本發明涉及輸氣站場流動粉塵真空捕集，具體涉及一種輸氣站場管道內顆粒物真空捕集裝置。

背景技術：

1、天然氣在開采過程中必然會將一定量的粉塵帶入到地面。天然氣中粉塵一般由沙粒、鐵銹、硅石以及天然氣生成過程中伴生出的粗苯類微小固態化合物等組成。天然氣中的粉塵會導致站場工藝設備沖蝕、堵塞、精度降低，粉塵在管道內的堆積會導致管道輸送能力下降，嚴重危害輸氣安全，需要對其進行捕集并進行分析。

2、天然氣行業逐步向熱值計量轉化，熱值計量情況下氣體純凈度為天然氣品質的關鍵，粉塵是天然氣純度的重要影響因素。gb/t?8359-1987《高速鋼中碳化物相的定量分析x射線衍射儀法》對于淬火、退火、回火態的鎢系、鎢鉬系高速鋼種碳化物相mc、m23c6、m6c的x射線衍射進行了定量分析；gb/t?17359-2012《微束分析能譜法定量分析》規定了在掃描電鏡或電子探針上的能譜儀對試樣上特定點或特定區域進行定量分析的方法；gb/t?36244-2018《電感耦合等離子體原子發射光譜儀》規定了電感耦合等離子體原子發射光譜儀的術語和定義、組成和分類、要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存。而在目前關于天然氣中粉塵成分的測定設備中，國內外還沒有檢索到能捕集大量粉塵并在運輸環境中保障不與空氣發生反應的設備及方法。

3、因此，需要進行天然氣中粉塵顆粒的大量收集，作為顆粒物成分檢測分析的基礎，為國家標準的實施提供有力技術支撐。

4、目前解決上述技術問題的現有技術方案如下：

5、(1)劉小陽研發的《真空爐顆粒物質捕集器及其捕集方法》，公開號為：cn109827443?a，可將真空爐內的顆粒物質在冷卻風機的驅動下能百分百被抽進捕集器的箱體內，并依次經過若干層第一道鋼絲網、若干層第二道鋼絲網和若干層第三道鋼絲網進行捕捉和收集，能有效地消除真空爐內的顆粒物質、風道的顆粒物質和管道死角的顆粒物質。該裝置雖能有效捕集真空爐內的顆粒物，但存在無法保障顆粒物取出后不與空氣發生反應，且捕集位置主要針對真空爐，對于輸氣管道難以應用。

6、(2)浙江工業大學研發的《一種適用于固定源煙氣中細顆粒物采集系統》，該系統為一種適用于固定源煙氣中細顆粒物采集系統，包括引入管道、pm10顆粒物切割器、供電裝置、保溫管道、氣環真空泵、pm10-pm1.0沖擊儀、硅膠干燥裝置、質量流量控制器和取樣收集泵，引入管道的前端為煙氣采樣口，引入管道上安裝煙氣閥，引入管道與pm10顆粒物切割器的進口連通，pm10顆粒物切割器的出口通過氣環真空泵與pm10-pm1.0沖擊儀的進口連通，供電裝置設有電源接線盒、電伴熱線、保溫管道，對沖擊儀前面的管道進行電加熱保溫；pm10-pm1.0沖擊儀的出口依次與硅膠干燥裝置、質量流量控制器和取樣收集泵連接。本發明提供了一種適用于固定源煙氣中細顆粒物采集系統，可進行顆粒物固定煙源中顆粒物的捕集，但無法保證顆粒物不與空氣發生反應導致檢測出的顆粒物成分受影響，導致成分測定的準確性受到影響。

