本發(fā)明涉及天然氣過濾，更具體地說，本發(fā)明涉及一種天然氣過濾系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、天然氣是一種廣泛用于供暖、烹飪和發(fā)電等領域的清潔能源。然而，從天然氣源頭到最終用戶之間的天然氣管道和設備系統(tǒng)可能受到雜質、顆粒物、液滴和其他污染物的影響。這些污染物可能導致管道和設備的損壞，降低系統(tǒng)效率，甚至對環(huán)境和人類健康造成潛在風險。

2、現有技術存在的不足：

3、目前，天然氣過濾系統(tǒng)通常采用一系列過濾器和分離設備，如濾網、旋風分離器和干燥塔，以去除污染物，定期會按照預定時表人工清潔，清潔維護成本高且這可能導致不必要的維護成本和系統(tǒng)停機時間。隨著過濾器的使用，過濾器損耗性能會發(fā)生改變，過濾器難免出現問題，此時清潔無法解決問題，影響過濾效果。

4、針對上述問題，本發(fā)明提出一種解決方案。

技術實現思路

1、為了克服現有技術的上述缺陷，本發(fā)明的實施例提供一種天然氣過濾系統(tǒng)及方法，通過天然氣過濾，從而達到了，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種天然氣過濾方法，包括如下步驟：

4、步驟s1，通過測量進出口的差壓，使用壓差傳感器，結合流體密度和速度，以及標準和實際差壓的計算，從而判斷濾器中的污垢程度；

5、步驟s2，使用光學傳感器檢測過濾器表面的污垢層光學密度或顏色變化，通過測量初始和實際透射光強度來計算透射率，進行分析從而判斷污垢的程度；

6、步驟s3，利用電阻率傳感器用于監(jiān)測過濾器材料的電阻率變化，通過測量初始和實際電阻率，進行分析從而判斷污垢的程度；

7、步驟s4，將壓力、光學和材料電阻率來評估污垢程度，綜合考慮污垢光學系數、污垢光學系數和污垢電阻率系數，計算出污垢程度參數，根據該參數來判斷過濾器的污垢程度，當參數超過設定的清潔閾值時，會觸發(fā)自動清潔操作；

8、步驟s5，利用振動傳感器監(jiān)測過濾器振動，通過采集振動數據和建立基準，使用振動頻率數據建立損壞模型，計算損壞指數，以評估過濾器的損壞程度；

9、步驟s6，利用視覺傳感器用于采集過濾器圖像，并通過圖像處理、特征提取和基準數據，通過視覺損壞系數以評估過濾器的損壞程度；

10、步驟s7，在實施自潔后，若污垢程度系數仍大于清潔閾值，則觸發(fā)警報，通過視覺圖像和振動數據來獲取器材損壞程度的參數而設定了損壞閾值，以實時監(jiān)測器材損壞程度參數，當該參數大于損壞閾值時，同樣觸發(fā)警報，需要進行人工維護檢查。

11、在一個優(yōu)選的實施方式中，其特征在于：利用渦輪流量計測量流體通過管道或管路的速度并轉化為流速，流體的密從參考數據手冊、流體性質數據庫或流體供應商提供的數據中獲得；確定在清潔過濾器狀態(tài)下的標準差壓；使用差壓傳感器測量實際情況下的差壓；通過從標準差壓減去實際差壓，得到污垢差壓，這表示過濾器中積累的污垢引起的額外阻力；整合流體的密度、流速污和壓差分析得到垢壓力系數。

12、在一個優(yōu)選的實施方式中，其特征在于：使用電阻率傳感器測量材料的初始電阻率bv，測量通過過濾器材料的電流，以安培為單位，用電壓傳感器測量通過過濾器材料的電壓，使用歐姆定律，根據電流和電壓降，計算過濾器材料的電阻；通過將電阻除以過濾器材料的長度和橫截面積，可以計算實際電阻率；實際電阻率與初始電阻率進行比較，以評估電阻率變化，電阻率變化較大表示污垢電阻率系數，電阻率變化較小表示污垢電阻率系數較高。

13、在一個優(yōu)選的實施方式中，其特征在于：使用光學傳感器測量在沒有污垢的狀態(tài)下過濾器的透射光強度，得到初始透射光強度，這是光經過過濾器或透明材料后的強度；使用光學傳感器測量實際透射光強度；透射率是指透射光強度占初始透射光強度的比例，用百分比表示。

14、在一個優(yōu)選的實施方式中，整合壓力方向、光學方向和材料電阻率方向獲取的判斷污垢程度的參數，通過加權求和公式計算出污垢程度參數；設定清潔閾值，實時監(jiān)測污垢程度參數，當污垢程度參數大于清潔閾值時，停機觸發(fā)自動清潔操作。

15、本發(fā)明一種天然氣過濾系統(tǒng)及方法的技術效果和優(yōu)點：

16、1.通過壓差傳感器、光學傳感器和電阻率傳感器，獲取壓差、光學密度和電阻率的信息，從多個角度評估過濾器的污垢情況以多方向獲取污垢程度參數，最后通過加權求和公式計算出污垢程度系數與清潔閾值比較判斷是否自潔，自動清潔方案的實施進一步提高了系統(tǒng)的自主性，能夠根據污垢程度參數自動觸發(fā)清潔操作，減少了對人工干預的需求，從而降低了維護成本，延長了設備壽命，保障了設備的高效運行。

