способ определения температуры точки росы природных газов
Классы МПК: | G01N25/56 путем определения влагосодержания |
Автор(ы): | Москалев И.Н. |
Патентообладатель(и): | Москалев Игорь Николаевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
2000-04-12 публикация патента:
10.02.2003 |
Изобретение относится к измерению влажности природного газа. В способе зеркало-линейка разбивается на n элементарных участков (n>>1), на каждом из которых устанавливается и поддерживается своя температура, постоянная по всему участку. Кроме того, каждый элементарный участок снабжается датчиком температуры и указателем состояния поверхности этого участка, отмечающим отсутствие или наличие на ней конденсата. Температуры элементарных участков после определенной выдержки могут меняться, причем временной закон управления определяется либо оператором, либо программным устройством. Погрешность измерения температуры точки росы этим способом определяется в основном уровнем поддержания постоянства температуры элементарного участка и не превышает величины
0,1oС, что в 5
10 раз ниже погрешностей, даваемых приборами этого класса. Технический результат - уменьшение погрешностей измерения. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198005/177.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198054/247.gif)
Формула изобретения
Способ определения температуры точки росы, основанный на использовании охлаждаемого металлического зеркала-линейки, размещенного в корпусе конденсационного гигрометра, заключающийся в том, что вдоль зеркала-линейки устанавливают указатели температуры, регистрируют состояние поверхности зеркала-линейки и определяют температуру точки росы по границе раздела двух участков зеркала-линейки - покрытого и не покрытого конденсатом, причем температуру границы раздела определяют путем интерполяции показаний двух соседних указателей температуры, отличающийся тем, что зеркало-линейку разбивают на ряд отдельных элементарных участков общим числом n >>1, на каждом из которых независимо устанавливают постоянную температуру Тк(1![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198053/8804.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198053/8804.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198395/2198395-3t.gif)
где Тi - температура последнего непокрытого конденсатом участка;
Тi+1 - температура первого покрытого конденсатом участка.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению влажности природных газов и упругости паров высших углеводородов (ВУ) по методу определения температуры точки росы. Известны методы определения ТТР по влаге и ВУ с помощью конденсационных гигрометров. Измерительной ячейкой (датчиком ТТР) таких гигрометров служит металлическое зеркало, охлаждаемое каким-нибудь способом - жидкими пропаном или азотом, твердой углекислотой, термоэлектрическим холодильным элементом и др. При постепенном охлаждении зеркала в присутствии природного газа, начиная с определенной температуры (температуры начала конденсации или температуры точки росы - ТТР), зеркало начинает запотевать, т.к. на нем начинают конденсироваться пары ВУ или воды. Температура точки росы однозначно связана с упругостью паров ВУ или воды в газе и является физической характеристикой, определяющей их массу в единице объема. По принципу определения ТТР работают многие конденсационные гигрометры - Харьков-1М, Харьков-4, Dcwscope, CG-Chandler, Конг-Прима-2 и другие, которые можно считать аналогами [1]. Конденсационные приборы для определения ТТР делятся на два больших класса - термометрические динамические и термометрические статические. В первом из них зеркало имеет небольшие размеры; температура его постоянна по всей поверхности и изменяется по времени по задаваемому закону (обычно линейному). Приборы второго класса имеют протяженное зеркало - обычно в виде длинной линейки, температура которой меняется от одного конца к другому. Разность температур поддерживается специальной конструкцией холодильника. За прототип возьмем широко применяемый в газовой промышленности прибор для определения точки росы природного газа "ТТР" [1], в котором реализован способ определения точки росы конденсационным методом. Он содержит полированную металлическую охлаждаемую линейку (зеркало), расположенную на поверхности вихревой трубки, являющейся задатчиком градиента температур. При пропускании подаваемого из трубопровода газа последний разделяется на две компоненты - холодную и теплую, которые поддерживают градиент температур на концах зеркала-линейки. Кроме того, за счет дроссельного эффекта осуществляется общее понижение температуры зеркала-линейки [1]. Для измерения температуры используется несколько (4![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198054/247.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198053/8804.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198053/8804.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198395/2198395-2t.gif)
где Тi - температура последнего непокрытого конденсатом участка, а Ti+1 - температура первого покрытого конденсатом участка. Новым является также то, что температура каждого из отдельных элементарных участков устанавливается с помощью термоэлектрического холодильного устройства, а также то, что после определенной выдержки одно значение температуры каждого модуля может меняться на другое, а временной закон управления температурой определяется оператором, либо программным устройством исходя из алгоритма работы прибора. Благодаря этому термометрический статический гигрометр приобретает функции термометрического динамического, что расширяет его функциональные возможности, позволяя использовать другие алгоритмы определения ТТР. Это также является новым признаком. Способ реализуется устройством, представленным на чертежах. На фиг.1 изображено протяженное зеркало гигрометра, состоящее из нескольких (для определенности десяти) элементарных участков 1, 2, 3, 10, каждый из которых расположен на отдельном термоэлектрическом холодильном элементе 11, 12, 13, 20. На самих элементарных участках зеркала помещены датчики температуры 21, 22, 23, 30 и датчики наличия пленки конденсата 31, 32, 33, 40. Зеркало, составленное из элементарных участков, помещено в силовой корпус (как и в приборе TТP), выдерживающий рабочее давление газа и снабженный входным и выходным штуцерами (на фиг. 1 не показаны). На фиг. 2 приведена структурная схема гигрометра. На нем показаны управляемые источники питания 41, 42, 43, 50 термоэлектрических холодильников 11, 12, 13, 20. Сигналы о величинах температуры на каждом элементе, т.е. с датчиком 21, 22, 23, 30 по кабелю связи 51 поступают на блок обработки 53. Аналогично сигналы о наличии или отсутствии пленки конденсата с датчиков 31, 32, 33, 40 по кабелю связи 52 поступают на блок обработки 53. Информация о точке росы высвечивается на индикаторе 54. На фиг. 3а приведены эпюры температур на элементарных участках 1, 2, 3.. . 10 зеркала-линейки при величине ступеньки температуры между участками
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198005/916.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198005/916.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198054/247.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198054/247.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198005/916.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198002/8226.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198002/8226.gif)
![способ определения температуры точки росы природных газов, патент № 2198395](/images/patents/272/2198005/916.gif)
1. Халиф А.Л., Туровский Е.Н., Сайкин В.В., Сахаров В.Е., Бахметьев П.И. Приборы для определения влажности природного газа. Москва, ИРЦ Газпром, 1995, 45 с. 2. Гриценко А.И., Истомин В.А., Кульков А.Н., Сулеиманов Р.С. Сбор и промысловая подготовка газа на северных месторождениях России. М. : Недра, 1999, 473 с. 3. Плехоткин В.М., Ткаченко М.Р., Серебро Ж.М. Методические особенности определения точки росы природных газов. В сборнике: Всесоюзная научно-техническая конференция "Гермогаз-89", Харьков, 27.11.1989, 209-214 с. 4. Москалев И.Н., Кориткин И.П., Москалев M.И., Вышиваный И.Г., Хохрин Л.П., Орехов Ю.И., Филиппов A.Г. Микроволновая техника для газовой промышленности, 1997, 10, 56-58 с. 5. Деревягин A.M., Миронов К.И. Контрольная и поверочная аппаратура по измерению влагосодержания природного газа. // В сб. О научно-технических проблемах обеспечения перехода на взаимозачеты за поставляемый природный газ по его энергетическим показателям. - М.: ИРЦ Газпром, 1997, 36-43 с.
Класс G01N25/56 путем определения влагосодержания