ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2000 года по МПК F17D1/04 F25B9/04 

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть найти применение для снижения давления газа в газораспределительных станциях магистральных газопроводов.

Известно устройство для регулирования давления газа на газораспределительных станциях большой пропускной способности (авторское свидетельство N 646318, МКИ G 05 D 16/00, приоритет 16.05.75). Это устройство содержит последовательно установленные на газопроводе нагреватель и регулирующий клапан, дроссель, выполненный в виде вихревой трубы, вход которой соединен с газопроводом до нагревателя, сепаратор, вход которого соединен с выходом нагретого потока года из вихревой трубы, а выход - с выходом охлажденного потока газа из вихревой трубы и газопроводом после регулирующего клапана, а также установленный на регулирующем клапане теплообменник, через который выход сепаратора соединен с выходом охлажденного потока из вихревой трубы.

К недостаткам известного устройства следует отнести:
наличие нагревателя газа, усложняющего конструкцию устройства и требующего при изготовлении материальные и трудовые затраты. Кроме того, нагреватель газа требует расхода топливного газа, который сгорая, выбрасывается в атмосферу в виде дымовых газов, загрязняя окружающую среду;
горячий поток газа из вихревой трубы, после отбора сепаратором влаги и конденсата поступает в газопровод после регулирующего клапана, это приводит к неполному использованию положительной температуры нагретого потока газа, необходимой для стабильной работы регулятора давления и, как следствие, к снижению его функциональных возможностей
Наиболее близкой по технической сущности является газораспределительная станция "Поток" (предварительный патент Республики Узбекистан N 2061, МКИ F 25 B 11/00, приоритет 16.03.93) (прототип), содержащая газопровод высокого давления, вихревую трубу, регулятор давления с импульсной трубкой, теплообменник, дроссель и газопровод низкого давления, при этом вихревая труба установлена на входе станции так, что ее выход для нагретого газа сообщен через сепаратор и регулятор давления с газопроводом низкого давления, а выход для охлажденного газа сообщен через теплообменник и дроссель с газопроводом низкого давления в точке, расположенной по ходу подачи газа за точкой подсоединения к нему импульсной трубки.

К недостаткам устройства, выбранного в качестве прототипа, следует отнести:
наличие отдельно выполненного сепаратора, усложняющего конструкцию станции;
наличие дросселя на линии холодного потока газа, что тоже усложняет конструкцию станции;
отсутствие возможности регулирования размеров поперечного сечения соплового ввода, что снижает технические возможности станции в части изменения температурных и расходных параметров горячего и холодного потоков газа.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей газораспределительной станции и уменьшение ее габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в газораспределительную станцию, содержащую технологический блок с газопроводами высокого и низкого давления, вихревую трубу с патрубками горячего и холодного потоков газа, емкость собора конденсата, трубопроводы горячего и холодного потоков газа, регулятор давления, холодильник, введен узел регулирования температурных и расходных параметров, установленный в вихревой трубе и состоящий из мембранного механизма, штока и клиновидной заслонки, причем один конец штока соединен с клиновидной заслонкой, перекрывающей сопловый ввод вихревой трубы, а другой его конец соединен с мембраной, мембранного механизма, надмембранная полость которого через регулируемый клапан, соединена с трубопроводом горячего потока газа. А емкость сбора конденсата присоединена через запорный орган к патрубку горячего потока вихревой трубы.

Использование в вихревой трубе газораспределительной станции дополнительно введенного узла регулирования температурных и расходных параметров обеспечивает возможность плавного изменения температурных и расходных параметров горячего и холодного потоков газа, отходящих из вихревой трубы в технологическое оборудование станции в тех необходимых пропорциях, которые достаточны для предотвращения гидратообразования в регуляторе давления и обеспечения стабильной работы технологического оборудования.

Подсоединение емкости сбора конденсата через запорный орган непосредственно к патрубку горячего потока вихревой трубы исключает необходимость изготовления отдельного сепаратора, уменьшая габариты станции, экономя материальные и трудовые затраты.

Заявителю не известно конструкций газораспределительных станций с узлом регулирования температурных и расходных параметров, установленным в вихревой трубе, и с подсоединением емкости сбора конденсата через запорный орган к патрубку горячего потока вихревой трубы, которые позволили бы расширить функциональные возможности станций.

На фиг. 1 изображена схема газораспределительной станции; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Газораспределительная станция (фиг. 1) содержит технологический блок 1, газопроводы высокого 2 и нижнего 3 давлений, вихревую трубу 4. Вихревая труба 4 снабжена патрубками горячего 5 и холодного 6 потоков газа. Патрубок горячего потока газа 5 соединен торцовой частью через трубопровод горячего потока газа 7 с регулятором давления 8. Нижняя часть патрубка горячего потока газа 5 соединена линией 9 через запорный орган 10 с емкостью сбора конденсата 11. К регулятору давления 8 присоединен газопровод низкого давления 3. Патрубок холодного потока 6 соединен трубопроводом 12 через холодильную камеру 13 с газопроводом низкого давления 3. В верхней части вихревой трубы 4 помещен узел регулирования температурных и расходных параметров 14. Надмембранная полость мембранного механизма 15 (фиг. 2) узла регулирования температурных и расходных параметров 14 соединен линией 16 через регулирующий клапан 17 с трубопроводом горячего газа 7. Шток 18 (фиг. 2) узла регулирования температурных и расходных параметров 14 одним концом соединен с мембраной 19 мембранного механизма 15, а другой его конец снабжен клиновидной заслонкой 20 для перекрывания соплового ввода 21 вихревой трубы 4.

