取壓點PE-2的高度
[0026]P1:底部油溝冷凝水下部壓力
[0027]P2:底部油溝稀油下部壓力
[0028]y 1:冷凝水密度
[0029]y 2:稀油密度
[0030]δ =P1^P2檢測的壓力單位與H1* Y ?或H2* Y 2得到的壓力單位之間的換算係數
[0031]按上述方案，所述步驟3)中設定的高度上限值Hlim為底部油溝稀油取壓點所處位置的高度值。
[0032]優選的，所述高度上限值Hlim為0.45~0.55m。
[0033]本發明還提供了一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測裝置，包括冷凝水壓力變送器PT1、稀油壓力變送器PT2以及PLC控制系統，所述冷凝水壓力變送器PTl設置在煤氣櫃底部油溝冷凝水下部的冷凝水取壓點PE-1處，所述稀油壓力變送器PT2設置在煤氣櫃底部油溝稀油下部的稀油取壓點PE-2處，冷凝水壓力變送器PT1、稀油壓力變送器PT2的輸出端均連接至PLC控制系統。
[0034]本發明的工作原理:從上式⑷中可以看出，Y1, Y2分別是冷凝水密度和稀油密度，都是常數是從冷凝水取壓點PE-1到稀油取壓點PE-2的安裝高度，煤氣櫃設備安裝後也是一個常數；δ作為換算係數，對應也是一個常數；因此，只要檢測到底部油溝冷凝水下部壓力P1和底部油溝稀油下部壓力P2,並通過PLC控制系統計算出P1和P2之差值Λ P就能得到煤氣櫃底部油溝油水界面高度H1。
[0035]本發明所提供的煤氣櫃底部油溝油水界面檢測方法，具有以下優點:
[0036]I)利用本發明可以在控制室對煤氣櫃底部油溝油水界面高度實時監控，油水界面高度一旦達到上限，及時將冷凝水排掉，避免事故發生，具有安裝簡單方便、操作安全可靠、檢測及時準確等優點；[0037]2)利用本發明檢測煤氣櫃底部油溝油水界面穩定可靠，抗幹擾能力強，對冶金企業降低安全事故發生率和提高生產率能起到積極作用；
[0038]3)節省工程投資，本發明的設備投資僅為傳統油水界面檢測方法十分之一。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是本發明的工作原理示意圖；
[0040]圖中，1-煤氣櫃，2-活塞，3-稀油泵，4-高位油箱，5-煤氣櫃櫃壁，6_活塞油溝，
7-底部油溝，8-稀油，9-冷凝水，10-PLC控制系統，PTl-冷凝水壓力變送器，PT2-稀油壓力變送器，PE-1:冷凝水取壓點，PE-2:稀油取壓點。
【具體實施方式】
[0041]下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。
[0042]參照圖1所示，本發明所述的煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測裝置，包括冷凝水壓力變送器PT1、稀油壓力變送器PT2以及PLC控制系統，所述冷凝水壓力變送器PTl設置在煤氣櫃I底部油溝7冷凝水9下部的冷凝水取壓點PE-1處，所述稀油壓力變送器PT2設置在煤氣櫃I底部油溝7稀油8下部的稀油取壓點PE-2處，冷凝水壓力變送器PTl、稀油壓力變送器PT2的輸出端均連接至PLC控制系統10。
[0043]煤氣櫃I在回收煤氣時活塞2沿煤氣櫃櫃壁5上下運行，活塞2和煤氣櫃櫃壁5之間的縫隙用稀油8進行密封，防止煤氣櫃I內的煤氣向外洩漏。稀油8從活塞油溝6通過活塞2和煤氣櫃櫃壁5之間的縫隙滲透到煤氣櫃櫃壁5並沿煤氣櫃櫃壁5流到煤氣櫃底部油溝7，由於稀油8 一直在活塞2和煤氣櫃櫃壁5之間的縫隙中滲透流出，從而避免了煤氣櫃I內的煤氣從活塞2和煤氣櫃櫃壁5之間的縫隙向外洩漏；稀油8沿煤氣櫃櫃壁5流動過程中，將煤氣中的部分水分冷凝成冷凝水9，附著稀油8 一起流到底部油溝7，煤氣櫃底部油溝7對附著有冷凝水9的稀油8進行油水分離，稀油8在底部油溝7的上部被稀油泵3送到煤氣櫃I上部高位油箱4繼續使用，底部油溝7的下部是冷凝水9，冷凝水9達到一定量時必須及時排掉。
[0044]本發明所述的煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法，包括以下步驟:
[0045]I)在煤氣櫃I底部油溝7冷凝水9下部的冷凝水取壓點PE-1處設置一臺冷凝水壓力變送器PT1、在煤氣櫃I底部油溝7稀油8下部的稀油取壓點PE-2處設置一臺稀油壓力變送器PT2，將所述冷凝水壓力變送器PTl、稀油壓力變送器PT2均連接至PLC控制系統10(冷凝水壓力變送器PT1、稀油壓力變送器PT2的檢測信號均送到PLC控制系統10)；
[0046]2)通過上述PLC控制系統10實時監視煤氣櫃底部油溝冷凝水的水位即油水界面高度H1, H1具體通過如下步驟得到:
[0047]A、通過稀油壓力變送器PT2檢測得到煤氣櫃底部油溝稀油下部壓力P2,如式(I)所示；
[0048]B、通過冷凝水壓力變送器PTl檢測得到煤氣櫃底部油溝冷凝水下部壓力P1，如式
(2)所示；
[0049]C、PLC控制系統10接收上述底部油溝冷凝水下部壓力P1和底部油溝稀油下部壓力P2值，並計算底部油溝冷凝水下部壓力P1與底部油溝稀油下部壓力P2之間的差壓值Δ P，如式(3)所示；
