一种天然气净化系统及方法与流程

本发明涉及天然气净化，具体涉及一种天然气净化系统及方法。

背景技术：

1、天然气净化系统是一种用于去除天然气中杂质和污染物的设备或工程项目。这些污染物可以包括硫化氢、二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、挥发性有机化合物和其他杂质。净化天然气的目的是提高其质量，以满足工业、商业和家庭用途的要求，减少对环境的污染，并确保天然气输送管道和设备的正常运行。

2、气相色谱仪(gas chromatograph，gc)在天然气净化系统中扮演着重要的作用，主要用于分析和监测天然气中的各种气体成分，特别是硫化氢和二氧化硫等硫化物，气相色谱仪通常被用于分析天然气中的硫化氢和二氧化硫的浓度，以确定天然气脱硫效率，这是因为气相色谱仪是一种高精度的仪器，能够分离和量化不同气体组分，包括硫化氢和二氧化硫。

3、气相色谱仪能够提供高度准确的定量分析，测量天然气中不同成分的浓度，这对于确定硫化氢和二氧化硫等硫化物的浓度非常重要，以确保其在天然气中的浓度是否符合规定的标准。

4、现有技术存在以下不足：如果气相色谱仪的测量精度变差但气相色谱仪本身没有察觉到这一问题时，将会导致气相色谱仪对硫化物浓度不准确的测量，这意味着系统相关操作人员将根据错误的数据做出决策，无法及时察觉潜在的问题，这可能导致危险气体泄漏或过量排放，危及人员安全和环境。

5、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种天然气净化系统及方法，通过对气相色谱仪进行硫化物浓度检测时的过程进行监测，当气相色谱仪的测量精度存在变差的隐患时，通知相关操作人员知晓，并及时对气相色谱仪提前进行检修，在发现气相色谱仪存在异常隐患时提前对气相色谱仪进行维护管理，有效地避免相关操作人员根据错误的数据做出决策，确保气相色谱仪的测量精度存在变差的隐患时及时察觉潜在的问题，有效地避免危险气体泄漏或过量排放危及人员安全和环境，以解决上述背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种天然气净化系统，包括气体收集模块、气体样品处理模块、数据采集模块、监控模块、判断模块以及警报模块；

3、气体收集模块，收集需要进行硫化物浓度检测的天然气气体，并将收集的天然气气体传递至气体样品处理模块；

4、气体样品处理模块，将收集的天然气样品在分析之前经过预处理步骤去除干扰物质，处理完成后，将处理完成后的天然气样品导入至气相色谱仪内进行检测；

5、数据采集模块，采集天然气净化系统中气相色谱仪进行硫化物浓度检测时的多项数据信息，包括流体动力学参数信息和线性度响应信息，采集后，将气相色谱仪运行时的流体动力学参数信息和性能特能信息处理后上传至监控模块；

6、监控模块，将气相色谱仪进行硫化物浓度检测时经过处理后的流体动力学参数信息和线性度响应信息进行综合监控，生成检测评估系数，并将检测评估系数传递至判断模块；

7、判断模块，将气相色谱仪进行硫化物浓度检测时生成的检测评估系数与预先设定的检测评估系数参考阈值进行比对分析，生成第一隐患信号或者第二隐患信号，并将信号传递至警报模块，通过警报模块对第一隐患信号发出警报提示。

8、优选的，天然气净化系统中气相色谱仪进行硫化物浓度检测时的流体动力学参数信息包括载气流速漂移指数和操作压力异态隐蔽指数，天然气净化系统中气相色谱仪进行硫化物浓度检测时的性能特能信息包括检测器线性响应不稳定指数，采集后，通过数据采集模块将载气流速漂移指数和操作压力异态隐蔽指数分别标定为ψql和λyl，将检测器线性响应不稳定指数标定为ζxx。

9、优选的，监控模块将天然气净化系统中气相色谱仪进行硫化物浓度检测时经过处理后的载气流速漂移指数ψql、操作压力异态隐蔽指数λyl以及检测器线性响应不稳定指数ζxx进行公式化分析，生成检测评估系数φφ，依据的公式为：式中，f1、f2、f3分别为载气流速漂移指数ψql、操作压力异态隐蔽指数λyl、检测器线性响应不稳定指数ζxx的预设比例系数，且f1、f2、f3均大于0。

10、优选的，判断模块将气相色谱仪进行硫化物浓度检测时生成的检测评估系数与预先设定的检测评估系数参考阈值进行比对分析，比对分析的结果如下：

11、若检测评估系数大于等于检测评估系数参考阈值，则通过判断模块生成第一隐患信号，并将信号传递至警报模块，通过警报模块对第一隐患信号发出警报提示，通知相关操作人员知晓；

12、若检测评估系数小于检测评估系数参考阈值，则通过判断模块生成第二隐患信号，并将信号传递至警报模块，不通过警报模块对第二隐患信号发出警报提示。

13、优选的，载气流速漂移指数获取的逻辑如下：

14、s101、获取气相色谱仪进行硫化物浓度检测时的最佳载气流速范围，并将最佳载气流速范围标定为[ψqlmin，ψqlmax]；

15、s102、获取气相色谱仪进行硫化物浓度检测时在t时间内不同时刻的实际载气流速，并将实际载气流速标定为ψqlv，v表示气相色谱仪进行硫化物浓度检测时在t时间内不同时刻的实际载气流速的编号，v＝1、2、3、4、……、w，w为正整数；

