专利名称：一种分流式煤气流量测量装置及其测量方法
一种分流式煤气流量测量装置及其测量方法技术领域
本发明属于煤气流量测量技术领域，具体涉及一种分流式煤气流量测量装置及其 测量方法。
背景技术：
目前传统的煤气流量测量方法是直接采用气体流量计进行测量，但是由于煤气中 常含有一定量的水，特别是采用气化采煤工艺所生产的煤气中，还含有一些固体颗粒和焦 油，这些液体和固体杂质会干扰流量计的正常工作，造成常规流量计的测量误差急剧增大， 甚至根本无法工作。为了解决这一问题，一般的做法是采用分离净化法，即首先采用一种分 离设备或净化设备将煤气中的液体和固体杂质分离掉，然后再用单相流量计测量煤气的流 量，这种方法的优点是工作可靠性高，但最大的缺点是设备庞大，造价高，自动化程度低，测 量的实时性也较差，同时阻力损失也比较大。这些缺点严重限制了它在工程上的广泛应用， 尤其是随着煤气管道直径的增大，这些缺点就更加突出。中国专利申请CN200610053761.9 和CN200610053762. 3公开了一种管道气体外引式采样测量方法，试图通过外引采样气流 的方法避免气体中的杂质对测量仪表的影响。但是该方法缺乏有效去除杂质的装置和方 法，如将其应用于煤气测量，煤气中的杂质会很快堵塞取样管的取样口，使测量失效。同时 由于在管道上缺少节流装置，造成进入取样管的气体流量大小存在一定的随机性，这会降 低总流量的计算精确性，故该方法不适合于测量煤气。因此如何采用一种简单的装置和方 法去除杂质的影响，精确测量煤气中的干煤气流量是当前工程上迫切需要解决的一个问 题。发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种分流式煤气流量 测量装置及其测量方法，大幅度缩小测量装置的体积，简化分离方法，改善测量的实时性和 提高自动化程度，并且提高测量精度，便于在工程上广泛应用。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是
一种分流式煤气流量测量装置，包括气体流量计13，还包括水平管道1，在水平管 道1的顶部侧面和底部侧面分别设置集气箱7和集液箱2，且集气箱7的底部和水平管道 1的顶部之间通过上部多孔壁8相导通，集液箱2的顶部和水平管道1的底部之间通过下 部多孔壁3相导通，另外在水平管道的顶部侧面和底部侧面还分别设置上部拱门状倒U形 管10和下部倒拱门状U形管4，该上部拱门状倒U形管10的一端和集气箱7相导通，而其 另一端和水平管道1的顶部相导通，该下部倒拱门状U形管4的一端和集液箱2相导通，而 其另一端和水平管道1的底部相导通，上部拱门状倒U形管10安装有煤气取样装置11、压 力变送器12、所述的气体流量计13和温度变送器14，且压力变送器12、所述的气体流量计 13和温度变送器14的输出接口和计算机对应的输入接口相连接，所述的计算机中含有煤 气流量导出模块20，下部倒拱门状U形管4的左半部分安装有左阀门5，下部倒拱门状U形管4的右半部分安装有右阀门6，下部倒拱门状U形管4的底部安装有排污阀17。
所述的下部多孔壁3的孔为在下部多孔壁3上均勻分布的贯穿孔，该贯穿孔的孔 径为水平管道1的内径的二十分之一以下。
所述的上部多孔壁8的孔为在上部多孔壁8上均勻分布的贯穿孔或割缝，该贯穿 孔的孔径或割缝的宽度为水平管道1的内径的百分之一以下但不小于2毫米。
所述的水平管道1的内侧壁设置有节流元件15，所述的节流元件15为圆缺孔板或 楔形节流件。
所述的集气箱7的内部设置有均气板9。
所述的均气板9为带有均勻分布的贯穿孔的板，每个贯穿孔直径为4-5毫米，贯穿 孔在均气板9上的开孔率为0. 4-0. 5。
所述的下部倒拱门状U形管4的右半部分还安装有排液阀16，排液阀16位于右阀 门6的下方，且排液阀16的出口和外部回收系统导通。