[0050]D、根據式(3)，進一步得到油水界面高度H1，如式(4)所示；
[0051]實施例的式⑴~⑷中:
[0052]H1:冷凝水取壓點PE-1到冷凝水頂面的高度即油水界面高度，單位:m
[0053]H2:稀油取壓點PE-2到稀油頂面的高度，單位:m
[0054]H20:冷凝水頂面到稀油取壓點PE-2的高度，單位:m
[0055]H:冷凝水取壓點PE-1到稀油取壓點PE-2的高度，本實施例H = 0.6m
[0056]P1:底部油溝冷凝水下部壓力，單位:kPa
[0057]P2:底部油溝稀油下部壓力，單位:kPa
[0058]y ?:冷凝水密度，本實施例= Y1 = I kg/m3
[0059]y 2:稀油密度，本實施例:Y 2 = 0.98kg/m3
[0060]根據IkPa = 0.1mH2O = 100kg/m2的單位換算關係,得到式⑴~式⑷中的單位換算係數δ =0.01，再把實施例中相關常數代入實施例公式(4)中，得到:
[0061]H1= [100 Λ Ρ-0.6*0.98]/(1-0.98) = [100 (P1-P2) ~0.6*0.98] / (1-0.98)
[0062]即:
[0063]H1 = 5000 (P1-P2) -29.4，單位:m
[0064]3)當步驟2)所監視的油水界面高度H1達到(或接近)設定的高度上限值Hlim時，本實施例Hlini = 0.5m，打開排水閥將煤氣櫃底部油溝內的冷凝水排出，這樣避免了底部油溝的冷凝水被稀油泵抽到高位油箱去，從而避免事故的發生。
[0065]綜上所述，PLC控制系統10根據檢測到的P1和P2值就可以計算出煤氣櫃底部油溝油水界面高度H1。
[0066]最後所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明一種煤氣櫃底部油溝油水界面檢測方法而非限制， 儘管參照較佳實施例進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在一種煤氣櫃底部油溝油水界面檢測方法的權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法，其特徵在於:包括以下步驟: 1)在煤氣櫃底部油溝冷凝水下部的冷凝水取壓點PE-ι處設置一臺冷凝水壓力變送器PT1、在煤氣櫃底部油溝稀油下部的稀油取壓點PE-2處設置一臺稀油壓力變送器PT2，將所述冷凝水壓力變送器PT1、稀油壓力變送器PT2均連接至PLC控制系統； 2)通過上述PLC控制系統實時監視煤氣櫃底部油溝冷凝水的水位即油水界面高度H1； 3)當步驟2)所監視的油水界面高度H1達到設定的高度上限值Hlim時，將煤氣櫃底部油溝內的冷凝水排出。
2.根據權利要求1所述的煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法，其特徵在於:所述步驟2)中煤氣櫃底部油溝冷凝水的水位即油水界面高度H1具體通過如下步驟得到: A、通過稀油壓力變送器PT2測得煤氣櫃底部油溝稀油下部壓力P2:
P2 = δ *Η2* Y 2 (I) B、通過冷凝水壓力變送器PTl測得煤氣櫃底部油溝冷凝水下部壓力P1:
P1 = δ Y !+ δ *Η2(ι* Y 2+P2 = δ * [H1* Y ^ (H-H1) * Y 2] +P2 (2) C、PLC控制系統接收上述底部油溝冷凝水下部壓力P1和底部油溝稀油下部壓力P2值，並計算底部油溝冷凝水下部壓力P1與底部油溝稀油下部壓力P2之間的差壓值Λ P:
Δ P = P1-P2 = δ * [H1* y !+ (H-H1) * Y 2] +P2-P2 (3) D、根據式(3)，進一步得到油水界面高度H1:
H1 = ( Δ P/ δ -H* Y 2) / ( Y Y 2) (4) 上述公式⑴~⑷中: H1:冷凝水取壓點PE-1到冷凝水頂面的高度即油水界面高度 H2:稀油取壓點ΡΕ-2到稀油頂面的高度 H20:冷凝水頂面到稀油取壓點ΡΕ-2的高度 H:冷凝水取壓點PE-1到稀油取壓點ΡΕ-2的高度 P1:底部油溝冷凝水下部壓力 P2:底部油溝稀油下部壓力 Y1:冷凝水密度 Y2:稀油密度 δ =P1、P2檢測的壓力單位與H1* Y ?或H2* Y 2得到的壓力單位之間的換算係數。
3.根據權利要求1所述的煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測方法，其特徵在於:所述步驟3)中設定的高度上限值Hlim為底部油溝稀油取壓點所處位置的高度值。
4.一種煤氣櫃底部油溝油水界面高度檢測裝置，其特徵在於:包括冷凝水壓力變送器ΡΤ1、稀油壓力變送器ΡΤ2以及PLC控制系統，所述冷凝水壓力變送器PTl設置在煤氣櫃底部油溝冷凝水下部的冷凝水取壓點PE-1處，所述稀油壓力變送器ΡΤ2設置在煤氣櫃底部油溝稀油下部的稀油取壓點ΡΕ-2處，冷凝水壓力變送器ΡΤ1、稀油壓力變送器ΡΤ2的輸出端均連接至PLC控制系統。
【文檔編號】G05D9/12GK104035453SQ201410232352
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】陸宏泳 申請人:中冶南方工程技術有限公司