БЛОК ПОДГОТОВКИ ГАЗОВ ГАЗОВОГО ХРОМАТОГРАФА

Настоящая полезная модель относится к технике отбора проб и подготовки газа и сжиженных углеводородных газов для анализа их физико-химических свойств, компонентного состава и других параметров и может быть использована в системах отбора проб при измерениях параметров качества в нефтяной и газовой промышленности, в коммерческих узлах учета, в системах измерений количества и показателей качества газа и сжиженных углеводородных газов на магистральных газопроводах.
Известен стенд для подготовки многокомпонентной водогазонефтяной смеси к анализу, включающий емкости для воды и нефти, трубопроводы, эжектор (струйный аппарат), установленный в герметизированном цилиндрическом вращающемся корпусе диспергатора, анализатор, емкость для газа, сообщенную трубопроводом с пассивным соплом эжектора, к активным соплам которого подключены нагнетательные патрубки насосов воды и нефти, при этом на выходе из диспергатора установлен дополнительный насос (патент RU на изобретение №2476733, МПК (2006.1) F15B 19/00, опубл. 27.02.2013 г.) [1].
Данное изобретение относится к устройствам для подготовки водогазонефтяных смесей при испытаниях приборов для определения концентрации нефти или нефтепродуктов в воде.
Известен хроматограф газовый промышленный «Хромат-900», состоящий из аналитического блока и блока подготовки газов, смонтированных на общей несущей раме, и блока баллонов. Блок подготовки газов предназначен для регулировки давления газа-носителя, вспомогательного газа, давления и расхода пробы поверочной газовой смеси и ввода их в аналитический блок. Блок подготовки газов включает фитинг подключения канала пробы с байпасным каналом, фитинги канала вспомогательного газа, канала газа-носителя, канала поверочного газа, канала сброса, фильтры вспомогательного газа от влаги, фильтры газа-носителя от остаточного содержания кислорода, влаги и углеводородов, очистки газов от содержания твердых примесей, приборы регулировки и контроля давлений, объемных расходов газов.
Аналитический блок осуществляет хроматографическое разделение компонентов пробы, сброс отработанных газов через канал сброса аналитического блока в канал сброса блока подготовки газов, обработку и передачу данных о результатах измерений в информационную сеть. (Хроматограф газовый промышленный «Хромат-900». Руководство по эксплуатации. ИБЯЛ.413538.001-05РЭ. www.analitpribors.ru/tech/hromat-900-re.pdf) [2] (прототип устройства).
Недостатком данной установки является то, что при истечении исследуемого газа через байпасный канал канала подачи пробы при подготовке газового хроматографа к процедуре измерения, в канале сброса блока подготовки газов происходит смешение исследуемого газа с потоком газов, поступающих из канала сброса аналитического блока, при этом создается избыточное давление в канале сброса блока подготовки газов, что препятствует эффективному отводу газов из аналитического блока, ухудшает стабильность работы аналитического блока, вызывает загрязнение аналитического блока кислородом и атмосферной влагой воздуха через канал сброса, снижает точность измерений из-за дрейфа времени удержания анализируемых компонентов, вносит дополнительную погрешность в измерение и может вызвать повреждение хроматографических колонок хроматографа, чувствительных к атмосферной влаге.
Техническим результатом данной полезной модели является эффективная очистка канала ввода пробы, эффективная очистка канала сброса отработанных газов из аналитического блока газового хроматографа и исключение загрязнения аналитического блока кислородом и атмосферной влагой воздуха, повышение точности измерений параметров качества газа и сжиженных углеводородных газов и сохранение работоспособности хроматографа.
Техническая задача решается блоком подготовки газов газового хроматографа, включающим канал ввода пробы с установленными на нем фильтром, регулятором давления, трехходовым краном и байпасным каналом с краном и измерителем расхода газа, канал ввода поверочной газовой смеси с установленными на нем регулятором давления и трехходовым краном и трубопровод отвода газов в атмосферу, при этом канал ввода пробы и канал ввода поверочной газовой смеси соединены трубопроводом с установленным на нем трехходовым краном, центральный отвод которого соединен с аналитическим блоком газового хроматографа посредством канала с установленными на нем манометром, краном и измерителем расхода газа, а к трубопроводу отвода газов в атмосферу присоединены канал ввода пробы, канал ввода поверочной газовой смеси и байпасный канал канала ввода пробы, в котором на трубопроводе отвода газов в атмосферу установлен струйный аппарат с патрубком приемной камеры, присоединенным к каналу сброса отработанных газов из аналитического блока газового хроматографа.
Сущность полезной модели заключается в том, что, в отличие от прототипа, в блоке подготовки газов на трубопроводе отвода газов в атмосферу установлен струйный аппарат с патрубком приемной камеры, присоединенным к каналу сброса отработанных газов из аналитического блока газового хроматографа, что при подаче газа из байпасного канала, установленного на канале ввода пробы, создает разряжение в приемной камере струйного аппарата, обеспечивает эффективный отвод отработанных газов из аналитического блока, исключает загрязнение аналитического блока кислородом и атмосферной влагой воздуха, повышает точность измерения параметров качества газа и предупреждает повреждение хроматографа.
На фиг. 1 представлена схема блока подготовки газов газового хроматографа; на фиг. 2 - струйный аппарат блока подготовки газов.