上述的分流式煤气流量测量装置的测量方法是首先将所述的分流式煤气流量测 量装置连接到煤气管道上，让煤气流过该测量装置的水平管道1，在重力作用下将煤气内的 液体和固体杂质沉积到水平管道1的底部，通过下部多孔壁3进入集液箱2中，然后打开左 阀门5和右阀门6，让该液体和固体杂质进入倒拱门状U形管4，由此在水平管道1中得到 初步净化的煤气，这样一部分初步净化的煤气会通过上部多孔壁8进一步净化后进入集气 箱7，直至进入上部拱门状倒U形管10，然后经压力变送器12、气体流量计13和温度变送器 14获取对应的测量信号后返回水平管道1中，随即将这些测量信号传输到计算机内的煤气 流量导出模块20，且通过倒拱门状U形管10上的煤气取样装置11抽取煤气样品，获取煤气 的成分和残余液体含量数值，并将这些结果也录入计算机内的煤气流量导出模块20，煤气 流量导出模块20根据获得的测量信号、煤气的成分和残余液体含量数值先导出煤气的密 度和含液率，从而确定出流过气体流量计13的初步净化的煤气中的干煤气流量，该干煤气 流量为分流量，分流量与煤气总流量之间存在比例关系，根据该比例关系和分流量值，就得 到了干煤气总流量，另外根据设定的时间间隔关闭左阀门5和右阀门6后打开排污阀17疏 通倒拱门状U形管4。
所述的下部倒拱门状U形管4的右半部分还安装排液阀16的分流式煤气总流量 测量装置的测量方法首先将所述的分流式煤气流量测量装置连接到煤气管道上，让煤气 流过该测量装置的水平管道1，在重力作用下将煤气内的液体和固体杂质沉积到水平管道 1的底部，通过下部多孔壁3进入集液箱2中，然后打开左阀门5和排液阀16，让该液体和 固体杂质进入倒拱门状U形管4，并且通过排液阀16将液体送入外部回收系统中，由此在 水平管道1中得到初步净化的煤气，这样一部分初步净化的煤气会通过上部多孔壁8进一 步净化后进入集气箱7，直至进入上部拱门状倒U形管10，然后经压力变送器12、气体流量 计13和温度变送器14获取对应的测量信号后返回水平管道1中，随即将这些测量信号传 输到计算机内的煤气流量导出模块20，且通过倒拱门状U形管4上的煤气取样装置11抽取 煤气样品，获取煤气的成分和残余液体含量数值，并将这些结果也录入计算机内的煤气流 量导出模块20，煤气流量导出模块20根据获得的测量信号、煤气的成分和残余液体含量数 值先导出煤气的密度和含液率，从而确定出流过气体流量计13的初步净化的煤气中的干 煤气流量，该干煤气流量为分流量，分流量与煤气总流量之间存在比例关系，根据该比例关系和分流量值，就得到了煤气总流量，另外根据设定的时间间隔关闭左阀门5和右阀门6后 打开排污阀17疏通倒拱门状U形管4。
本发明的分流式煤气流量测量装置及其测量方法，主要由水平管道1、集液箱2、 集气箱7、压力变送器12、气体流量计13、温度变送器14和计算机组成，当煤气流过水平管 道1时，由于重力的作用会产生自然分离现象，煤气内的液体和固体杂质会向管道底部沉 积，而干煤气气体会向水平管道1上部聚集，直至到上部拱门状倒U形管10，并通过压力变 送器12、气体流量计13和温度变.送器14获取对应的测量信号后返回水平管道1中，随即 将这些测量信号传输到计算机内的煤气流量导出模块20，最终得到煤气总流量。另外通过 下部多孔壁3将煤气内的液体和固体杂质收集到集液箱2内，并经由排液阀16排入回收系 统，或经过阀6返回管道1中。通过本发明可以实现大幅度缩小测量装置的体积，简化分离 方法，改善测量的实时性和提高自动化程度，并且提高测量精度，便于在工程上广泛应用。


附图是本发明的分流式煤气流量测量装置的结构示意图，其中箭头标示!==> 表示对应的煤气的流动方向。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更详细的说明。