7、通過上述調研發現，目前在國內還沒有出現針對輸氣管道天然氣中流動粉塵的真空收集裝置，現有技術中針對輸氣管道天然氣中流動粉塵的真空收集存在以下問題：

8、(1)天然氣輸氣系統中流動粉塵含量太少，輸氣管道運行過程中顆粒物難以捕集、無專業捕集裝置的問題；

9、(2)粉塵捕獲后無法立即進行顆粒粒徑檢測，需要送至專業檢測地檢測，運輸過程中顆粒物將與空氣反應，無法保障成分測定的準確性。

技術實現思路

1、本發明提供了一種輸氣站場管道內顆粒物真空捕集裝置，目的在于避免顆粒物在進行成分測定前與空氣或空氣中的顆粒物發生反應影響顆粒物成分的測量精度。

2、本發明通過下述技術方案實現：一種輸氣站場管道內顆粒物真空捕集裝置，包括安裝在輸氣管道上的壓力計引壓管，所述壓力計引壓管上安裝有引壓管截斷閥，還包括前段顆粒物收集管、后段顆粒物收集管和真空收集罐，所述真空收集罐上開設有出口和進口，且所述真空收集罐的底部安裝有壓力傳感器，所述前段顆粒物收集管的一端與所述進口連通，所述前段顆粒物收集管的另一端依次伸入壓力計引壓管和輸氣管道；所述后段顆粒物收集管與所述出口連通，且所述后段顆粒物收集管上安裝有真空泵；所述前段顆粒物收集管和所述后段顆粒物收集管上分別安裝有前段節流截止閥和后段節流截止閥。

3、本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：本裝置在不使用外力的情況下，利用外界與輸送管道的壓力差將天然氣輸送管道中壓力計量器處的大量沉積粉塵進行捕集，并通過真空泵將真空收集罐抽真空后收集保存，從而避免顆粒物在進行成分測定前與空氣或空氣中的顆粒物發生反應影響顆粒物成分的測量精度。

4、進一步，所述壓力計引壓管與所述輸氣管道垂直設置，且所述壓力計引壓管的頂端連接有延長管段，所述前段顆粒物收集管插入所述延長管段。

5、本方案中延長管段的設置能夠對前段顆粒物收集管起到支撐限位的作用，使前段顆粒物收集管能夠進行平穩輸送氣體，且使得整個管道的安裝和排布更加的整齊。

6、進一步，所述延長管段頂端同軸連接有連接管，所述前段顆粒物收集管插入所述連接管內，所述連接管的頂端設有密封件，所述前段顆粒物收集管能夠穿過所述密封件。

7、本方案中連接管上的密封件能夠對前段顆粒物收集管和連接管之間起到密封的作用，避免氣體漏失而影響后期的測量精度。

8、進一步，所述密封件為橡膠密封套，所述橡膠密封套的內徑小于前段顆粒物收集管的外徑。

9、如此設置橡膠密封套具有一定的形變性，這樣既能夠滿足前段顆粒物收集管順利插入密封件的要求，同時能夠使密封件能夠緊密的貼在前段顆粒物收集管外壁上，實現更好的密封作用。

10、進一步，所述前段顆粒物收集管能夠沿著連接管和延長管段的軸向移動，所述連接管上設有用于固定或松開前段顆粒物收集管的固定單元。

11、本方案中前段顆粒物收集管能夠沿著連接管和延長管段軸向移動，這樣可以根據實際需要調整前段顆粒物收集管端部伸入輸氣管道內的位置，從而使前段顆粒物收集管能夠到達最佳采集位置，使前段顆粒物收集管能夠放置在輸氣管道內顆粒物聚集處。

12、而本方案中的固定單元能夠在調整前段顆粒物收集管的位置后，對前段顆粒物收集管進行限位固定，防止前段顆粒物收集管自行下滑。

13、進一步，所述固定單元包括調節螺絲和收集管緊固貼片，所述收集管緊固貼片與所述調節螺絲的端部連接，且所述收集管緊固貼片伸入所述連接管內部，且所述調節螺絲與所述連接管垂直且螺紋連接。

14、本方案中的固定單元中通過旋動調節螺絲即可改變收集管緊固貼片的位置，從而調整收集管緊固貼片與前段顆粒物收集管之間的壓緊力，進而實現對前段顆粒物收集管的松開和固定。

