工业管道中含尘气体流量测定方法评述

1 简述 含尘气体工业管道流量测定目的在于满足生产工艺和除尘工艺系统中对流量监测及控制的需要,是程工中重要的技术环节。由于流体性质不同,且工艺系统对流量测量技术要求各有所异,因此,也就自然出现了各类流量测量装置和方法,它们具有各自的特点和适用范围。含尘气体流量测量在工程实用技术上还不够成熟,随着工业技术水平高速发展,人们对这类流体流量测定技术有了新的认识和更高要求,这主要表现在以下几个方面:①要求测量装置同时具有防堵、防     

一种用于石化行业的多通道气体检测仪设计

针对石化装置事故现场有毒有害气体多、浓度信息难以掌握的特点,提出了一种用于石化行业多气体浓度检测的检测仪。基于Arm+Linux的嵌入式平台,设计了气体检测仪的硬件电路和软件程序,用气体标准物质对气体检测仪进行了实验测试。结果表明,气体检测仪测量精度符合国家标准要求,在石化行业日常巡检和石化装置事故现场气体检测中具有较高应用价值。     

天然气高压输送管道微量泄漏TDLAS检测技术理论研究

天然气输送管网规模随着城镇化进程加快而急剧扩大,高压管道气体微量泄漏的威胁日益严重,传统检测方法不能实现连续地精确检测。利用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)检测技术可以实现对微量泄漏的甲烷等气体进行快速、精确地检测。介绍了TDLAS技术的检测原理和压力管道的泄漏物理模型。选择CH4在1 653.7 nm处的吸收谱线为研究对象,结合已有的数据与参数,分析了光谱吸收率和可探测浓度下限随温度、压强的变化特征,以及激光扫描步长对测量精度的影响。结果表明,TDLAS技术应用于高压管道微量泄漏的实时检测是可行的。测量得到的气体浓度符合检测标准,可作为相关检测的基准值谱。     

环保型SF_6现场检测技术研究

如何诊断电气设备内部的SF_6气体状态对于保证电气设备正常运行至关重要。主要诊断方法为SF_6绝缘设备分解产物测量,但是现有检测方法存在响应速度慢、气体交叉、使用寿命短、检测尾气污染等弊端。基于此,提出环保型SF_6现场检测技术,研制了环保型SF_6现场检测装置,采用光学方法对SF_6纯度、微水、SO_2、H_2S和CO等气体进行检测,并在系统后端设计尾气回收装置。研制的设备在都匀变电站应用并进行了相关测试。结果表明,微水测试精度小于2.5×10~(-6),SF_6纯度测试精度小于1%,SO_2检测精度小于1.5×10~(-6),H_2S测试精度小于2.5×10~(-6),CO测试精度小于0.3×10~(-6),符合该领域检测标准。     

基于光学方法的“零排放”SF_6现场检测技术研究

研究基于光学方法的SF_6分解产物检测技术,包括基于红外吸收的SF_6纯度检测、基于紫外荧光的SO_2检测及基于TDLAS(Tunable Diode Laser Absorption Spectrum)的H_2S,CO检测技术。进而研制"零排放"检测装置,进行标定、温度及流量补偿以及各类气体的检测等试验,结果发现SF_6纯度检测数据的精度在0.04%之内,H_2S和SO_2的检测精度在2%以内,CO的检测精度在1%以内,符合相关检测标准。所研制的设备具有检测精度高、响应时间短、安全环保等特点。     

基于人工神经网络管道泄漏检测系统研究

管道泄漏检测方法及其技术是管道安全管理和维护的重要内容。为了提高监测效率和测定的灵敏度，及时预测和发现泄漏事故，降低检测方法和技术的泄漏误报警率，近年来，北京市劳动保护科学研究所根据国内外管道泄漏检测的各种硬件和软件方法及技术的现状和发展趋势，采用实时测定瞬间流量(8次/s)和质量趋势分析方法，研究建立了基于人工神经网络的气体管道泄漏检测系统软件，简化了神经网络的学习和训练过程，提高了系统检测的灵敏度和准确度，在应用于模拟管道泄漏试验装置系统中获得了如下研     

固定式CAFS装置灭火试验及其工程应用研究

以直径11 m油池为灭火对象,分别采用压缩气体泡沫灭火装置和负压式泡沫灭火装置进行了灭火测试,对比分析了2种泡沫灭火方法的灭火能力。试验结果表明,压缩气体泡沫灭火系统可在较低的泡沫供给强度下完成油池灭火;压缩气体泡沫灭火能力优于负压式泡沫灭火系统,在相同泡沫混合液流量下,压缩气体泡沫灭火系统的灭火时间仅为负压式泡沫灭火系统的57%。实现大流量高压供气后,压缩气体泡沫灭火技术可应用于储罐灭火。     