如附图所示，分流式煤气流量测量装置，包括气体流量计13，还包括水平管道1， 在水平管道1的项部侧面和底部侧面分别设置集气箱7和集液箱2，且集气箱7的底部和水 平管道1的项部之间通过上部多孔壁8相导通，集液箱2的顶部和水平管道1的底部之间通 过下部多孔壁3相导通，另外在水平管道的顶部侧面和底部侧面还分别设置上部拱门状倒 U形管10和下部倒拱门状U形管4，该上部拱门状倒U形管10的一端和集气箱7相导通，而 其另一端和水平管道1的顶部相导通，该下部倒拱门状U形管4的一端和集液箱2相导通， 而其另一端和水平管道1的底部相导通，上部拱门状倒U形管10安装有煤气取样装置11、 压力变送器12、所述的气体流量计13和温度变送器14，且压力变送器12、所述的气体流量 计13和温度变送器14的输出接口和计算机对应的输入接口相连接，所述的计算机中含有 煤气流量导出模块20，下部倒拱门状U形管4的左半部分安装有左阀门5，下部倒拱门状U 形管4的右半部分安装有右阀门6，下部倒拱门状U形管4的底部安装有排污阀17。所述 的下部多孔壁3的孔为在下部多孔壁3上均勻分布的贯穿孔，该贯穿孔的孔径为水平管道 1的内径的二十分之一以下。所述的上部多孔壁8的孔为在上部多孔壁8上均勻分布的贯 穿孔或割缝，该贯穿孔的孔径或割缝的宽度为水平管道1的内径的百分之一以下但不小于 2毫米。所述的水平管道1的内侧壁设置有节流元件15，所述的节流元件15为圆缺孔板或 楔形节流件。所述的集气箱7的内部设置有均气板9。所述的均气板9为带有均勻分布的 贯穿孔的板，每个贯穿孔直径为4-5毫米，贯穿孔在均气板9上的开孔率为0. 4-0. 5。所述 的下部倒拱门状U形管4的右半部分还安装有排液阀16，排液阀16位于右阀门6的下方， 且排液阀16的出口和外部回收系统导通。
该分流式煤气流量测量装置的测量方法首先将所述的分流式煤气流量测量装置 连接到煤气管道上，让煤气流过该测量装置的水平管道1，在重力作用下将煤气内的液体和固体杂质沉积到水平管道1的底部，通过下部多孔壁3进入集液箱2中，然后打开左阀门5 和排液阀16，让该液体和固体杂质进入倒拱门状U形管4，并且通过排液阀16送入外部回 收系统中，由此在水平管道1中得到初步净化的煤气，这样一部分初步净化的煤气会流过 上部多孔壁8进一步净化后进入集气箱7，直至进入上部拱门状倒U形管10，然后经压力变 送器12、气体流量计13和温度变送器14获取对应的测量信号后返回水平管道1中，随即将 这些测量信号传输到计算机内的煤气流量导出模块20，且通过倒拱门状U形管4上的煤气 取样装置11抽取煤气样品，获取煤气的成分和残余液体含量数值，并将这些结果也录入计 算机内的煤气流量导出模块20，煤气流量导出模块20根据获得的测量信号、煤气的成分和 残余液体含量数值先导出煤气的密度和含液率，从而确定出流过气体流量计13的初步净 化的煤气中的干煤气流量，该干煤气流量为分流量，该分流量和煤气总流量之间始终成比 例关系，根据该比例关系和分流量就得到了干煤气总流量，另外根据设定的时间间隔关闭 左阀门5和右阀门6后打开排污阀17疏通倒拱门状U形管4。
本发明的分流式煤气流量测量装置及其测量方法，主要由水平管道1、集液箱2、 集气箱7、压力变送器12、气体流量计13、温度变送器14和计算机组成，当煤气流过水平管 道1时，由于重力的作用会产生自然分离现象，煤气内的液体和固体杂质会向管道底部沉 积，而干煤气气体会向水平管道1上部聚集，直至到上部拱门状倒U形管10，并通过压力变 送器12、气体流量计13和温度变送器14获取对应的测量信号后返回水平管道1中，随即将 这些测量信号传输到计算机内的煤气流量导出模块20，最终得到煤气总流量。另外通过下 部多孔壁3将煤气内的液体和固体杂质收集到集液箱2内，根据设定的时间间隔关闭左阀 门5和右阀门6后打开排污阀17疏通倒拱门状U形管4。