Газораспределительная станция работает следующим образом. Газ по газопроводу высокого давления 2 поступает в установленную с технологическом блоке 1 вихревую трубу 4, известную как вихревая труба Ранка-Хилша. В вихревой трубе 4, в силу ее конструктивных особенностей, газ разделяется на два потока - горячий и холодный. Вихревая труба 4 является также и сепаратором жидких частиц и механических примесей. Отсепарированные в вихревой трубе 4 жидкие частицы и механические примеси в виде конденсата из патрубка горячего потока 3 сливаются по линии 9 через запорный орган 10 в емкость сбора конденсата 11. Затем очищенный и осушенный газ по трубопроводу горячего потока 7 поступает в регулятор давления 8, где редуцируется до заданного давления и далее по газопроводу низкого давления 3 поступает потребителю.Холодный поток газа из патрубка 6 по трубопроводу 12 поступает в холодильную камеру 13, в которой производится отбор холода, и направляется в газопровод низкого давления 3 на смешение с газом, поступившим после регулятора давления 8.

Изменения температурных и расходных параметров в патрубке горячего 5 и холодного 6 потоков газа вихревой трубы 4 происходят с помощью узла регулирования температурных и расходных параметров 14 следующим образом. Нагретый и очищенный газ из трубопровода горячего потока 7 по линии 16 через регулирующий клапан 17 поступает в надмембранную полость мембранного механизма 15 узла регулирования температурных и расходных параметров 14. При этом регулирующий клапан 17 предварительно настроен на заданное выходное давление, достаточное для воздействия на мембрану 19 мембранного механизма 15, и, следовательно, на необходимое перемещение штока 18 с клиновидной заслонкой 20 для соответствующего изменения размеров площади поперечного сечения соплового ввода 21 вихревой трубы 4. Вихревая труба 4, снабженная узлом регулирования температурных и расходных параметров 14, обеспечивает работу газораспределительной станции, а части изменения температурных и расходных параметров газа в необходимых для эксплуатации пропорциях, причем регулирование размеров площади поперечного сечения соплового ввода 21 происходит в автоматическом режиме.

Таким образом, применение в газораспределительной станции узла регулирования температурных и расходных параметров, установленного в вихревой трубе, обеспечило возможность плавного изменения этих параметров в необходимых пределах, которые обеспечивают стабильную работу технологического оборудования и расширяют функциональные возможности станции. Использование вихревой трубы в качестве сепаратора жидких частиц и механических примесей, путем подсоединения к ней емкости сбора конденсата, позволило уменьшить габариты станции, экономя материальное и трудовые затраты.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для снижения давления газа в газораспределительных станциях магистральных газопроводов. Устройство содержит технологический блок с газопроводами высокого и низкого давления, вихревую трубу с патрубками горячего и холодного потоков газа, емкость сбора конденсата, трубопроводы горячего и холодного потоков газа, регулятор давления, холодильник и узел регулирования температурных и расходных параметров, установленный в вихревой трубе и состоящий из мембранного механизма, штока и клиновидной заслонки, причем один конец штока соединен с клиновидной заслонкой, перекрывающей сопловый ввод вихревой трубы, а другой его конец соединен с мембраной мембранного механизма, надмембранная полость которого через регулируемый клапан соединена с трубопроводом горячего потока газа. Емкость сбора конденсата присоединена через запорный орган к патрубку горячего потока вихревой трубы. Техническим результатом изобретения является расширение возможностей газораспределительной станции и уменьшение ее габаритов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Газораспределительная станция, содержащая технологический блок с газопроводами высокого и низкого давления, вихревую трубу с патрубками горячего и холодного потоков газа, емкость сбора конденсата, трубопроводы горячего и холодного потоков газа, регулятор давления и холодильник, отличающаяся тем, что она снабжена узлом регулирования температурных и расходных параметров, установленным в вихревой трубе и состоящим из мембранного механизма, штока и клиновидной заслонки, причем один конец штока соединен с клиновидной заслонкой, перекрывающей сопловый ввод вихревой трубы, а другой его конец соединен с мембраной мембранного механизма, надмембранная полость которого через регулируемый клапан соединена с трубопроводом горячего потока газа. 2. Газораспределительная станция по п.1, отличающаяся тем, что емкость сбора конденсата присоединена через запорный орган к патрубку горячего потока вихревой трубы.