一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置

摘要

本发明提供一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置，包括箱体及箱体内的恒压调节阀、第一压力变送器、第二压力变送器、流量孔板、差压变送器、CO传感器、CH4传感器和数据采集控制器。由煤气输入口通过管道依次连接恒压调节阀、流量孔板、CO传感器和CH4传感器，CH4传感器的出口连接煤气输出口；第一压力变送器、第二压力变送器、差压变送器、CO传感器、CH4传感器均通过信号电缆连接数据采集控制器的AI端口。通过检测煤气中主要燃烧物的成分含量，乘以各自的单位发热量，得出煤气的瞬时总热值，用于连续高速测量高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、液化气、天然气、混合煤气等各种可燃气体的热值，特别是可以监测低热值燃气的理想仪表。

权利要求

1.一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置，其特征在于，包括箱体及箱体内的恒压调节阀、第一压力变送器、第二压力变送器、流量孔板、差压变送器、CO传感器、CH4传感器和数据采集控制器；

气路的连接关系为：由煤气输入口通过管道依次连接恒压调节阀、流量孔板、CO传感器和CH4传感器，CH4传感器的出口连接煤气输出口；

在恒压调节阀的前、后管路上分别设置取压点，分别连接第一压力变送器和第二压力变送器的气路输入端；

流量孔板的差压测点通过管路连接差压变送器；

电路的连接关系为：第一压力变送器、第二压力变送器、差压变送器、CO传感器、CH4传感器均通过信号电缆连接数据采集控制器的AI端口。

2.根据权利要求1所述的一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置，其特征在于，在恒压调节阀前端的管道上还设有第一电磁阀和第二电磁阀，煤气输入口通过第一电磁阀连接恒压调节阀前端，标准气输入口通过第二电磁阀连接恒压调节阀前端。

3.根据权利要求1所述的一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置，其特征在于，所述的数据采集控制器为PLC或为工控一体机。

4.根据权利要求1所述的一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置，其特征在于，所述的数据采集控制器还通过AO端口与恒压调节阀电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置，其特征在于，还包括设置于箱体面板上的HMI，HMI通过通讯电缆与数据采集控制器相连。

说明书

一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及气体传感器技术领域，特别涉及一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置。

背景技术

[0002] 在冶金、焦化、建材、城市煤气等工业生产、生活领域中，广泛使用可燃混合气体燃料，常用的可燃气体有高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、天然气、液化气、沼气等，为了有效利用各种不同热值的气体燃料，往往需要把几种气体燃料混合使用，以保证混合气体燃料的热值满足工业炉窑等生产的需要。当几种气体燃料混合使用时，由于生产气源波动因素的影响，混合气体的成份比例经常发生变化，热值也随之发生变化。当气体燃料的热值发生变化时，如不及时监测并加以调整，仅靠控制气体燃料的流量和压力不能很好的实现工业炉窑等的热工设备正常生产的需要。一直以来国内选用的热值仪均是采用恒压、恒流燃烧法，通过氧化锆、热电堆检测出mv值，计算其对应热含量，此类仪表原理简单、造价低，但是测量精度不高、使用危险性大、无法检测低热值燃气、维护量大、维护人员劳动强度高。

发明内容

[0003] 为了克服背景技术中的不足，本发明提供一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置，通过检测煤气中主要燃烧物的成分含量，乘以各自的单位发热量，得出煤气的瞬时总热值，用于连续高速测量高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、液化气、天然气、混合煤气等各种可燃气体的热值，特别是可以监测低热值燃气的理想仪表。

[0004] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

[0005] 一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置，包括箱体及箱体内的恒压调节阀、第一压力变送器、第二压力变送器、流量孔板、差压变送器、CO传感器、CH4传感器和数据采集控制器。

[0006] 气路的连接关系为：由煤气输入口通过管道依次连接恒压调节阀、流量孔板、CO传感器和CH4传感器，CH4传感器的出口连接煤气输出口；

[0007] 在恒压调节阀的前、后管路上分别设置取压点，分别连接第一压力变送器和第二压力变送器的气路输入端；

[0008] 流量孔板的差压测点通过管路连接差压变送器。

[0009] 电路的连接关系为：第一压力变送器、第二压力变送器、差压变送器、CO传感器、CH4传感器均通过信号电缆连接数据采集控制器的AI端口。

[0010] 进一步地，在恒压调节阀前端的管道上还设有第一电磁阀和第二电磁阀，煤气输入口通过第一电磁阀连接恒压调节阀前端，标准气输入口通过第二电磁阀连接恒压调节阀前端。

[0011] 进一步地，所述的数据采集控制器为PLC或为工控一体机。

[0012] 进一步地，所述的数据采集控制器还可以通过AO端口与恒压调节阀电气连接。

[0013] 进一步地，还包括设置于箱体面板上的HMI，HMI通过通讯电缆与数据采集控制器相连。

[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0015] 1)通过检测煤气中主要燃烧物的成分含量，乘以各自的单位发热量，得出煤气的瞬时总热值，用于连续高速测量高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、液化气、天然气、混合煤气等各种可燃气体的热值，特别是可以监测低热值燃气的理想仪表；