通过本发明可以实现大幅度缩小 了测量装置的体积，简化分离方法，改善测量的实时性和提高了自动化程度，并且提高了测 量精度，便于在工程上广泛应用。而所述的下部多孔壁3的孔为在下部多孔壁3上均勻分 布的贯穿孔，该贯穿孔的孔径为水平管道1的内径的二十分之一以下，这样的结构能够达 到更好的将煤气内的液体和固体杂质排除的效果。所述的上部多孔壁8的孔为在上部多孔 壁8上均勻分布的贯穿孔或割缝，该贯穿孔的孔径或割缝的宽度为水平管道1的内径的百 分之一以下但不小于2毫米，这样的结构能够进一步净化煤气，又不易堵塞多孔壁8。所述 的水平管道1的内侧壁设置有节流元件15，所述的节流元件15为圆缺孔板或楔形节流件， 这样的结构能够保证产生一定的压差，平衡分流体在上部拱门状倒U形管10及气体流量计 13上的阻力损失，保证分流系数的稳定且可以避免杂质在节流元件15附近积累。所述的集 气箱7的内部设置有均气板9，且所述的均气板9为带有均勻分布的贯穿孔的板，每个贯穿 孔直径为4-5毫米，贯穿孔在均气板9上的开孔率为0. 4-0. 5，另外还包括所述的下部倒拱 门状U形管4的右半部分还安装有排液阀16，排液阀16位于右阀门6的下方，且排液阀16 的出口和外部回收系统导通，这样的结构能更有效的阻挡气体中带有液滴进入集气箱7。
权利要求
1.一种分流式煤气流量测量装置，包括气体流量计(13)，其特征在于还包括水平管 道(1)，在水平管道(1)的顶部侧面和底部侧面分别设置集气箱(7)和集液箱0)，且集气 箱(7)的底部和水平管道⑴的顶部之间通过上部多孔壁⑶相导通，集液箱(2)的顶部 和水平管道(1)的底部之间通过下部多孔壁C3)相导通，另外在水平管道的顶部侧面和底 部侧面还分别设置上部拱门状倒U形管(10)和下部倒拱门状U形管G)，该上部拱门状倒 U形管(10)的一端和集气箱(7)相导通，而其另一端和水平管道(1)的顶部相导通，该下部 倒拱门状U形管的一端和集液箱( 相导通，而其另一端和水平管道(1)的底部相导 通，上部拱门状倒U形管(10)安装有煤气取样装置(11)、压力变送器(12)、所述的气体流 量计(1 和温度变送器(14)，且压力变送器(12)、所述的气体流量计(1 和温度变送器 (14)的输出接口和计算机对应的输入接口相连接，所述的计算机中含有煤气流量导出模块 (20)，下部倒拱门状U形管的左半部分安装有左阀门(5)，下部倒拱门状U形管的 右半部分安装有右阀门(6)，下部倒拱门状U形管的底部安装有排污阀(17)。
2.根据权利要求1所述的分流式煤气流量测量装置，其特征在于所述的下部多孔壁 (3)的孔为在下部多孔壁(3)上均勻分布的贯穿孔，该贯穿孔的孔径为水平管道(1)的内径 的二十分之一以下。
3.根据权利要求1或2所述的分流式煤气流量测量装置，其特征在于所述的上部多 孔壁(8)的孔为在上部多孔壁(8)上均勻分布的贯穿孔或割缝，该贯穿孔的孔径或割缝的 宽度为水平管道(1)的内径的百分之一以下但不小于2毫米。
4.根据权利要求1或2所述的分流式煤气流量测量装置，其特征在于所述的水平管 道(1)的内侧壁设置有节流元件(15)，所述的节流元件(1 为圆缺孔板或楔形节流件。
5.根据权利要求1或2所述的分流式煤气流量测量装置，其特征在于所述的集气箱 (7)的内部设置有均气板(9)。
6.根据权利要求5所述的分流式煤气流量测量装置，其特征在于所述的均气板(9) 为带有均勻分布的贯穿孔的板，每个贯穿孔直径为4-5毫米，贯穿孔在均气板(9)上的开孔 率为 0. 4-0. 5。
7.根据权利要求1或2所述的分流式煤气流量测量装置，其特征在于所述的下部倒 拱门状U形管(4)的右半部分还安装有排液阀(16)，排液阀(16)位于右阀门(6)的下方， 且排液阀(16)的出口和外部回收系统导通。