17、2.通過振動傳感器和視覺傳感器，以獲取損壞振動系數和視覺損壞系數，綜合多維度參數以計算過濾器的損壞程度并與損壞閾值比較，確定報警維護情況，同時引入了自動清潔方案和人工維護方案，保障了在不同情況下都能有效維護過濾器，提高了過濾系統(tǒng)的可維護性和性能，減少維修和更換成本，延長設備壽命。最重要的是，結合了多傳感器數據的綜合計算方法，允許根據多個參數來評估過濾器的狀態(tài)，從而提高了監(jiān)測的準確性。

18、本發(fā)明通過。

技術特征：

1.一種天然氣過濾方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種天然氣過濾方法，其特征在于：利用渦輪流量計測量流體通過管道或管路的速度并轉化為流速，流體的密從參考數據手冊、流體性質數據庫或流體供應商提供的數據中獲得；確定在清潔過濾器狀態(tài)下的標準差壓；使用差壓傳感器測量實際情況下的差壓；通過從標準差壓減去實際差壓，得到污垢差壓，這表示過濾器中積累的污垢引起的額外阻力；整合流體的密度、流速污和壓差分析得到垢壓力系數。

3.根據權利要求1所述的一種天然氣過濾方法，其特征在于：使用光學傳感器測量在沒有污垢的狀態(tài)下過濾器的透射光強度，得到初始透射光強度，這是光經過過濾器或透明材料后的強度；使用光學傳感器測量實際透射光強度；透射率是指透射光強度占初始透射光強度的比例，用百分比表示。

4.根據權利要求1所述的一種天然氣過濾方法，其特征在于：使用電阻率傳感器測量材料的初始電阻率bv，測量通過過濾器材料的電流，以安培為單位，用電壓傳感器測量通過過濾器材料的電壓，使用歐姆定律，根據電流和電壓降，計算過濾器材料的電阻；通過將電阻除以過濾器材料的長度和橫截面積，可以計算實際電阻率；實際電阻率與初始電阻率進行比較，以評估電阻率變化，電阻率變化較大表示污垢電阻率系數，電阻率變化較小表示污垢電阻率系數較高。

5.根據權利要求4所述的一種天然氣過濾方法，其特征在于：整合壓力方向、光學方向和材料電阻率方向獲取的判斷污垢程度的參數，通過加權求和公式計算出污垢程度參數；設定清潔閾值，實時監(jiān)測污垢程度參數，當污垢程度參數大于清潔閾值時，停機觸發(fā)自動清潔操作。

6.根據權利要求1所述的一種天然氣過濾方法，其特征在于：使用振動傳感器監(jiān)測過濾器的振動，采集三個方向上的振動數據，在過濾器安裝和使用初期，記錄振動數據并建立基準，使用振動頻率數據建立模型，以監(jiān)測損壞；通過比較當前振動頻率與基準頻率，計算損壞指數，表示過濾器的損壞程度。

7.根據權利要求1所述的一種天然氣過濾方法，其特征在于：使用圖像傳感器拍攝過濾器的圖像，將圖像分析過濾器的外觀和損壞情況，對采集的圖像進行預處理，包括去噪、圖像增強、圖像分割操作，從圖像中提取特征，以用于計算損壞程度，特征包括物體的顏色、紋理、形狀、裂紋；在過濾器安裝和使用初期，記錄圖像數據并建立圖像基準系數；通過比較當前圖像特征與基準圖像特征，計算損壞程度。

8.根據權利要求7所述的一種天然氣過濾方法，其特征在于：從視覺圖像方向和振動方向獲取了判斷器材程度的參數，整合視覺損壞系數和損壞振動系數多方向通過加權求和公式計算出器材損壞程度參數，器材損壞程度參數越大則過濾器的損壞程度越大，更需要人工檢查維護和更換，在執(zhí)行完自潔方案后，若污垢程度系數仍然大于清潔閾值，則停機觸發(fā)警報，呼叫人工進行維護檢查；設定損壞閾值，實時監(jiān)測器材損壞程度參數，當器材損壞程度參數大于損壞閾值時，停機觸發(fā)警報，呼叫人工進行維護檢查。

9.一種天然氣過濾系統(tǒng)，于實現權利要求1-6中任意項所述的一種天然氣過濾方法，其特征在于：包括監(jiān)測模塊、污垢分析模塊、損壞分析模塊、自動清潔模塊、人工維護模塊，模塊間存在信號連接；

技術總結
本發(fā)明公開了一種天然氣過濾系統(tǒng)及方法，涉及天然氣過濾技術領域，用于解決天然氣過濾系統(tǒng)定期會按照預定時表人工清潔，清潔維護成本高且導致不必要的維護成本和系統(tǒng)停機時間；隨著過濾器的使用，過濾器損耗性能會發(fā)生改變，過濾器難免出現問題，此時清潔無法解決問題，影響過濾效果的問題，通過從壓力方向、光學方向和材料電阻率方向綜合測算分析過濾器污垢的程度設計自動清潔系統(tǒng)，從視覺圖像方向和振動方向獲取了判斷器材程度的參數，整合視覺損壞系數和損壞振動系數多方向分析過濾器損壞程度，設計人工維護方案，為過濾系統(tǒng)帶來了提前預警、高精確度的監(jiān)測、自動化維護和降低維護成本等多重益處，提升了過濾系統(tǒng)的性能和可維護性。

技術研發(fā)人員：王迪
受保護的技術使用者：哈爾濱覓歸期科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19