專利名稱：天然氣分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天然氣分析，特別涉及應(yīng)用色譜分析技術(shù)的天然氣分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
色譜分析方法是氣體分析的有效手段，傳統(tǒng)色譜分析系統(tǒng)包括流路切換模塊、氣路控制控制、進(jìn)樣模塊、色譜柱模塊、檢測器模塊等。整個系統(tǒng)包括氣體管路、控制閥、傳感器等器件，是鋼管、閥和閥座、傳感器、接頭和固定板等的集合體。傳統(tǒng)色譜分析系統(tǒng)有以下幾個缺點:1、接頭和管路多，空間排布復(fù)雜，檢驗和維護(hù)工作量大；2、模塊化和集成度低，空間利用率低，體積大；3、內(nèi)部有進(jìn)樣閥和柱切閥等運動部件，可靠性較差。天然氣作為一種較為清潔的能源，應(yīng)用也越來越廣泛。天然氣的主成分是甲烷，還含有硫化氫等有毒成分。因此需要監(jiān)測天然氣中的成分，尤其是在民用領(lǐng)域。而在天然氣監(jiān)測中，甲烷是易燃易爆氣體，因此要求監(jiān)測儀器必須滿足防爆的要求。防爆有正壓防爆、隔爆等方式，其中在氣體分析領(lǐng)域中，正壓防爆應(yīng)用最為廣泛。對于天然氣檢測場合，如油氣田、壓縮站，都沒有現(xiàn)成的氣體作為正壓防爆氣，需要現(xiàn)場制氣，但制氣機體積大、成本高，且難以滿足防爆的要求?？梢?，現(xiàn)有的色譜分析技術(shù)難以應(yīng)用在天然氣檢測場合。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種集成度高，體積小，可靠性好的天然氣分析系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種天然氣分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)包括:一個或多個進(jìn)樣單元，所述一個或多個進(jìn)樣單元中的任一個與二個或多個色譜分析單元中的至少一個連通；第一流量控制單元，所述第一流量控制單元用于控制所述一個或多個進(jìn)樣單元與二個或多個色譜分析單元之間的天然氣的流量；二個或多個色譜分析單元，所述二個或多個色譜分析單元用于分離所述一個或多個進(jìn)樣單元傳輸來的天然氣中的各組分，并分析各組分的含量；載氣單元,所述載氣單元連通所述二個或多個色譜分析單元；第二流量控制單元，所述第二流量控制單元用于控制所述載氣單元與二個或多個色譜分析單元之間的載氣的流量；氣體通道，所述氣體通道用于連通所述二個或多個色譜分析單元與一個或多個進(jìn)樣單元、載氣單元，利用刻蝕技術(shù)形成。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，可選地，所述分析系統(tǒng)進(jìn)一步包括:驅(qū)動氣單元，所述驅(qū)動氣單元用于連通所述二個或多個色譜分析單元中的氣動切換閥；所述氣體通道還用于連通所述二個或多個色譜分析單元與所述驅(qū)動氣單元。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，可選地，所述第一流量控制單元和/或第二流量控制單元進(jìn)一步包括:比例閥，所述比例閥用于調(diào)整上游輸送來的氣體的流量；壓力檢測單元，所述壓力檢測單元將測得的所述比例閥下游的氣體的壓力信號傳送到所述比例閥；氣體緩沖空間，所述氣體緩沖空間設(shè)置在所述比例閥的上游或下游。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，可選地，所述第一流量控制單元和/或第二流量控制單元進(jìn)一步包括:阻尼器件，所述阻尼器件設(shè)置在所述比例閥的下游。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，可選地，所述氣體緩沖空間包括第一氣體緩沖空間和第二緩沖空間，分別設(shè)置在所述比例閥的上游和下游。根據(jù)上述的分析系統(tǒng)，可選地，所述載氣單元分出一路作為驅(qū)動氣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:1、無管路，易安裝、檢驗和維護(hù)；2、集成度高，體積小，設(shè)計靈活；3、可靠性好。

參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例1的天然氣分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例2的天然氣分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例3的天然氣分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施方式
