RU2622242C1

RU2622242C1 - Method for determining percentage ratio of liquid phase in cryogenic gas-liquid flow

Info

Publication number: RU2622242C1
Application number: RU2016114918A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Иванов; Владимир Викторович Черниченко; Олег Леонидович Ерин; Борис Александрович Грищенко; Анатолий Анатольевич Хвостов; Виктор Иванович Ряжских; Михаил Иванович Слюсарев; Андрей Николаевич Малетин; Андрей Владимирович Гунькин
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2017-06-13

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: method for determining the percentage ratio of liquid phase in the cryogenic gas-liquid flow involves the separation of the liquid and gaseous phases from the flow, followed by determination of their percentage content in the flow. To separate the liquid and gaseous phases, the flow is spinned in the centrifugal cryogenic separator comprising a body, a gas-liquid flow feeding branch pipe located at the body top tangentially against the body, liquid chippers made in the form of vertically spaced cones entering one into another, wherein the said cones are made with different flow section, that decreases along the body height from its upper part to the lower one, liquid and gaseous phase tapping branch pipes, the cavities of which are connected to the body cavity and the gauges indicating the pressure in the liquid and gaseous phases respectively. Then the liquid and gaseous flow phases are separated and collected, wherein the liquid phase is collected in the lower body part for a certain time set for each type of liquid. According to the gauges, the pressure of the liquid and gaseous phases is determined, after which the percentage ratio of the liquid phase is determined in the cryogenic gas-liquid flow by the difference of the gauge pressure indications.

EFFECT: simplifying the method for determining the content of the liquid phase in the cryogenic gas-liquid flow.

2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при разработке способов и устройств для определения процентного содержания жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке.The invention relates to measuring technique and can be used to develop methods and devices for determining the percentage of the liquid phase in a cryogenic gas-liquid flow.

Известен способ определения параметров потока многофазной смеси, по меньшей мере, двух компонентов: жидкости и газа, заключающийся в том, что в измерительный гидроканал помещают датчики, имеющие различные зависимости своих показаний одновременно от по меньшей мере расходов компонентов потока, осуществляют калибровку при различных комбинациях параметров потока, по полученным при эксплуатации показаниям датчиков с использованием калибровочных зависимостей определяют параметры потока многофазной смеси, при этом для получения зависимостей показаний датчиков от измеряемых параметров потока во время калибровки производят запись показаний датчиков при различных комбинациях расходов жидкости и газа и осуществляют последовательную интерполяцию (патент РФ №2386932, заявка №2007147504/28, 24.12.2007, МПК: G01F 1/74 - прототип).A known method for determining the flow parameters of a multiphase mixture of at least two components: liquid and gas, which consists in the fact that sensors are installed in the measuring hydrochannel having different dependences of their readings simultaneously on at least the flow rate of the flow components, they are calibrated with various combinations of parameters flow, according to the sensor readings obtained during operation using calibration dependencies, the parameters of the multiphase mixture flow are determined, while for the sensor readings from the measured flow parameters during calibration, record the sensor readings for various combinations of liquid and gas flow rates and perform sequential interpolation (RF patent No. 2386932, application No. 2007147504/28, 12.24.2007, IPC: G01F 1/74 - prototype) .

Указанный способ реализуется следующим образом.The specified method is implemented as follows.

