本發明涉及一種用于低溫天然氣濃度檢測的系統集成方法。
背景技術：
近年來，我國液化天然氣產業獲得了迅猛發展，已經基本形成了從液化工廠、lng運輸、lng儲存(接收站)、加氣站和終端用戶的完整產業鏈。lng具有超低溫和易燃易爆雙重危險特性，lng在儲存過程中一旦發生泄漏，由于lng溫度極低(-162℃)，氣液膨脹比大，極易揮發出甲烷與空氣形成爆炸性混合物，遇到點火源發生嚴重的火災爆炸。因此，對泄漏后的lng需要采取措施抑制其進一步擴散，降低蒸發速率，避免造成更嚴重的次生災害。液化天然氣主要成分是甲烷，在開展液化天然氣擴散抑制的研究過程中，為了研究抑制效果，需要對液化天然氣蒸發的低溫甲烷氣體濃度進行檢測。為此，設計一種可以檢測低溫可燃氣體濃度的集成方法。
目前在檢測空氣中甲烷濃度時，一般采用泵吸式進行采樣，但是對于低溫天然氣的檢測，采用泵吸式抽氣的檢測方式對儀器的防爆性能有很高的要求，另外泵吸式甲烷濃度檢測儀一般為便攜式儀器，不適合置于低溫的環境，也無法長時間的工作。
本發明涉及的低溫可燃氣體濃度檢測系統集成方法主要用于lng蒸發擴散范圍內甲烷實時監測及數據傳輸實驗。也可用于其他低溫可燃氣體的濃度檢測。
目前沒有涉及到低溫天然氣濃度檢測集成方法的相關專利。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是現有技術中無法直接測量低溫天然氣濃度的問題，提供一種新的用于低溫天然氣濃度檢測的系統集成方法。該方法具有可直接測量低溫天然氣濃度的優點。
為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下：一種用于低溫天然氣濃度檢測的系統集成方法，包括如下步驟：
(1)將加熱裝置、甲烷濃度分析儀、引導單元和待測氣體管路集成為一套系統，實現低溫甲烷氣體濃度檢測；
(2)被測氣體經由采樣頭的過濾器流經采樣管后經加熱裝置加熱至0-60℃，進入甲烷濃度分析儀進行測量；
(3)所述引導單元包含引導核心模塊組件、流量計、穩壓閥，引導單元是基于文丘里原理，利用氮氣或空氣的流量產生的負壓將待測樣品氣體抽出至甲烷濃度分析儀，待測氣體經分析儀測量完濃度后與氮氣或空氣一起排入大氣；
(4)甲烷濃度分析儀測量出甲烷濃度后將數據上傳至上位機。
上述技術方案中，優選地，采樣管為pfa特氟龍材質。
上述技術方案中，優選地，引導單元的引導氣采用鋼瓶或空壓機提供。
上述技術方案中，優選地，加熱裝置采用水浴加熱方式將待測氣體管路加熱。
上述技術方案中，優選地，甲烷濃度分析儀的甲烷濃度測量范圍為0-100v％(體積分數)。
上述技術方案中，優選地，甲烷濃度分析儀為隔爆型，工作溫度范圍為-40-65℃；可燃氣體報警儀安裝在儀表柜的上端，在可燃氣體泄漏后報警。
本發明提供了一種可以檢測低溫可燃氣體濃度的系統集成方法，該方法可以應用于液化天然氣蒸發出來的低溫甲烷氣體濃度檢測，具體可應用于液化天然氣的蒸發擴散抑制實驗，通過檢測甲烷濃度的變化來研究對液化天然氣蒸發擴散的抑制效果。本發明提出的檢測低溫甲烷氣體濃度的系統集成方法可用于測量0-100v％的低溫天然氣濃度，解決了目前無法直接測量低溫天然氣濃度的問題；本發明為集成式設計，將加熱裝置、分析儀和引導單元集成到一個儀表柜，方便現場使用；本發明也可以方便的實時在線測量其他可燃氣體濃度，取得了較好的技術效果。
