原位整体式瓦斯在线监测系统的研制及工程应用

发布时间：2017-05-02 02:08

  本文关键词：原位整体式瓦斯在线监测系统的研制及工程应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在线监测系统又称在线分析系统或过程分析系统,系统可以直接安装在工业生产流程以及其他源流体工程现场,持续地、周期性地对物质成分含量、物理性质等参数进行自动分析和检测的一类复杂技术系统。其主要作用之一表现在对影响生产安全运行的要素进行适时监控,以保证生产的安全运行。在线监测系统由在线分析仪、样品处理系统以及公用工程三部分组成,样品处理系统应满足在线分析仪工程应用提出的严苛要求。目前,在线分析仪在生产中的运用越来越广泛,但是实际工程运用效果并不好,其主要原因是样品处理系统达不到在线分析系统工程应用的要求造成的。煤矿安全生产中瓦斯抽采管道用的在线监测系统,由于使用环境恶劣,管道瓦斯气含水汽、含尘量大等问题,使样气处理系统存在巨大挑战,现有瓦斯在线监测系统存在结构复杂、系统的维护量大、可靠性差,分析仪使用寿命短等问题,煤炭行业长期未能得到有效解决,极大限制着瓦斯在线监测系统的推广应用,瓦斯气在线监测系统的使用受限不当,不能有效地对瓦斯浓度进行监测预警,最终导致煤矿瓦斯事故频发,造成恶劣的社会影响,严重影响正常的生产、生活。本课题的目的是研制出一套结构简单、可靠性好、能够实现少维护的瓦斯在线监测系统,实现管道瓦斯在线监测的技术升级。为此,文章在分析在线监测行业的技术特点和瓦斯在线监测系统的技术现状的基础上,结合在线监测技术行业的最新发展理念和理论成果,创造性地采用原位处理法的样气处理理念,并研制出具纳米疏水特性的SiC高效过滤器、超高效聚合过滤薄膜等样气处理部件,经整体优化设计后,研制出原位整体式瓦斯样气处理装置。同时,针对原有催化、热导、红外等原理分析仪的技术缺陷,选用激光原理的瓦斯分析仪与原位整体式瓦斯样气处理装置进行有效集成,最终成功研制出原位整体式瓦斯在线监测系统。与传统瓦斯在线监测系统相比,本系统具有结构简单,制造成本低,能够适应管道瓦斯气含尘量大、含水量高以及低压力取样困难等恶劣样气条件,实现了煤矿行业瓦斯在线监测系统的工程技术升级。系统测试及工程应用表明,基本实现了免维护地协调运行,成为该细分行业一项重要的工程技术创新,达到了预期的研制目标及应用效果,原位整体式瓦斯在线监测系统对瓦斯抽采管道在实时监控具有重要的安全意义和推广应用价值。
【关键词】：在线监测 原位处理法 样气处理系统 激光分析仪 工程应用
【学位授予单位】：重庆科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD712
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 在线分析系统介绍12-14
• 1.2.1 在线分析系统的层级结构12
• 1.2.2 在线分析仪器的概念12-13
• 1.2.3 样品处理系统的概念及基本要求13-14
• 1.3 在线分析技术的实施方式14-17
• 2 瓦斯在线监测系统的技术分析17-29
• 2.1 瓦斯在线监测系统的构成17-19
• 2.1.1 系统应用现场条件17-18
• 2.1.2 系统的构成部分18-19
• 2.2 瓦斯在线监测系统的技术现状19-27
• 2.2.1 瓦斯在线监测仪器技术现状19-21
• 2.2.2 激光分析仪技术现状21-22
• 2.2.3 瓦斯样气处理系统的技术现状22-27
• 2.3 瓦斯在线监测系统的发展方向27-28
• 2.4 产品研制的技术路线28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 原位整体式瓦斯样气处理装置29-40
• 3.1 原位处理法的技术分析29-30
• 3.1.1 原位处理法的定义29
• 3.1.2 原位处理法的技术难点29-30
• 3.2 高效过滤器30-34
• 3.2.1 过滤机理分析30-32
• 3.2.2 试制与测试32-34
• 3.2.3 高效过滤器的技术参数对比34
• 3.3 高效膜式过滤器34-35
• 3.3.1 原理分析34-35
• 3.3.2 试制与测试35
• 3.3.3 膜式过滤器的使用及维护35
• 3.4 粉尘分离罩的功能设计35-37
• 3.4.1 设计原理36
• 3.4.2 结构设计36-37
• 3.5 原位整体式瓦斯样气处理装置的设计37-39
• 3.5.1 装置的结构组成37
• 3.5.2 装置的技术方案37-38
• 3.5.3 装置的实施方式38
• 3.5.4 装置的技术特点38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 4 激光瓦斯分析仪40-45
• 4.1 原理解析40-41
• 4.2 分析仪的组成结构41-42
• 4.3 分析仪的性能指标测试42-44
• 4.3.1 稳定性测试42-43
• 4.3.2 分析仪的技术特点43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 5 原位整体式瓦斯在线监测系统45-54
• 5.1 系统的结构设计45-47
• 5.1.1 系统的组成45
• 5.1.2 抽气泵的选择45-46
• 5.1.3 整体式结构设计46-47
• 5.2 系统样机试制项目的实施47
• 5.3 系统的试制及测试47-50
• 5.3.1 系统样气处理装置效果测试48
• 5.3.2 系统压力测试48-49
• 5.3.3 系统滞后时间测试49
• 5.3.4 系统采样测试49-50
• 5.4 系统的工程应用测试50-53
• 5.5 本章小结53-54
• 6 结论与展望54-56
• 6.1 系统研制工作总结54
• 6.2 系统的工程应用价值54-56
• 参考文献56-58
• 致谢58-59
• 附录 原位整体式瓦斯样气处理装置设计图纸59-69
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果69

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