В измерительный гидроканал помещают датчики, имеющие различные зависимости показаний одновременно от по меньшей мере расходов компонентов потока. Для получения зависимостей показаний датчиков от измеряемых параметров потока во время калибровки производят запись показаний датчиков при различных комбинациях расходов жидкости и газа и осуществляют последовательную интерполяцию. По показаниям датчиков, полученным при эксплуатации, с использованием калибровочных зависимостей определяют параметры потока многофазной смеси. Для определения расходов двух взаимно нерастворимых жидкостей и газа потока трехкомпонентной смеси используют три датчика, зависимость показаний которых от расходов жидкостей и газа разная. Для определения расходов двух взаимно нерастворимых жидкостей, расхода газа и вязкости потока трехкомпонентной смеси используют четыре датчика, зависимость показаний которых от расходов жидкостей, газа и вязкости разная. В частном случае однотипные датчики располагают в последовательно соединенных отрезках измерительного гидроканала разного диаметра.Sensors having various dependencies of readings simultaneously on at least the flow components flow are placed in the measuring hydrochannel. To obtain the dependences of the sensor readings on the measured flow parameters during calibration, the sensor readings are recorded for various combinations of liquid and gas flow rates and sequential interpolation is performed. According to the readings of the sensors obtained during operation, using the calibration dependencies, the parameters of the multiphase mixture flow are determined. To determine the flow rates of two mutually insoluble liquids and gas, the flow of the three-component mixture uses three sensors, the dependence of the readings on the flow rates of liquids and gas is different. To determine the flow rates of two mutually insoluble liquids, the gas flow rate and the viscosity of the ternary mixture stream, four sensors are used, the dependence of the readings of which on the flow rates of liquids, gas and viscosity is different. In the particular case of the same type of sensors are located in series-connected segments of the measuring hydrochannel of different diameters.

Основными недостатками являются повышенная сложность измерений и значительное количество датчиков, требуемых для измерений.The main disadvantages are the increased complexity of the measurements and a significant number of sensors required for measurements.

Задачей изобретения является упрощение способа определения процентного содержания жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке.The objective of the invention is to simplify the method for determining the percentage of liquid phase in a cryogenic gas-liquid stream.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном способе определения процентного соотношения жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке, заключающемся в выделении из потока жидкой и газообразной фаз с последующим определением их процентного содержания в потоке, согласно изобретению для разделения жидкой и газообразной фаз упомянутый поток закручивают в центробежном криогенном сепараторе, содержащем корпус, патрубок подачи газожидкостного потока, расположенный в верхней части корпуса тангенциально по отношению к корпусу, отбойники жидкости, выполненные в виде вертикально расположенных конусов, входящих один в другой, причем упомянутые конусы выполняют с различным проходным сечением, уменьшающимся по высоте корпуса от верхней его части к нижней, патрубки отвода жидкой и газообразной фаз, полости которых соединены с полостью корпуса и манометрами, указывающими давление в жидкой и газообразной фазах соответственно, после чего отделяют и собирают жидкую и газообразную фазы потока, причем жидкую фазу собирают в нижней части корпуса в течение определенного времени, задаваемого для каждого типа жидкости, затем, по показаниям манометров, определяют давление жидкой и газообразной фаз, после чего по разности показаний давлений манометров определяют процентное соотношение жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке.The solution to this problem is achieved by the fact that in the proposed method for determining the percentage of the liquid phase in a cryogenic gas-liquid stream, which consists in separating the liquid and gaseous phases from the stream, followed by determining their percentage in the stream, according to the invention, the stream is twisted into liquid and gaseous phases centrifugal cryogenic separator containing the housing, the nozzle of the gas-liquid flow, located in the upper part of the housing tangentially with respect to Pusu, liquid chippers, made in the form of vertically arranged cones that enter one into another, moreover, these cones are made with different cross sections, decreasing in height of the housing from its upper part to the lower, branch pipes of the liquid and gaseous phases, the cavities of which are connected to the body cavity and pressure gauges indicating the pressure in the liquid and gaseous phases, respectively, after which the liquid and gaseous phases of the stream are separated and collected, the liquid phase being collected in the lower part of the housing for a certain time specified for each type of liquid, then, according to the pressure gauges, determine the pressure of the liquid and gaseous phases, after which the percentage of the liquid phase in the cryogenic gas-liquid flow is determined by the difference in pressure readings of the manometers.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана принципиальная схема устройства для определения процентного соотношения жидкой фазы в криогенном потоке, на фиг. 2 - продольный разрез корпуса устройства для сепарации.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a schematic diagram of a device for determining the percentage of the liquid phase in a cryogenic stream, FIG. 2 is a longitudinal section through a casing of a separation device.

Предложенный способ может быть реализован при помощи устройства, имеющего следующую конструкцию.The proposed method can be implemented using a device having the following design.