化工行业可燃气体报警器在线检测系统的研发

研究开发了一套可燃气体报警器在线检测系统,该系统由配气检测系统和采气测量系统两部分组成,能对不同类型固定式和便携式可燃气体报警器进行在线检测,实现数据自动采集、分析和储存,具备检测精度高,操作性好的优势。系统在化工企业应用情况表明,能解决目前企业报警器性能检测依靠离线检测、检测可靠性差和检测精度低的不足,大大提高企业可燃气体报警器检测率。     

脱硝装置气体管道危险性研究

本项目根据烟气脱硝装置工艺特点,设计并搭建了臭氧腐蚀性测试装置和臭氧自燃点测试装置。利用搭建的测试装置开展了铁粉、碳粉自燃特性研究和吸收塔内非金属材料的腐蚀性研究。通过试验研究确定了铁粉和碳粉在臭氧环境下的自燃特性,同时利用光学显微镜对非金属材质腐蚀前后的表面形貌进行了表征,确定了臭氧对非金属材质的腐蚀特性。通过理论计算和试验研究确定了纯氧管道和含有一定浓度臭氧的氧气管道的工艺危险性。根据脱硝装置气体管道的研究成果给出了合理化建议。     

用激光监测气体污染

英国研制成功一种 新型的气体污染监测装 置──激光检测器。 这种检测装置十分 灵敏,具有自动故障检 测等优点,可以检测许 多用其他技术无法检测 的气体,而且可以自动 纠正任何微小的误差, 气体浓度较低时,也能 被检测出来。检测精度 为1.0ppm,检测时间为 10毫秒。 这种检测装置是根据大多数气体吸收红外线能量的原理,运用比尔──朗贝尔定律进行检测的。激光器产生一种能够被污染气体吸收的红外光波,照射在100米之外的信号检测器上,信号检测器根据激光器的光强,确定污染气体的浓度。这种检测装置的输出信号,不受大气温度、压力、湿度、粉…     

厚度测定精度对工业管道检验结论的影响

本文介绍了在石油化工装置工业管道定期检验过程中,壁厚测定精度对下一检验周期的影响,也就是0.1mm对检验结论的影响。提出如何相对准确的采集在用工业管道的壁厚数据,以及检验前期如何识别测量精度可能会对检验结论造成的影响。     

可燃气体报警器快速校准装置的研究

针对石化企业中可燃气体报警器校准工作存在着校准周期长、维护困难、准确性不能保证的现状,提出了一种通过将高浓度可燃气体物质经过定量稀释配制成用于可燃气体报警器标定的多种浓度气体物质的方法,并设计了一种由两路流量检测与控制模块和一个监控单元构成的可燃气体报警器快速标定装置。叙述了可燃气体报警器快速标定装置的原理、元器件构成、设计结构、流量控制方法和防爆措施的实现。     

煤体结构差异对气体运移影响的试验研究

利用自行研制的装置,以氮气模拟瓦斯,以同一压力下压实的不同粒径煤样制作不同煤体结构构造煤;气源以恒定压力向煤体持续注气,使煤体吸附一段时间后,停止注气,打开放气阀,使煤体开始解吸,进行了煤体结构差异对气体运移影响的试验研究。结果表明:构造煤体的气体运移特征有线性渗流和二项式渗流。当组成构造煤体的煤颗粒粒径较大时,在流量达极值前,通过煤体的气体流量随时间的变化成线性关系,此时煤体内气体的运移特征符合线性渗流。当组成构造煤体的煤颗粒粒径较小时,在流量达极值前,通过煤体的气体流量随时间的变化成二项式关系,此时煤体内气体的运移特征符合二项式渗流。试验中大颗粒粒径煤体和小颗粒粒径煤体,在流量达到极值后,通过煤体的气体流量随时间的衰减关系均成二项式关系。     

基于Monte-Carlo方法的长输管道气体扩散模拟研究

目前气体扩散模拟研究多采用流体力学的计算方法,分析气体扩散过程中的动力学特性.有限体积、有限元等方法都需要对事故区域整体进行网格划分,计算过程效率无法满足长输管道事故应急跨区域、多气象以及复杂地形的要求.Monte-Carlo方法利用RAMS预测的平均风场,模拟有限气体粒子在风场中的随机行走特性,有效地弥补了计算效率与网格精度冲突所导致的模拟性能下降的缺点.通过HAVEGE方法收集计算的硬件信息熵形成随机源,修正了以往伪随机数问题,增强了Monte-Carlo方法的计算精度.结果表明Monte-Carlo气体扩散模拟研究方法满足了长输管道事故灾害应急决策的需要.     