圖1-3和以下說明描述了本發(fā)明的可選實施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。實施例1:圖1示意性地給出了本發(fā)明實施例的天然氣分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖2所示，所述分析系統(tǒng)包括:一個或多個進(jìn)樣單元，所述一個或多個進(jìn)樣單元中的任一個與二個或多個色譜分析單元中的至少一個連通，從而使得同一路天然氣進(jìn)入不同的色譜分析單元，測量出多種組分的含量，也可以是不同路的天然氣進(jìn)入不同的色譜分析單元，同時分析出不同路天然的組分；所述進(jìn)樣單元采用閥門控制是否進(jìn)樣；當(dāng)采用多個進(jìn)樣單元時，所述分析系統(tǒng)還包括切換單元，用于使多個進(jìn)樣單元選擇性地與所述二個或多個色譜分析單元中的至少一個連通第一流量控制單元，所述第一流量控制單元用于控制所述一個或多個進(jìn)樣單元與二個或多個色譜分析單元之間的天然氣的流量，使得能夠滿足二個或多個色譜分析單元所限定的極小流量進(jìn)樣；二個或多個色譜分析單元，所述二個或多個色譜分析單元用于分離所述一個或多個進(jìn)樣單元傳輸來的天然氣中的各組分，并分析各組分的含量；所述色譜分析單元通常包括定量環(huán)、多通道切換閥、色譜柱及檢測器，這些器件都是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；為了降低分析系統(tǒng)的體積，所述色譜分析單元采用微型色譜分析模塊，該分析模塊所需的天然氣、載氣流量非常??；載氣單元，所述載氣單元連通所述二個或多個色譜分析單元，用于給色譜分析單元提供載氣；第二流量控制單元，所述第二流量控制單元用于控制所述載氣單元與二個或多個色譜分析單元之間的載氣的流量，使得能夠滿足二個或多個色譜分析單元所限定的極小流
量載氣;氣體通道，所述氣體通道用于連通所述二個或多個色譜分析單元與一個或多個進(jìn)樣單元、載氣單元，為了有效地降低分析系統(tǒng)的體積，以及實現(xiàn)天然氣測量場合所必需的防爆要求，所述氣體通道利用刻蝕技術(shù)在金屬板上形成，如不銹鋼板上形成，上述色譜分析單元、流量控制單元均設(shè)置在金屬板上。可選地，所述色譜分析單元的多通道切換閥采用氣動閥，因此，所述分析系統(tǒng)還包括驅(qū)動氣單元，所述驅(qū)動氣單元用于連通所述二個或多個色譜分析單元中的氣動閥；所述氣體通道還用于連通所述二個或多個色譜分析單元與所述驅(qū)動氣單元?？蛇x地，所述載氣分出一部分作為驅(qū)動氣?？蛇x地，為了更好地滿足色譜分析單元的所需的極小流量的天然氣和/或載氣的流量，所述第一流量控制單元和/或第二流量控制單元包括:比例閥，所述比例閥用于調(diào)整上游輸送來的氣體的流量；壓力檢測單元，所述壓力檢測單元將測得的所述比例閥下游的氣體的壓力信號傳送到所述比例閥，通過檢測到的壓力值去反饋控制比例閥；氣體緩沖空間，所述氣體緩沖空間設(shè)置在所述比例閥的上游或下游，從而使得進(jìn)入色譜分析單元的極小流量的天然氣和/或載氣非常穩(wěn)定，保證了天然氣分析的準(zhǔn)確性。可選地，所述氣體緩沖空間包括第一氣體緩沖空間和第二緩沖空間，分別設(shè)置在所述比例閥的上游和下游。為了進(jìn)一步增加天然氣和/或載氣的流量的穩(wěn)定性，可選地，所述第一流量控制單元和/或第二流量控制單元進(jìn)一步包括: 阻尼器件，所述阻尼器件設(shè)置在所述比例閥的下游。根據(jù)本發(fā)明實施例1達(dá)到的益處在于:采用的微型色譜分析模塊及刻蝕技術(shù)，不再采用氣體管道，使得分析系統(tǒng)的體積大大縮小，同時實現(xiàn)了天然氣檢測場合所必需的防爆要求。[0053]實施例2:根據(jù)本發(fā)明實施例1的天然氣分析系統(tǒng)在天然氣壓縮站中的應(yīng)用例。在該應(yīng)用例中。圖2示意性地給出了本發(fā)明實施例的天然氣分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖2所示，所述分析系統(tǒng)采用四個進(jìn)樣單元，該進(jìn)樣單元采用微型電磁閥控制是否進(jìn)樣，該微型電磁閥集成在不銹鋼板上，微型色譜分析模塊也集成在所述不銹鋼板上，并采用刻蝕技術(shù)形成氣體通道。載氣分出一部分作為驅(qū)動氣，去驅(qū)動色譜分析模塊中的氣動閥。進(jìn)樣單元連通二個微型色譜分析模塊，使得二個色譜分析模塊同時分析同一路天然氣。第一流量控制單元設(shè)置在進(jìn)樣單元和色譜分析模塊之間的氣體通道上。載氣單元連通二個色譜分析模塊，載氣在進(jìn)入色譜分析模塊之前，采用第二流量控制單元控制流量。所述流量控制單元由依次連通的第一氣體緩沖空間、比例閥、第二氣體緩沖空間組成，壓力檢測模塊用于檢測比例閥下游的氣體的壓力并傳送到比例閥，阻尼器件設(shè)置在壓力檢測點和第二氣體緩沖空間之間。