16、s103、计算载气流速漂移指数，计算的表达式为：式中，ψqlv′表示气相色谱仪进行硫化物浓度检测时在t时间内获取的不处于最佳载气流速范围的实际载气流速，v′表示气相色谱仪进行硫化物浓度检测时在t时间内获取的不处于最佳载气流速范围的实际载气流速的编号，v′＝1、2、3、4、......、w′，w′为正整数，

17、优选的，操作压力异态隐蔽指数获取的逻辑如下：

18、s201、获取气相色谱仪进行硫化物浓度检测时在t时间内不同时刻的实际操作压力，并将实际操作压力标定为λyly，y表示气相色谱仪进行硫化物浓度检测时在t时间内不同时刻的实际操作压力的编号，y＝1、2、3、4、……、n，n为正整数；

19、s202、计算操作压力异态隐蔽指数，计算的表达式为：n表示气相色谱仪进行硫化物浓度检测时在t时间内获取的实际操作压力的总数量。

20、优选的，检测器线性响应不稳定指数获取的逻辑如下：

21、s301、获取气相色谱仪中检测器进行硫化物浓度检测时在t时间内生成的若干个信号强度和对应信号强度下的硫化物浓度，并将信号强度和硫化物浓度分别标定为ζ信号x和ζ浓度x，x表示气相色谱仪中检测器进行硫化物浓度检测时在t时间内生成的若干个信号强度和对应信号强度下的硫化物浓度的编号，x＝1、2、3、4、……、m，m为正整数；

22、s302、通过气相色谱仪中检测器进行硫化物浓度检测时在t时间内生成的若干个信号强度和对应信号强度下的硫化物浓度计算检测器线性响应比值，计算的表达式为：ζ线性x＝ζ信号x/ζ浓度x，式中，ζ线性x表示检测器线性响应比值；

23、s303、通过气相色谱仪中检测器进行硫化物浓度检测时在t时间内生成的若干个检测器线性响应比值ζ线性x计算检测器线性响应比值标准差，计算的表达式为：式中，ζ1表示检测器线性响应比值标准差，ζ2为气相色谱仪中检测器进行硫化物浓度检测时通过若干个检测器线性响应比值计算得出的检测器线性响应比值平均值，

24、s304、计算检测器线性响应不稳定指数，计算的表达式为：式中，ζ1/ζ2表示气相色谱仪中检测器进行硫化物浓度检测时在t时间内生成的若干个检测器线性响应比值变异情况。

25、优选的，还包括反馈模块；

26、反馈模块，对气相色谱仪维护时通过监控模块生成的若干个检测评估系数进行分析，确保气相色谱仪维护成功；

27、反馈模块对气相色谱仪维护时通过监控模块生成的若干个检测评估系数建立数据集合，并将数据集合标定为z，则z＝{φφu}，u表示数据集合内的若干个检测评估系数的编号，u＝1、2、3、4、……、s，s为正整数；

28、通过数据集合内的检测评估系数计算出检测评估系数标准差和检测评估系数平均值，并将生成的检测评估系数标准差和检测评估系数平均值分别与预先设定的标准差参考阈值和预先设定的检测评估系数参考阈值进行实时比对分析，当满足检测评估系数标准差小于标准差参考阈值并且检测评估系数平均值小于检测评估系数参考阈值时，则通过反馈模块生成维护管理成功信号，并将信号传递至移动端，通过移动端提示气相色谱仪维护管理成功。

29、一种天然气净化方法，包括以下步骤：

30、s1、收集需要进行硫化物浓度检测的天然气气体，将收集的天然气样品在分析之前经过预处理步骤去除干扰物质，处理完成后，将处理完成后的天然气样品导入至气相色谱仪内进行检测；

31、s2、采集天然气净化系统中气相色谱仪进行硫化物浓度检测时的多项数据信息，包括流体动力学参数信息和线性度响应信息，采集后，将气相色谱仪运行时的流体动力学参数信息和性能特能信息进行处理；

32、s3、将气相色谱仪进行硫化物浓度检测时经过处理后的流体动力学参数信息和线性度响应信息进行综合监控，生成检测评估系数；

33、s4、将气相色谱仪进行硫化物浓度检测时生成的检测评估系数与预先设定的检测评估系数参考阈值进行比对分析，生成第一隐患信号或者第二隐患信号，并对第一隐患信号发出警报提示；

34、s5、对气相色谱仪维护时生成的若干个检测评估系数进行分析，确保气相色谱仪维护成功。

35、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

36、本发明通过对气相色谱仪进行硫化物浓度检测时的过程进行监测，当气相色谱仪的测量精度存在变差的隐患时，通知相关操作人员知晓，并及时对气相色谱仪提前进行检修，在发现气相色谱仪存在异常隐患时提前对气相色谱仪进行维护管理，有效地避免相关操作人员根据错误的数据做出决策，确保气相色谱仪的测量精度存在变差的隐患时及时察觉潜在的问题，有效地避免危险气体泄漏或过量排放危及人员安全和环境；

37、本发明通过对气相色谱仪维护时的实时运行状态进行综合分析，实时观察气相色谱仪的维护情况，防止相关维护人员根据自身经验对气相色谱仪维护后导致气相色谱仪再次出现测量精度的异常隐患问题，确保气相色谱仪维护成功，从而保障气相色谱仪稳定高效地运行。