软土沉降位移作用下大口径管道轴向应力状态研究*

为准确掌握大口径管道的轴向应力应变状态,保障管道的安全运行,通过假定4类不同形式的软土沉降位移,研究不同沉降形式对管道轴向应力状态的影响。采用非线性有限元方法建立管道轴向应力应变参数化数值计算模型,开展影响因素分析。结果表明:针对软土沉降位移作用下1 422 mm X80大口径管道,沉降量相同时,突变型位移载荷作用下管道受到的轴向应力最大,最大轴向应力位于两侧非沉降区距管道中心约53 m处;软土沉降量达到工程实际中可能的最大值1 m时,大口径X80管道内轴向应力小于0.9倍管材屈服强度,管道环焊缝可以采用基于应力的工程适用性评估方法开展ECA(Engineering Critical Assessment)评价。     

符合最新国际标准的气体检测系统

气体检测系统主要由气体检测传感器和控制器两大部分组成,是保证工业安全的重要手段。工作时,传感器通过电缆将检测到的信号传输到控制器,由控制器显示气体浓度、报警、控制配套装置,并对传感器和电缆的工作状态进行检测。一个可靠的气体检测系统,应配有高质量的传感器。传感器的精度、稳定性和寿命是影响检测效果的重要因素。笔者借此介绍法国奥德姆公司生产的优质传感器,供参考。 奥德姆公司生产的传感器大致分为两类,一类为可燃气传感器,另一类为毒气和氧气传感器(参见本期封2图片)。 可燃气传感器用于检测各种易爆气体和气化物,对作业现…     

不同浓度甲烷-空气预混气体爆炸特性的试验研究

利用自主搭建的易爆气体爆炸试验平台,研究了甲烷体积分数为8%、9%、9.5%、10%、11%的甲烷-空气混合气体的爆炸特性。结果表明:爆炸火焰在管道内经历了层流火焰传播加速、郁金香火焰传播速度变慢和湍流火焰传播速度增大3个特征阶段;爆炸管道压力表现出升压、振荡和反向冲击3个变化阶段;爆炸感应期、火焰最大传播加速度和最大爆炸升压速率等特征参数能更好地反映易爆气体的爆炸能力和爆炸强度。结合爆炸火焰图片、光电传感信号和压力传感信号发现,在一端开口的管道内,爆炸压力出现变化的时间总是先于火焰传播速度的变化时间,表明爆炸压力的变化是导致火焰传播速度变化的原因。因此,抑爆过程中,减小爆炸压力和降低升压速率是达到良好抑爆效果的关键。     

电厂高温主蒸汽管在线超声导波检测方法

蒸汽管道长期在高温及应力的条件下运行,不可避免地造成高温腐蚀减薄。因此,蒸汽管道的管壁减薄的检测尤为重要。目前检测高温管道腐蚀的手段主要是采用测厚仪来测量壁厚值。弊端在于要停炉停产,拆除管道保温并打磨,只能进行局部厚度测量,无法保证检测高温蒸汽管道整体的腐蚀减薄情况;在较高的表面温度下,测厚仪的精度亦难以保证。本文基于超声导波技术的在线高温蒸汽管道的在线检测方法,采用高温导波探头,实现了在较高壁温的条件下对高温蒸汽管道的全局壁厚减薄测量缺陷检测。     

变截面管道中气云的燃爆传播研究

工业尾气回收网结构复杂,存在许多变径结构,回收气体大多燃易爆,因此有发生燃爆事故的风险.为探究变径结构对可燃气云燃爆过程的影响,在管长为0.5m变截面管道内,采用预混燃烧模型和Zimont湍流燃烧模型,对可燃预混气体燃爆特性开展了大涡模拟(LES)研究.结果 表明:在0.5m管长的通径管道内,管道截面越小,管壁对火焰的约束作用越大,壁面反射增强,管道壁面形成的湍流加速壁面附近的火焰传播速度,使得Tulip火焰出现越早,达到最大火焰传播速度的位置距点火端越近;管道截面越小,火焰厚度越大.不同管道结构下Tulip火焰结构不同,在突缩和连续突缩管道中Tulip火焰产生变形,火焰锋面不再光滑;变截面结构对火焰传播有激励作用,管道内截面变化后涡团的产生和演化加速了火焰传播,突缩管道结构对火焰传播有明显的加速作用,因此尾气回收管网设计需尽量减少突缩管道结构或在突缩管道结构位置增加阻火装置.     

加管道球形容器内预混气体爆炸过程的实验研究

开展加管道球形容器内预混气体爆炸实验研究在化工和石化企业中具有重要的科研和实用价值.详细研究了气体燃烧时爆炸波的扩展过程,得出球形容器安装管道后会降低球形容器内的最大爆炸压力,随着爆炸波在管道中传播,爆炸压力会不断升高,且管道末端的压力达到最大.通过实验结果分析,合理指出在连通容器上正确安装泄爆装置的位置.