專利名稱：一種連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量氣體流量的計(jì)量系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，屬于一種測(cè)量實(shí)驗(yàn)室加氫裝置循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)。
技術(shù)背景隨著全球環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，世界各國(guó)紛紛制訂各種對(duì)環(huán)境友好的石油產(chǎn)品規(guī)格，對(duì)石油產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量、燃燒性能以及組成等提出了更為嚴(yán)格的限制。加氫裝置因其過(guò)程和產(chǎn)品的清潔性，而在煉油企業(yè)中占據(jù)日益重要的位置，加氫技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛。為此，國(guó)內(nèi)外各研究機(jī)構(gòu)為滿足市場(chǎng)對(duì)加氫技術(shù)的需求，正加大加氫試驗(yàn)裝置的建設(shè)力度，以期加快技術(shù)開(kāi)發(fā)速度。
實(shí)驗(yàn)室加氫裝置尤其是應(yīng)用于加氫工藝研究的中型裝置，氫氣大多采用循環(huán)操作方式，其流量測(cè)定現(xiàn)大多采用熱式質(zhì)量流量計(jì)(或控制器)。熱式質(zhì)量流量計(jì)(或控制器)的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度高，其主要的缺點(diǎn)是要求介質(zhì)非常清潔。但在實(shí)際應(yīng)用中，尤其是在劣質(zhì)油加氫試驗(yàn)過(guò)程中，循環(huán)氣體中可能含有微量水分和輕質(zhì)油及較高含量的硫化氫和氨氣，它們均能通過(guò)熱式質(zhì)量流量計(jì)(或控制器)的過(guò)濾網(wǎng)，前兩者不僅會(huì)使熱式質(zhì)量流量控制器的毛細(xì)管不暢，而且由于是液態(tài)而極大地影響熱式質(zhì)量流量計(jì)(或控制器)的恒溫溫度，從而影響測(cè)量準(zhǔn)確度和精度；后兩者通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)后會(huì)在熱式質(zhì)量流量計(jì)(或控制器)的毛細(xì)管中結(jié)晶，堵塞毛細(xì)管，影響測(cè)量準(zhǔn)確度。
設(shè)計(jì)人曾經(jīng)在質(zhì)量流量計(jì)(或控制器)多年的使用過(guò)程中采取了各種過(guò)濾措施，如在質(zhì)量流量計(jì)(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(guò)濾作用，但都無(wú)法使氣體質(zhì)量流量計(jì)(或控制器)長(zhǎng)期正常工作，基本不能滿足在有微量雜質(zhì)氣體環(huán)境中長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)，以滿足在微量雜質(zhì)氣體環(huán)境中長(zhǎng)周期準(zhǔn)確測(cè)量循環(huán)氫氣流量的要求。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)包括兩個(gè)高壓計(jì)量管、差壓式液位傳感器、四個(gè)氣動(dòng)閥，其中一個(gè)高壓計(jì)量管11頂部通過(guò)氣動(dòng)閥9與位于循環(huán)氫氣管線上測(cè)量點(diǎn)A相連，該高壓計(jì)量管頂部還通過(guò)氣動(dòng)閥23與位于循環(huán)氫氣管線上測(cè)量點(diǎn)C相連；另一個(gè)高壓計(jì)量18管頂部直接與位于循環(huán)氫氣管線上測(cè)量點(diǎn)B相連，該高壓計(jì)量管的頂部和底部之間連有差壓式液位傳感器，兩個(gè)高壓計(jì)量管的底部用管線連通，在測(cè)量點(diǎn)A、B之間連有氣動(dòng)閥3，在測(cè)量點(diǎn)B、C之間連有氣動(dòng)閥15，氣動(dòng)閥9與氣動(dòng)閥15由同一氣源供給儀表風(fēng)驅(qū)動(dòng)，氣動(dòng)閥3與氣動(dòng)閥23由同一氣源供給儀表風(fēng)驅(qū)動(dòng)。
