[发明专利]一种气体管道内颗粒杂质浓度的监测装置

说明书

本发明公开了一种气体管道内颗粒杂质浓度的监测装置，包括：光源；准直系统；监测器具有用于供天然气管道内的气体流通的气体通道，气体通道具有供准直光束穿过的光通路和用于供准直光束穿过光通路后反射的光束穿过的反射光路，气体通道在反射光路和光通路处的截面大小不同；散射光收集系统用于分别收集光通路的散射光和反射光路的散射光；信号处理系统将散射光收集系统收集的光信号转换为电信号，并根据电信号的测量脉冲数目和单个脉冲的高度，计算得到被测气流中的含尘浓度和粒度分布。通过将光束至少两次经过不同截面处的气体通道，即对不同位置的气体进行检测，通过三处位置的检测从而解决因颗粒物分布不均的影响，提高检测的准确性。

技术领域

本发明涉及天然气质量监测技术领域，特别涉及一种气体管道内颗粒杂质浓度的监测装置。

背景技术

长输天然气管道沿线压气站设置了多种过滤分离设备，用于去除天然气中大部分颗粒物杂质，以保护下游关键设备和管道，保证管道整体安全平稳运行。

在实际运行条件下，上游气体来源复杂、外购气体气质波动较大，分离设备的设计处理气量和颗粒物杂质处理能力也有限，这使得当颗粒物浓度显著增大时，易造成过滤分离设备堵塞、滤芯失效、杂质穿透等问题，严重威胁下游压缩机、燃气轮机等关键设备及管道的运行安全。若能对天然气管道内的颗粒物的浓度做到实时监测，则能对滤芯更换、使用合适精度的滤芯或增设过滤分离设备等决策提供技术参考。

目前，管道内颗粒物浓度的测量方法有很多，如图像分析法、β射线衰减法、筛分法、超声法、光散射法等。其中，光散射法作为石油天然气行业标准SY/T6892-2012《天然气管道内粉尘检测方法》明确的示准方法，已在高压天然气管道内颗粒物的在线检测领域得到应用。

但是，现有的光学法测量颗粒物浓度的检测仪器仅检测一个截面处的浓度，因此，导致大颗粒物的影响性较大，检测准确性低。

因此，提供一种气体管道内颗粒杂质浓度的监测装置，以提高检测的准确性，是本技术领域人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种气体管道内颗粒杂质浓度的监测装置，以提高检测的准确性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气体管道内颗粒杂质浓度的监测装置，其包括：

光源；

准直系统，所述准直系统用于对所述光源照射的光进行准直处理；

监测器，所述监测器具有用于供天然气管道内的气体流通的气体通道，所述气体通道具有供准直光束穿过的光通路和用于供所述准直光束穿过所述光通路后反射的光束穿过的反射光路，所述气体通道在所述反射光路和所述光通路处的截面大小不同；

散射光收集系统，所述散射光收集系统用于分别收集所述光通路的散射光和所述反射光路的散射光；

信号处理系统，所述信号处理系统与所述散射光收集系统信号连接，并将所述散射光收集系统收集的光信号转换为电信号，并根据电信号的测量脉冲数目和单个脉冲的高度，计算得到被测气流中的含尘浓度和粒度分布。

优选的，上述的气体管道内颗粒杂质浓度的监测装置中，所述监测器为文丘里管，所述光通路垂直穿过所述文丘里管的喉道。

优选的，上述的气体管道内颗粒杂质浓度的监测装置中，所述文丘里管的进口和出口均与天然气管道通过法兰密封连接。

优选的，上述的气体管道内颗粒杂质浓度的监测装置中，所述反射光路为两个，分别为第一反射光路和第二反射光路，并且分布在所述光通路的两侧。