[0016] 2)比传统的燃烧法测热值测量精度高、结构简单、安全可靠、维护方便；

[0017] 3)用恒压调节阀调节测量管路的压力，两个压力变送器监测调节前、后的管路压力，实现恒压调节，保证测量管路的恒压测量；

[0018] 4)用孔板流量计配合差压变送器能够测量检测管路的流量；

[0019] 5)输入口设置的两个电磁阀，一个用于常规检测时打开，另一个用于通入标准气进行校表时打开；

[0020] 6)广泛应用于冶金、化工、建材、城市煤气等热值检测与自动控制系统中和造气厂各种气源生产线上，亦可用于焦炉、热风炉、加热炉、退火炉、煤气罐、储气罐、煤气混合装置等设备上。

附图说明

[0021] 图1是本发明的整体结构图；

[0022] 图2是本发明的控制系统框图。

[0023] 图中：1-箱体 2-第一电磁阀 3-第二电磁阀 4-CO传感器 5-第一压力变送器 6-恒压调节阀 7-第二压力变送器 8-CH4传感器 9-流量孔板 10差压变送器 11-AC/DC电源 12-数据采集控制器 13-箱体门板 14-触摸屏。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

[0025] 如图1-2所示，一种基于气体含量检测的煤气热值检测装置，包括箱体(1)及箱体(1)内的恒压调节阀(6)、第一压力变送器(5)、第二压力变送器(7)、流量孔板(9)、差压变送器(10)、CO传感器(4)、CH4传感器(8)和数据采集控制器(12)。

[0026] 气路的连接关系为：

[0027] 由煤气输入口通过管道依次连接恒压调节阀(6)、流量孔板(9)、CO传感器(4)和CH4传感器(8)，CH4传感器(8)的出口连接煤气输出口；

[0028] 在恒压调节阀(6)的前、后管路上分别设置取压点，分别连接第一压力变送器(5)和第二压力变送器(7)的气路输入端；

[0029] 流量孔板(9)差压测点通过管路连接差压变送器(10)。

[0030] 电路的连接关系为：第一压力变送器(5)、第二压力变送器(7)、差压变送器(10)、CO传感器(4)、CH4传感器(8)均通过信号电缆连接数据采集控制器(12)的AI端口。

[0031] 在恒压调节阀(6)前端的管道上还设有第一电磁阀(2)和第二电磁阀(3)，煤气输入口通过第一电磁阀(2)连接恒压调节阀(6)前端，标准气输入口通过第二电磁阀(3)连接恒压调节阀(6)前端。

[0032] 所述的数据采集控制器(12)为PLC或为工控一体机。PLC可以采用任意一种品牌的小型PLC，工控一体机可以采用研祥工控一体机。

[0033] 所述的数据采集控制器(12)还可以通过AO端口与恒压调节阀(6)电气连接。恒压调节阀(6)可以由数据采集控制器(12)控制，还可以不由数据采集控制器(12)控制，均可。

[0034] 本发明的箱体(1)面板(13)上还设置了HMI(14)，本实施例为昆仑通态的触摸屏，HMI(14)通过通讯电缆与数据采集控制器(12)相连。如果数据采集控制器(12)采用PLC，则需要设置与其配套的触摸屏(14)，用于操作及显示。如果选用工控一体机则无需触摸屏。

[0035] 本发明的燃气热值检测控制方法为：

[0036] 步骤一、被测燃气经采样探头进入样气预处理装置，经过除尘、除水、冷却处理后的样气被送入煤气热值检测装置；

[0037] 步骤二、在煤气热值检测装置内根据被测样气成分不同配置有多套不同原理的分析传感器，包括CO传感器(4)和CH4传感器(8)；

[0038] 步骤三、传感器(CO传感器(4)和CH4传感器(8))测量样气中的各种气体的百分比含量，数据采集控制器(12)采集各路传感器的测量信号，再把这些成份百分比含量乘以各自的单位发热量，经过运算即可得到被测燃气的瞬时总热值量；

[0039] 步骤四、数据采集控制器(12)计算并通过HMI(14)显示被测气体的华白值、热值和比重值(或密度值)。

[0040] 本发明通过检测煤气中主要燃烧物的成分含量，乘以各自的单位发热量，得出煤气的瞬时总热值，用于连续高速测量高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、液化气、天然气、混合煤气等各种可燃气体的热值，特别是可以监测低热值燃气的理想仪表；比传统的燃烧法测热值测量精度高、结构简单、安全可靠、维护方便。

[0041] 本发明用恒压调节阀(6)调节测量管路的压力，两个压力变送器(5)和(7)监测调节前、后的管路压力，实现恒压调节，保证测量管路的恒压测量；用孔板流量计(9)配合差压变送器(10)能够测量检测管路的流量。

[0042] 输入口设置的两个电磁阀(2)和(3)，一个用于常规检测时打开，另一个用于通入标准气进行校表时打开。

[0043] 以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。