一種連續測量循環氫氣流量的系統的製作方法
2023-08-04 21:22:06
專利名稱：一種連續測量循環氫氣流量的系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量氣體流量的計量系統，更具體地說，屬於一種測量實驗室加氫裝置循環氫氣流量的系統。
技術背景隨著全球環保意識的加強，世界各國紛紛制訂各種對環境友好的石油產品規格，對石油產品中的雜質含量、燃燒性能以及組成等提出了更為嚴格的限制。加氫裝置因其過程和產品的清潔性，而在煉油企業中佔據日益重要的位置，加氫技術的應用日趨廣泛。為此，國內外各研究機構為滿足市場對加氫技術的需求，正加大加氫試驗裝置的建設力度，以期加快技術開發速度。
實驗室加氫裝置尤其是應用於加氫工藝研究的中型裝置，氫氣大多採用循環操作方式，其流量測定現大多採用熱式質量流量計(或控制器)。熱式質量流量計(或控制器)的優點是測量精度高，其主要的缺點是要求介質非常清潔。但在實際應用中，尤其是在劣質油加氫試驗過程中，循環氣體中可能含有微量水分和輕質油及較高含量的硫化氫和氨氣，它們均能通過熱式質量流量計(或控制器)的過濾網，前兩者不僅會使熱式質量流量控制器的毛細管不暢，而且由於是液態而極大地影響熱式質量流量計(或控制器)的恆溫溫度，從而影響測量準確度和精度；後兩者通過過濾網後會在熱式質量流量計(或控制器)的毛細管中結晶，堵塞毛細管，影響測量準確度。
設計人曾經在質量流量計(或控制器)多年的使用過程中採取了各種過濾措施，如在質量流量計(或控制器)前加一小罐，在小罐中裝入分子篩、羊毛氈等，起吸附過濾作用，但都無法使氣體質量流量計(或控制器)長期正常工作，基本不能滿足在有微量雜質氣體環境中長周期運轉的要求。
實用新型內容本實用新型的目的是設計一種連續測量循環氫氣流量的系統，以滿足在微量雜質氣體環境中長周期準確測量循環氫氣流量的要求。
本實用新型設計的連續測量循環氫氣流量的系統包括兩個高壓計量管、差壓式液位傳感器、四個氣動閥，其中一個高壓計量管11頂部通過氣動閥9與位於循環氫氣管線上測量點A相連，該高壓計量管頂部還通過氣動閥23與位於循環氫氣管線上測量點C相連；另一個高壓計量18管頂部直接與位於循環氫氣管線上測量點B相連，該高壓計量管的頂部和底部之間連有差壓式液位傳感器，兩個高壓計量管的底部用管線連通，在測量點A、B之間連有氣動閥3，在測量點B、C之間連有氣動閥15，氣動閥9與氣動閥15由同一氣源供給儀表風驅動，氣動閥3與氣動閥23由同一氣源供給儀表風驅動。
該系統解決了因循環氫氣含有微量水分、輕質油及較高含量的硫化氫和氨氣等對熱式質量流量控制器的影響，達到長周期 連續、準確測量循環氫氣流量的目的。
附圖是本實用新型設計的連續測量循環氫氣流量的系統示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型設計的連續測量循環氫氣流量的系統構成予以進一步的說明。
附圖是本實用新型設計的連續測量循環氫氣流量的系統示意圖。
在循環氫氣管線1上有三個不同的測量點A、B、C，測量點A、B之間依次經管線2、氣動閥3、管線4相連，測量點B、C之間依次經管線5、氣動閥15、管線27相連，高壓計量管11頂部依次經管線10、氣動閥9、管線8與測量點A相連，高壓計量管11頂部還依次經管線25、氣動閥23、管線26與測量點C相連；高壓計量管18頂部經管線17直接與測量點B相連，高壓計量管11、18的底部經管線19連通，高壓計量管18的頂部和底部之間依次經管線22、差壓式液位傳感器21、管線20相連，氣動閥9與氣動閥15之間經同一儀表風驅動管線16相連，氣動閥3與氣動閥23之間經同一儀表風驅動管線24相連。
在循環氫氣管線1上安裝壓力傳感器6，壓力傳感器6的位置沒有特別限制，如一端與測量點C相連，另一端與管線7相連。
為了便於檢修，在高壓計量管11的底部經管線12安裝球閥13，球閥13的另一端與管線14相連。
高壓計量管11、18內均裝有白油或類似介質，裝入前需要分析該種油品的密度。