8.一种采用权利要求1所述的分流式煤气流量测量装置的测量方法首先将所述的分 流式煤气流量测量装置连接到煤气管道上，让煤气流过该测量装置的水平管道(1)，在重力 作用下将煤气内的液体和固体杂质沉积到水平管道(1)的底部，通过下部多孔壁C3)进入 集液箱O)中，然后打开左阀门( 和右阀门(6)，让该液体和固体杂质进入倒拱门状U形 管G)，由此在水平管道(1)中得到初步净化的煤气，这样一部分初步净化的煤气会通过上 部多孔壁(8)进一步净化后进入集气箱(7)，直至进入上部拱门状倒U形管(10)，然后经压 力变送器(12)、气体流量计(1 和温度变送器(14)获取对应的测量信号后返回水平管道 ⑴中，随即将这些测量信号传输到计算机内的煤气流量导出模块00)，且通过倒拱门状U 形管(4)上的煤气取样装置(11)抽取煤气样品，获取煤气的成分和残余液体含量数值，并 将这些结果也录入计算机内的煤气流量导出模块(20)，煤气流量导出模块00)根据获得 的测量信号、煤气的成分和残余液体含量数值先导出煤气的密度和含液率，从而确定出流过气体流量计(1 的初步净化的煤气中的干煤气流量，该分流量和煤气总流量之间始终 成比例关系，根据该比例关系和分流量就得到了干煤气总流量，另外根据设定的时间间隔 关闭左阀门5和右阀门6后打开排污阀17疏通倒拱门状U形管4。
9. 一种采用权利要求7所述的分流式煤气流量测量装置的测量方法首先将所述的分 流式煤气流量测量装置连接到煤气管道上，让煤气流过该测量装置的水平管道(1)，在重力 作用下将煤气内的液体和固体杂质沉积到水平管道(1)的底部，通过下部多孔壁C3)进入 集液箱( 中，然后打开左阀门( 和排液阀(16)，让该液体和固体杂质进入倒拱门状U形 管G)，并且通过排液阀(16)将液体和固体杂质送入外部回收系统中，由此在水平管道(1) 中得到初步净化的煤气，这样一部分初步净化的煤气会通过上部多孔壁(8)进一步净化后 进入集气箱(7)，直至进入上部拱门状倒U形管(10)，然后经压力变送器(12)、气体流量计 (13)和温度变送器(14)获取对应的测量信号后返回水平管道⑴中，随即将这些测量信 号传输到计算机内的煤气流量导出模块(20)，且通过倒拱门状U形管(4)上的煤气取样装 置(11)抽取煤气样品，获取煤气的成分和残余液体含量数值，并将这些结果也录入计算机 内的煤气流量导出模块(20)，煤气流量导出模块00)根据获得的测量信号、煤气的成分和 残余液体含量数值先导出煤气的密度和含液率，从而确定出流过气体流量计(1 的初步 净化的煤气中的干煤气流量，该干煤气流量为分流量，该分流量和煤气总流量之间始终成 比例关系，根据该比例关系和分流量就得到了煤气总流量，另外根据设定的时间间隔关闭 左阀门5和右阀门6后打开排污阀17疏通倒拱门状U形管4。
全文摘要
一种分流式煤气流量测量装置及其测量方法，主要由水平管道、集液箱、集气箱、压力变送器、气体流量计、温度变送器和计算机组成，当煤气流过水平管道时，由于重力的作用会产生自然分离现象，煤气内的液体和固体杂质会向管道底部沉积，而干煤气气体会向水平管道上部聚集，其中一部分煤气经进一步净化后进入分流测量回路，获取对应的测量信号后返回水平管道中，随即将这些测量信号传输到计算机内的煤气流量导出模块，最终得到干煤气总流量。另外通过下部多孔壁将煤气内的液体和固体杂质收集到集液箱内，并经由排液阀排入回收系统；通过本发明可以实现大幅度缩小测量装置的体积，简化分离方法，改善测量的实时性和提高自动化程度，并且提高测量精度，便于在工程上广泛应用。
文档编号G01F1/34GK102032930SQ20101050959
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者王栋 申请人:西安交通大学