15、進一步，所述前段顆粒物收集管的豎直段且位于連接管上方設有收集管定位刻度。

16、本方案中收集管定位刻度可以能夠輔助判斷前段顆粒物收集管伸入輸氣管道中的位置，更加的精準。

17、進一步，所述真空收集罐的底部連接有底座，所述底座的底部連接有支腿，所述支腿包括固定支架和伸縮腿，所述固定支架與所述底座固定連接，所述伸縮腿與所述固定支架豎向滑動配合，所述固定支架上連接有固定或松開伸縮腿的限位單元，所述限位單元包括伸縮螺絲和底座腿緊固貼片，所述伸縮螺絲的端部與所述底座腿緊固貼片連接，所述底座腿緊固貼片位于所述固定支架內側，所述伸縮螺絲與所述固定支架垂直且螺紋連接。

18、本方案中在真空收集罐底部連接的底座以及底座底部的支腿，能夠調節整個真空收集管升降運動，由于實際應用中的前段顆粒物收集管和后段顆粒物收集管需要具有一定的承壓能力，因此前段顆粒物收集管和后段顆粒物收集管通常都是硬管，而前段顆粒物收集管的一端伸入輸氣管道中，另一端則與真空收集罐連通，因此在需要調節前段顆粒物收集管的位置時，真空收集罐也需要進行對應的升降，本方案中通過調整底座底部的支腿的伸縮運動即可改變真空收集罐的升降位置，從而來適應前段顆粒物收集管端部伸入輸氣管道中的位置。

19、本方案中把能夠改變調節真空收集罐高度的結構集成在真空收集罐的底部，這樣本方案中的輸氣站場管道內顆粒物真空捕集裝置適用范圍更強，使用更方便，能夠攜帶到任何位置進行捕集，無需單獨配備工具來墊高真空收集罐，從而降低了運輸成本和安裝成本。

20、進一步，所述后段顆粒物收集管與真空罐連通的一端安裝有過濾網。

21、過濾網的設置能夠對真空收集罐內的氣體和顆粒物進行過濾，這樣真空泵在啟動后能夠避免將真空收集罐內的一部分顆粒物與氣體共同抽出，避免影響測量數值的準確性。

22、一種輸氣站場管道內顆粒物真空捕集方法，使用上述的一種輸氣站場管道內顆粒物真空捕集裝置，包括以下步驟：

23、步驟1，取樣前，關閉前段節流截止閥，啟動真空泵將真空收集罐、前段顆粒物收集管和后段顆粒物收集管中的氣體抽至真空，然后關閉真空泵，并第一次讀取并記錄壓力傳感器的數值；

24、步驟2，向輸氣管道中安裝前段顆粒物收集管，先將前段顆粒物收集管放入壓力計引壓管內，然后緩慢打開引壓管截斷閥，直至前段顆粒物收集管的端部能夠放入輸氣管道中；

25、步驟3，取樣，關閉后段節流截止閥，然后緩慢打開前段節流截止閥，利用輸氣管道內含的大量顆粒物處的天然氣進入前段顆粒物收集管內進行充壓并帶入顆粒物，直至壓力傳感器的數值達到恒定；關閉前段節流截止閥，緩慢打開后段節流截止閥，然后打開真空泵，利用真空泵將真空收集罐內的氣體抽出，將顆粒物保存在真空收集罐內；

26、步驟4，計算真空收集罐內收集顆粒物的重量，讀取真空收集罐中壓力傳感器的第二次數值，然后第二次讀取的數值與步驟1中真空收集罐抽真空后第一次讀取的數值相減，得到所收集顆粒物的重量。

27、采用本發明的一種輸氣站場管道內顆粒物真空捕集裝置，并安裝本方案中的捕集方法，能夠解決生產上對天然氣中顆粒物難以捕集、運輸過程中與空氣發生反應導致成分變化等的問題，通過本發明中的一種輸氣站場管道內顆粒物真空捕集裝置能夠在不與外界環境接觸下取得輸氣管道天然氣中顆粒物樣品，并經過真空罐隔離空氣運輸至成分檢測場地，為國家標準的實施提供有力的技術保障。