該系統(tǒng)解決了因循環(huán)氫氣含有微量水分、輕質(zhì)油及較高含量的硫化氫和氨氣等對(duì)熱式質(zhì)量流量控制器的影響，達(dá)到長(zhǎng)周期 連續(xù)、準(zhǔn)確測(cè)量循環(huán)氫氣流量的目的。


附圖是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)構(gòu)成予以進(jìn)一步的說(shuō)明。
附圖是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)示意圖。
在循環(huán)氫氣管線1上有三個(gè)不同的測(cè)量點(diǎn)A、B、C，測(cè)量點(diǎn)A、B之間依次經(jīng)管線2、氣動(dòng)閥3、管線4相連，測(cè)量點(diǎn)B、C之間依次經(jīng)管線5、氣動(dòng)閥15、管線27相連，高壓計(jì)量管11頂部依次經(jīng)管線10、氣動(dòng)閥9、管線8與測(cè)量點(diǎn)A相連，高壓計(jì)量管11頂部還依次經(jīng)管線25、氣動(dòng)閥23、管線26與測(cè)量點(diǎn)C相連；高壓計(jì)量管18頂部經(jīng)管線17直接與測(cè)量點(diǎn)B相連，高壓計(jì)量管11、18的底部經(jīng)管線19連通，高壓計(jì)量管18的頂部和底部之間依次經(jīng)管線22、差壓式液位傳感器21、管線20相連，氣動(dòng)閥9與氣動(dòng)閥15之間經(jīng)同一儀表風(fēng)驅(qū)動(dòng)管線16相連，氣動(dòng)閥3與氣動(dòng)閥23之間經(jīng)同一儀表風(fēng)驅(qū)動(dòng)管線24相連。
在循環(huán)氫氣管線1上安裝壓力傳感器6，壓力傳感器6的位置沒(méi)有特別限制，如一端與測(cè)量點(diǎn)C相連，另一端與管線7相連。
為了便于檢修，在高壓計(jì)量管11的底部經(jīng)管線12安裝球閥13，球閥13的另一端與管線14相連。
高壓計(jì)量管11、18內(nèi)均裝有白油或類似介質(zhì)，裝入前需要分析該種油品的密度。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)的工作過(guò)程如下系統(tǒng)安裝完成后，首先對(duì)兩個(gè)計(jì)量管進(jìn)行高度與容積關(guān)系的標(biāo)定，并灌注合適高度的白油。通過(guò)計(jì)算機(jī)編程，設(shè)定液位的高限H(在計(jì)量管中可以上升的最大高度)和低限(在計(jì)量管中可以下降的最低高度)，自動(dòng)讀取本次試驗(yàn)的壓力、試驗(yàn)時(shí)計(jì)量系統(tǒng)所在位置的溫度(可人工輸入或采用溫度測(cè)量點(diǎn)自動(dòng)讀入)。
計(jì)量管系統(tǒng)四個(gè)氣動(dòng)閥由于采用的是常開(kāi)氣動(dòng)閥，氣動(dòng)閥9、15為一組，氣動(dòng)閥3、23為一組，所以在計(jì)量程序啟動(dòng)前四個(gè)氣動(dòng)閥處于常開(kāi)狀態(tài)，來(lái)自壓縮機(jī)的循環(huán)氫氣直接進(jìn)入加氫反應(yīng)系統(tǒng)。
測(cè)量開(kāi)始，首先判定高壓計(jì)量管18的實(shí)際液位是否大于(H+L)/2。若液位大于(H+L)/2，則關(guān)閉氣動(dòng)閥9、15，氣動(dòng)閥3、23仍處于開(kāi)啟狀態(tài)；若液位小于或等于(H+L)/2，則關(guān)閉氣動(dòng)閥3、23，氣動(dòng)閥9、15仍處于開(kāi)啟狀態(tài)。同時(shí)2分鐘(此時(shí)間在邏輯編程時(shí)可根據(jù)循環(huán)氫氣體流量大小靈活設(shè)定)計(jì)時(shí)開(kāi)始，來(lái)自壓縮機(jī)的循環(huán)氫氣進(jìn)入高壓計(jì)量管18，由于內(nèi)部裝有適量白油并與高壓計(jì)量管11連通，在氣體的壓力下，高壓計(jì)量管18液面下降，而高壓計(jì)量管11的液面上升，高壓計(jì)量管18液面高度的變化大小通過(guò)差壓式液位傳感器21測(cè)量，2分鐘結(jié)束時(shí)讀取液位高度數(shù)值，從而得知在2分鐘時(shí)間內(nèi)液面高度的變化量，該變化量反映出單位時(shí)間內(nèi)壓縮機(jī)的排氣量即氣體流量，計(jì)算機(jī)在準(zhǔn)確計(jì)算氣體流量時(shí)需要對(duì)溫度和壓力進(jìn)行校正。