附圖說明
圖1低溫甲烷濃度分析集成系統流程示意圖。
圖1中，1加熱裝置，2甲烷濃度分析儀，3引導單元，4氮氣或空氣，5數據傳輸與分析，6待測氣體入口，7排入大氣管線。
下面通過實施例對本發明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
具體實施方式
【實施例1】
本發明提出了一種應用于低溫甲烷氣體濃度檢測的系統集成方法，如圖1所示，其技術方案如下：
(1)本發明是將加熱裝置、甲烷濃度分析儀、引導單元和待測氣體管路集成為一套系統，能夠實現低溫甲烷氣體濃度檢測。
(2)被測氣體經由采樣頭的過濾器流經采樣管后經加熱裝置加熱至甲烷濃度分析儀要求的溫度，進入濃度分析儀進行測量。采樣管為pfa特氟龍材質。
(3)引導單元是實現本發明的關鍵環節，其原理是基于文丘里原理，利用氮氣或空氣的流量產生的負壓將待測樣品氣體抽出至甲烷濃度分析儀，待測氣體經分析儀測量完濃度后與氮氣或空氣一起排入大氣。引導單元包含引導核心模塊組件、流量計、穩壓閥組成。引導氣可以采用氮氣瓶組供氣或空壓機提供空氣動力。
(4)加熱裝置采用水浴加熱方式將待測氣體管路加熱至0-60℃，進入甲烷濃度分析儀進行分析。如果取樣點與甲烷濃度分析儀之間管路較長，也可不用水浴加熱，只需與空氣自然換熱也能實現加熱的目的，但是要確保進入甲烷濃度分析儀的氣體溫度不能低于分析儀承受的下限。
(5)甲烷濃度分析儀可以實現實時的高濃度甲烷含量測量，甲烷濃度測量范圍為0-100v％。甲烷濃度分析儀為隔爆型，工作溫度范圍為-40-65℃。
(6)可燃氣體報警儀安裝在儀表柜的上端，用以保證實驗過程中分析儀周邊的安全，在可燃氣體泄漏后報警。
氮氣瓶組或空氣機產生的氮氣或空氣在減壓后進入引導單元3，氣體流動產生的負壓將待測氣體通過氣體管路進入加熱裝置1加熱后進入甲烷濃度分析儀2，甲烷濃度分析儀2測量出甲烷濃度后將數據上傳至上位機，測量后的氣體隨引導氣排入大氣。
本發明為集成式設計，將加熱裝置、分析儀和引導單元集成到一個儀表柜，方便現場使用；本發明也可以方便的實時在線測量其他可燃氣體濃度，取得了較好的技術效果。
【實施例2】
按照實施例1所述的條件和步驟，只是沒有加熱裝置1，氮氣瓶組或空氣機產生的氮氣或空氣在減壓后進入引導單元3，氣體流動產生的負壓將待測氣體通過氣體管路直接進入甲烷濃度分析儀2，甲烷濃度分析儀2測量出甲烷濃度后將數據上傳至上位機，測量后的氣體隨引導氣排入大氣。
本發明為集成式設計，將加熱裝置、分析儀和引導單元集成到一個儀表柜，方便現場使用；本發明也可以方便的實時在線測量其他可燃氣體濃度，取得了較好的技術效果。
【比較例】
目前還沒有專門針對低溫天然氣的濃度測量方法，常規方法是將天然氣加熱到室溫然后采用泵吸式進行測量，通過泵將可燃氣體抽到檢測元件的腔室。這樣就存在以下幾個問題：第一，天然氣是可燃氣體，泵吸式裝置必須是防爆儀器，必須滿足國家規定的可應用于易燃危險場所的設備防爆要求，而且對檢測元件也提出了很高的要求，這樣就大大降低了實用價值。第二，泵吸式不能直接測量低溫天然氣濃度，需要將氣體處理后才能測量，降低了測量結果的準確性。第三，泵吸式甲烷濃度測量方法一般不適合置于低溫的環境，也無法長時間的工作。