Устройство содержит корпус 1, снабженный входным 2 и выходным 3 патрубками. В верхней и нижней частях корпуса 1 установлены манометры 4. Внутри корпуса 1 расположены сужающие книзу конусы 5 с различными проходными сечениями. Направляющая для потока газовой фазы 6 расположена внутри корпуса 1, под конусами 5. Датчик наличия жидкой фазы 7 расположен в нижней части корпуса 1.The device comprises a housing 1, equipped with input 2 and output 3 nozzles. In the upper and lower parts of the housing 1, pressure gauges 4 are installed. Inside the housing 1 there are cones 5 narrowing downwards with various passage sections. The guide for the flow of the gas phase 6 is located inside the housing 1, under the cones 5. The sensor for the presence of the liquid phase 7 is located in the lower part of the housing 1.

Предложенный способ может быть реализован при помощи указанного устройства следующим образом.The proposed method can be implemented using the specified device as follows.

Криогенный газожидкостный поток подается внутрь корпуса 1 через входной патрубок 2, установленный тангенциально. Внутри корпуса 1 происходит закручивание потока, при этом под действием центробежной силы капли жидкости отбрасываются на внутреннюю поверхность корпуса 1. Затем жидкая фаза потока стекает под действием силы тяжести и центробежной силы по стенкам корпуса к конусам 5, где происходят укрупнение капель жидкости и дальнейшее стекание в нижнюю часть цилиндра, в которой расположен датчик наличия жидкой фазы 7.Cryogenic gas-liquid flow is fed into the housing 1 through the inlet pipe 2, installed tangentially. Inside the body 1, the flow swirls, while under the influence of centrifugal force, liquid droplets are thrown onto the inner surface of the housing 1. Then, the liquid phase of the flow flows under the action of gravity and centrifugal force along the walls of the body to the cones 5, where the droplets are enlarged and further drained into the lower part of the cylinder in which the liquid phase sensor 7 is located.

При накоплении достаточного количества жидкой фазы замыкается контакт на пускателе клапана, открывая поток жидкой фазы из цилиндра к манометру 2, расположенному в нижней части корпуса.With the accumulation of a sufficient amount of the liquid phase, the contact closes on the valve actuator, opening the flow of the liquid phase from the cylinder to the manometer 2 located in the lower part of the housing.

Процентное соотношение жидкой фазы определяется с помощью показаний манометров 4, расположенных в верхней и нижней частях корпуса 1, за счет разности в показаниях давлений в газовой и жидкой фазах.The percentage of the liquid phase is determined using the readings of pressure gauges 4 located in the upper and lower parts of the housing 1, due to the difference in the pressure readings in the gas and liquid phases.

Газовая фаза потока, после разделения, поступает через внутреннее пространство к направляющей потока газовой фазы 6 на выход через патрубок 3.The gas phase of the stream, after separation, enters through the internal space to the flow guide of the gas phase 6 to the output through the pipe 3.

Использование предложенного технического решения позволит создать способ и устройство для определения процентного содержания жидкой фазы в криогенном газожидкостном потоке.Using the proposed technical solution will allow you to create a method and device for determining the percentage of the liquid phase in the cryogenic gas-liquid flow.

Claims

A method for determining the percentage of the liquid phase in a cryogenic gas-liquid stream, which consists in isolating the liquid and gaseous phases from the stream, followed by determining their percentage in the stream, characterized in that the said stream is twisted in a centrifugal cryogenic separator containing a housing to separate the liquid and gaseous phases, a gas-liquid flow supply nozzle located in the upper part of the housing tangentially with respect to the housing, liquid bumpers, made in the form of vertically located cones, one in the other, the cones being made with different cross sections, decreasing in height of the housing from its upper to lower parts, branch pipes for liquid and gaseous phases, the cavities of which are connected to the body cavity and pressure gauges indicating the pressure in the liquid and gaseous phases, respectively, after which the liquid and gaseous phases of the stream are separated and collected, and the liquid phase is collected in the lower part of the housing for a certain time specified for each type of liquid, then m, according to the pressure gauges, determine the pressure of the liquid and gaseous phases, after which, by the difference in pressure readings of the pressure gauges, the percentage of the liquid phase in the cryogenic gas-liquid flow is determined.