實施例3:根據(jù)本發(fā)明實施例1的天然氣分析系統(tǒng)在天然氣管網(wǎng)中的應(yīng)用例。在該應(yīng)用例中。圖3示意性地給出了本發(fā)明實施例的天然氣分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖，如圖3所示，所述分析系統(tǒng)采用三個進(jìn)樣單元，分別采用微型電磁閥控制是否進(jìn)樣，該微型電磁閥集成在不銹鋼板上，三個微型色譜分析模塊也集成在所述不銹鋼板上，并采用刻蝕技術(shù)形成氣體通道。載氣分出一部分作為驅(qū)動氣，去驅(qū)動色譜分析模塊中的氣動閥。每個進(jìn)樣單元連通一個微型色譜分析模塊，使得三個色譜分析模塊同時分析三路天然氣。第一流量控制單元設(shè)置在進(jìn)樣單元和色譜分析模塊之間的氣體通道上，用于控制進(jìn)入色譜分析模塊的天然氣的流量。載氣單元連通三個色譜分析模塊，載氣在進(jìn)入色譜分析模塊之前，采用第二流量控制單元控制流量。所述流量控制單元由依次連通的第一氣體緩沖空間、比例閥、第二氣體緩沖空間組成，壓力檢測模塊用于檢測比例閥下游的氣體的壓力并傳送到比例閥，阻尼器件設(shè)置在壓力檢測點和第二氣體緩沖空間之間。
權(quán)利要求1.一種天然氣分析系統(tǒng)，所述分析系統(tǒng)包括: 一個或多個進(jìn)樣單元，所述一個或多個進(jìn)樣單元中的任一個與二個或多個色譜分析單元中的至少一個連通； 第一流量控制單元，所述第一流量控制單元用于控制所述一個或多個進(jìn)樣單元與一個或多個色譜分析單元之間的天然氣的流量； 二個或多個色譜分析單元，所述二個或多個色譜分析單元用于分離所述一個或多個進(jìn)樣單元傳輸來的天然氣中的各組分，并分析各組分的含量； 載氣單元,所述載氣單元連通所述二個或多個色譜分析單元； 第二流量控制單元，所述第二流量控制單元用于控制所述載氣單元與二個或多個色譜分析單元之間的載氣的流量； 氣體通道，所述氣體通道用于連通所述二個或多個色譜分析單元與一個或多個進(jìn)樣單元、載氣單元，利用刻蝕技術(shù)形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述分析系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 驅(qū)動氣單元，所述驅(qū)動氣單元用于連通所述二個或多個色譜分析單元中的氣動切換閥； 所述氣體通道還用于連通所述二個或多個色譜分析單元與所述驅(qū)動氣單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述第一流量控制單元和/或第二流量控制單元進(jìn)一步包括: 比例閥，所述比例閥用于調(diào)整上游輸送來的氣體的流量； 壓力檢測單元，所述壓力檢測單元將測得的所述比例閥下游的氣體的壓力信號傳送到所述比例閥； 氣體緩沖空間，所述氣體緩沖空間設(shè)置在所述比例閥的上游或下游。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述第一流量控制單元和/或第二流量控制單元進(jìn)一步包括: 阻尼器件，所述阻尼器件設(shè)置在所述比例閥的下游。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述氣體緩沖空間包括第一氣體緩沖空間和第二緩沖空間，分別設(shè)置在所述比例閥的上游和下游。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分析系統(tǒng)，其特征在于:所述載氣單元分出一路作為驅(qū)動氣。
專利摘要本實用新型提供了一種天然氣分析系統(tǒng)，包括一個或多個進(jìn)樣單元，所述一個或多個進(jìn)樣單元中的任一個與一個或多個色譜分析單元中的至少一個連通；第一流量控制單元，用于控制所述一個或多個進(jìn)樣單元與一個或多個色譜分析單元之間的天然氣的流量；二個或多個色譜分析單元，用于分離所述一個或多個進(jìn)樣單元傳輸來的天然氣中的各組分，并分析各組分的含量；載氣單元，所述載氣單元連通所述二個或多個色譜分析單元；第二流量控制單元，用于控制所述載氣單元與二個或多個色譜分析單元之間的載氣的流量；氣體通道，用于連通所述二個或色譜分析單元與一個或多個進(jìn)樣單元、載氣單元，利用刻蝕技術(shù)形成。本實用新型具有集成度高，體積小，可靠性好等優(yōu)點。
文檔編號G01N30/88GK203053931SQ20122075683
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者馮紅年, 張進(jìn)偉, 顧海濤 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司