[发明专利]轻烃燃气在线热值分析方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气的在线热值分析方法及装置，特别是一种轻烃燃气在线热值分析装置，应用于轻烃管道燃气的热值、华白指数、比重、密度、含氧量、混空比的在线分析。应用该发明原理，也可以对某些其中一种组分参数为变量、其它组分参数为常量的混合燃气(如：LPG+AIR、沼气、煤成气等)进行相关参数的在线分析。

背景技术

燃气热值在线分析装置通常称之为热值仪，是各种燃气在生产、储配、使用过程中。动态评估燃气质量、能源计量核算、混合配比控制、自动化过程控制必不可少的装置。一般热值仪均采用燃烧被测量过程气的方法进行检测分析，也有用在线气体分析设备进行定量分析的。它们共同的缺点是：1)造价高，备品备件价格高，由国外进口和引进居多。2)系统安装、调试、操作、维护复杂、对技术人员和使用人员要求高。3)对应用环境要求苛刻，隔爆防爆措施复杂、安全保障有困难。4)应用电化学、氧化锆等方法分析含有烃类的混合燃气，虽然价格较低，但精度低、适应性差、运行不稳定、传感器探头易中毒损坏。

目前，城市煤气中最有发展前途的气种是天然气、轻烃管道燃气和液化石油气等轻石油族燃气。轻烃管道燃气属轻质油制气范畴。稳定轻烃来源于天然气、石油二次加工的副产品，数量较大。因其主要成分为戊烷(C₄)，沸点36.1℃，在常温常压下为液态，气态时标准状态的密度为3.4537Kg/Nm³、与空气的相对比重为2.6709、高位热值169.377MJ/Nm³、低位热值156.733MJ/Nm³人们称之为轻汽油。详见GB9053-1998《稳定轻烃》。将轻烃应用在民用管道燃气和替代部分工业能源的方法正在我国广泛推广。

在生产、储配、使用轻烃燃气过程中必需对最终产品轻烃管道燃气的品质和控制参数(热值、华白指数、比重、密度、含氧量、混空比)进行必要的分析监测和控制。这不仅可以使原料得到充分合理地利用，也能按照规定向用户供应热值在一定范围内恒定的稳定轻烃燃料。

发明内容

本发明的目的是提供一种轻烃燃气在线热值分析方法及装置，该装置运行稳定，测量准确，操作简便，安全性好，可实现测量的智能化。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

轻烃燃气在线热值分析方法，该方法是基于混合气体的密度等于该混合气体中各气体组分的密度与其在混合气体中所占百分含量的积的总和的数学模型，在测量出混合气体的密度前提下，根据已知气体的密度，计算出被测组分气体与混合气体中其它组分气体的混合比，以此推算出轻烃燃气热值、华白指数、比重、密度、含氧量、混合比数值，所述的数学模型公式为：

ρ_H＝ρ_xV_x+ρ₁V₁+ρ₂V₂+……ρ_nV_n

若：ρ_y＝ρ₁V₁+ρ₂V₂+……ρ_nV_n

    V_y＝V₁+V₂+……V_n

则：ρ_H＝ρ_xV_x+ρ_yV_y

令：V_y＝1-V_x

如果：ρ_xρ₁ρ₂……ρ_n已知、ρ_H测得。

则：V_x＝(ρ_H-ρ_y)/(ρ_x-ρ_y)

式中：

ρ_H----------------混合气体的密度

ρ₁、ρ₂、ρ_n------掺混各组分气体的密度

V₁、V₂、V_n---------掺混各组分气体的在混合气体中的百分含量(％)