在2分鐘計(jì)時(shí)期間必須判定高壓計(jì)量管18實(shí)際液位高度是否到達(dá)所設(shè)定的低限，若沒(méi)有到達(dá)則繼續(xù)下一個(gè)2分鐘測(cè)量，若到達(dá)低限則立即切換氣動(dòng)閥(關(guān)氣動(dòng)閥3、23，開(kāi)氣動(dòng)閥9、15)，此時(shí)高壓計(jì)量管11的液面開(kāi)始下降升，而高壓計(jì)量管18液面開(kāi)始上，開(kāi)始不斷進(jìn)行2分鐘一次的氣體流量測(cè)量，而且在每個(gè)在2分鐘計(jì)時(shí)期間必須判定高壓計(jì)量管18實(shí)際液位高度是否到達(dá)所設(shè)定的高限，若沒(méi)有到達(dá)則繼續(xù)下一個(gè)2分鐘測(cè)量，若到達(dá)高限則立即切換氣動(dòng)閥(關(guān)氣動(dòng)閥9、15，開(kāi)氣動(dòng)閥3、23)。上述兩個(gè)變換方向不斷重復(fù)，達(dá)到連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的目的。
由于實(shí)驗(yàn)室加氫裝置循環(huán)壓縮機(jī)流量通常易于調(diào)節(jié)而且流量穩(wěn)定性好，通過(guò)上述氣體流量計(jì)算的結(jié)果數(shù)據(jù)與工藝要求值比較，按照一定的關(guān)系式得到調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，從而自動(dòng)地調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得壓縮機(jī)流量符合工藝需要的數(shù)值，達(dá)到自動(dòng)進(jìn)行氣體流量計(jì)量和自動(dòng)調(diào)節(jié)流量的目的。
該系統(tǒng)解決了因循環(huán)氫氣含有微量水分、輕質(zhì)油及較高含量的硫化氫和氨氣等對(duì)熱式質(zhì)量流量控制器的影響，達(dá)到長(zhǎng)周期 連續(xù)、準(zhǔn)確測(cè)量循環(huán)氫氣流量的目的。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括兩個(gè)高壓計(jì)量管、差壓式液位傳感器、四個(gè)氣動(dòng)閥，其中一個(gè)高壓計(jì)量管(11)頂部通過(guò)氣動(dòng)閥(9)與位于循環(huán)氫氣管線上測(cè)量點(diǎn)(A)相連，該高壓計(jì)量管頂部還通過(guò)氣動(dòng)閥(23)與位于循環(huán)氫氣管線上測(cè)量點(diǎn)(C)相連；另一個(gè)高壓計(jì)量(18)管頂部直接與位于循環(huán)氫氣管線上測(cè)量點(diǎn)(B)相連，該高壓計(jì)量管的頂部和底部之間連有差壓式液位傳感器，兩個(gè)高壓計(jì)量管的底部用管線連通，在測(cè)量點(diǎn)(A)、(B)之間連有氣動(dòng)閥(3)，在測(cè)量點(diǎn)(B)、(C)之間連有氣動(dòng)閥(15)，氣動(dòng)閥(9)與氣動(dòng)閥(15)由同一氣源供給儀表風(fēng)驅(qū)動(dòng)，氣動(dòng)閥(3)與氣動(dòng)閥(23)由同一氣源供給儀表風(fēng)驅(qū)動(dòng)。
專利摘要一種連續(xù)測(cè)量循環(huán)氫氣流量的系統(tǒng)，包括兩個(gè)高壓計(jì)量管、差壓式液位傳感器、四個(gè)氣動(dòng)閥，其中高壓計(jì)量管11頂部通過(guò)氣動(dòng)閥9與位于循環(huán)氫氣管線上測(cè)量點(diǎn)A相連，該高壓計(jì)量管頂部還通過(guò)氣動(dòng)閥23與位于循環(huán)氫氣管線上測(cè)量點(diǎn)C相連；高壓計(jì)量18管頂部直接與位于循環(huán)氫氣管線上測(cè)量點(diǎn)B相連，該高壓計(jì)量管的頂部和底部之間連有差壓式液位傳感器，兩個(gè)高壓計(jì)量管的底部用管線連通，在測(cè)量點(diǎn)A、B之間連有氣動(dòng)閥3，在測(cè)量點(diǎn)B、C之間連有氣動(dòng)閥15，氣動(dòng)閥9與氣動(dòng)閥15由同一氣源供給儀表風(fēng)驅(qū)動(dòng)，氣動(dòng)閥3與氣動(dòng)閥23由同一氣源供給儀表風(fēng)驅(qū)動(dòng)。該系統(tǒng)能長(zhǎng)周期連續(xù)、準(zhǔn)確測(cè)量含雜質(zhì)的循環(huán)氫氣流量。
文檔編號(hào)G01F1/76GK2821536SQ200520017889
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月16日
發(fā)明者衛(wèi)劍, 陳水銀, 王子文, 張?zhí)m新, 劉健生, 田鵬程, 石愛(ài)平, 袁漢平 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院