本實用新型設計的連續測量循環氫氣流量的系統的工作過程如下系統安裝完成後，首先對兩個計量管進行高度與容積關係的標定，並灌注合適高度的白油。通過計算機編程，設定液位的高限H(在計量管中可以上升的最大高度)和低限(在計量管中可以下降的最低高度)，自動讀取本次試驗的壓力、試驗時計量系統所在位置的溫度(可人工輸入或採用溫度測量點自動讀入)。
計量管系統四個氣動閥由於採用的是常開氣動閥，氣動閥9、15為一組，氣動閥3、23為一組，所以在計量程序啟動前四個氣動閥處於常開狀態，來自壓縮機的循環氫氣直接進入加氫反應系統。
測量開始，首先判定高壓計量管18的實際液位是否大於(H+L)/2。若液位大於(H+L)/2，則關閉氣動閥9、15，氣動閥3、23仍處於開啟狀態；若液位小於或等於(H+L)/2，則關閉氣動閥3、23，氣動閥9、15仍處於開啟狀態。同時2分鐘(此時間在邏輯編程時可根據循環氫氣體流量大小靈活設定)計時開始，來自壓縮機的循環氫氣進入高壓計量管18，由於內部裝有適量白油並與高壓計量管11連通，在氣體的壓力下，高壓計量管18液面下降，而高壓計量管11的液面上升，高壓計量管18液面高度的變化大小通過差壓式液位傳感器21測量，2分鐘結束時讀取液位高度數值，從而得知在2分鐘時間內液面高度的變化量，該變化量反映出單位時間內壓縮機的排氣量即氣體流量，計算機在準確計算氣體流量時需要對溫度和壓力進行校正。在2分鐘計時期間必須判定高壓計量管18實際液位高度是否到達所設定的低限，若沒有到達則繼續下一個2分鐘測量，若到達低限則立即切換氣動閥(關氣動閥3、23，開氣動閥9、15)，此時高壓計量管11的液面開始下降升，而高壓計量管18液面開始上，開始不斷進行2分鐘一次的氣體流量測量，而且在每個在2分鐘計時期間必須判定高壓計量管18實際液位高度是否到達所設定的高限，若沒有到達則繼續下一個2分鐘測量，若到達高限則立即切換氣動閥(關氣動閥9、15，開氣動閥3、23)。上述兩個變換方向不斷重複，達到連續測量循環氫氣流量的目的。
由於實驗室加氫裝置循環壓縮機流量通常易於調節而且流量穩定性好，通過上述氣體流量計算的結果數據與工藝要求值比較，按照一定的關係式得到調節壓縮機的電機轉速數據，從而自動地調節壓縮機電機的轉速，使得壓縮機流量符合工藝需要的數值，達到自動進行氣體流量計量和自動調節流量的目的。
該系統解決了因循環氫氣含有微量水分、輕質油及較高含量的硫化氫和氨氣等對熱式質量流量控制器的影響，達到長周期 連續、準確測量循環氫氣流量的目的。
權利要求1.一種連續測量循環氫氣流量的系統，其特徵在於該系統包括兩個高壓計量管、差壓式液位傳感器、四個氣動閥，其中一個高壓計量管(11)頂部通過氣動閥(9)與位於循環氫氣管線上測量點(A)相連，該高壓計量管頂部還通過氣動閥(23)與位於循環氫氣管線上測量點(C)相連；另一個高壓計量(18)管頂部直接與位於循環氫氣管線上測量點(B)相連，該高壓計量管的頂部和底部之間連有差壓式液位傳感器，兩個高壓計量管的底部用管線連通，在測量點(A)、(B)之間連有氣動閥(3)，在測量點(B)、(C)之間連有氣動閥(15)，氣動閥(9)與氣動閥(15)由同一氣源供給儀表風驅動，氣動閥(3)與氣動閥(23)由同一氣源供給儀表風驅動。
專利摘要一種連續測量循環氫氣流量的系統，包括兩個高壓計量管、差壓式液位傳感器、四個氣動閥，其中高壓計量管11頂部通過氣動閥9與位於循環氫氣管線上測量點A相連，該高壓計量管頂部還通過氣動閥23與位於循環氫氣管線上測量點C相連；高壓計量18管頂部直接與位於循環氫氣管線上測量點B相連，該高壓計量管的頂部和底部之間連有差壓式液位傳感器，兩個高壓計量管的底部用管線連通，在測量點A、B之間連有氣動閥3，在測量點B、C之間連有氣動閥15，氣動閥9與氣動閥15由同一氣源供給儀表風驅動，氣動閥3與氣動閥23由同一氣源供給儀表風驅動。該系統能長周期連續、準確測量含雜質的循環氫氣流量。
文檔編號G01F1/76GK2821536SQ200520017889
公開日2006年9月27日 申請日期2005年5月16日 優先權日2005年5月16日
發明者衛劍, 陳水銀, 王子文, 張蘭新, 劉健生, 田鵬程, 石愛平, 袁漢平 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院