Блок подготовки газов 1 газового хроматографа состоит из канала ввода пробы 2, канала ввода поверочной газовой смеси 3 и трубопровода отвода газов в атмосферу 4. На канале ввода пробы 2 установлены фильтр 5, регулятор давления 6 и трехходовой кран 7. К каналу ввода пробы 2 присоединен байпасный канал 8 с краном 9 и измерителем расхода газа 10. На канале ввода поверочной газовой смеси 3 установлены регулятор давления 11 и трехходовой кран 12. Канал ввода пробы 2 и канал ввода поверочной газовой смеси 3 соответственно через трехходовые краны 7 и 12 соединены между собой трубопроводом 13 с установленным на нем трехходовым краном 14. Трехходовой кран 14 соединяет канал ввода пробы 2 и канал ввода поверочной газовой смеси 3 с аналитическим блоком 15 трубопроводом 16 с установленными на нем манометром 17, краном 18 и измерителем расхода газа 19. К трубопроводу отвода газов в атмосферу 4 отводами 20, 21 и 22 присоединены соответственно канал ввода пробы 2, канал ввода поверочной газовой смеси 3 и байпасный канал 8 канала ввода пробы 2. На трубопроводе отвода газа в атмосферу 4 установлен струйный аппарат 23, который содержит корпус 24, штуцер 25 с активным соплом 26, штуцер 27 соединения струйного аппарата 23 с трубопроводом отвода газов на свечу рассеивания (не показан). Штуцер 25 с активным соплом 26 выполнен с возможностью осевого перемещения и с корпусом 24 образует приемную камеру 28 струйного аппарата 23. В приемную камеру 28 введен патрубок 29, соединяющий трубопроводом 30 струйный аппарат 23 с каналом сбора отработанных газов 31 аналитического блока 15. Положение активного сопла 26 струйного аппарата 23 относительно патрубка 29 в корпусе 24 регулируется и фиксируется контргайкой 32. Штуцер 27 соединения струйного аппарата 23 с трубопроводом отвода газов на свечу (не показан) фиксируется контргайкой 33.
Блок подготовки газов газового хроматографа работает следующим образом.
В режиме измерения устанавливают трехходовой кран 7 так, чтобы устройство отбора пробы 34 каналом ввода пробы 2, трубопроводом 13, через трехходовой кран 14, и трубопроводом 16 сообщалось с аналитическим блоком 15, а байпасным каналом 8 через открытый кран 9 с трубопроводом отвода газов в атмосферу 4. При поступлении в канал ввода пробы 2 газ очищается от твердых примесей в фильтре 5, регулятором давления 6 осуществляется регулировка давления потока. Далее часть потока газа по каналу ввода пробы 2, трубопроводу 13 через трехходовой кран 14, по трубопроводу 16, где контролируется его давление манометром 17 и измеряется расход измерителем расхода 19, поступает в аналитический блок 15, где выполняются его измерения, а отработанные газы поступают в канал сбора отработанных газов 31. Другая часть потока газа, подаваемая под давлением по каналу ввода пробы 2 через байпасный канал 8, где контролируется его расход измерителем расхода газа 10, и отвод 22 через трубопровод отвода газов в атмосферу 4 поступает в активное сопло 26 штуцера 25 струйного аппарата 23, на выходе из него поток сужается и с ростом его скорости в приемной камере 28 происходит разрежение, посредством чего из канала сбора отработанных газов 31 удаляются отработанные газы из аналитического блока 15 газового хроматографа, выполняется очищение аналитического блока 15.
В режиме градуировки баллон с поверочной газовой смесью 35 каналом ввода поверочной газовой смеси 3, трубопроводом 13 и трубопроводом 16 с трехходовым краном 12 и трехходовым краном 14 соединяют с аналитическим блоком 15, поток газа из устройства отбора пробы 34 трехходовым краном 14 отсекается. При этом регулятором давления 11 регулируется давление потока, контролируемое манометром 17, измерителем расхода газа 19 контролируется расход поверочной газовой смеси. Выполняется градуировка аналитического блока. Отработанные газы поступают в канал сбора отработанных газов 31, откуда они удаляются посредством струйного аппарата, в который из устройства отбора пробы 34 по каналу ввода пробы 2 через байпасный канал 8, отвод 22 и трубопровод отвода газов в атмосферу 4 под давлением подается газ, выполняется очищение аналитического блока 15.
Для обеспечения достоверности отбираемой пробы из устройства отбора пробы 34 по каналу ввода пробы 2 через байпасный канал 8 и отвод 22 оставшийся между измерениями в каналах газ отводится в трубопровод отвода газов в атмосферу 4. При этом кран 18 закрывают. Через отводы 20 и 21 в трубопровод отвода газов в атмосферу 4 отводятся протечки газа в трехходовых кранах 7 и 12.
Предлагаемая полезная модель повышает точность измерений параметров качества газа путем обновления газоподводящей линии - канала ввода пробы, путем эффективной очистки канала сброса отработанных газов из аналитического блока посредством струйного аппарата, установленного на трубопроводе отвода газов в атмосферу, исключает загрязнение аналитического блока кислородом и атмосферной влагой воздуха, что обеспечивает сохранение работоспособности хроматографа.