УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ИМПУЛЬСНОГО ГАЗА ДЛЯ ПНЕВМОСИСТЕМ ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ Российский патент 2001 года по МПК F17D1/00 F17D3/00 

Описание патента на изобретение RU2163990C1

Изобретение относится к транспортированию природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам для подготовки импульсного газа, используемого в пневматических приводах запорно-регулирующих устройств на перекачивающих газокомпрессорных станциях.

Известно, что специфика эксплуатации запорно-регулирующей арматуры на газокомпрессорных станциях требует особенно тщательной очистки от влаги и механических примесей отбираемого из газопровода природного газа, который направляется в приводы с пневматической или пневмогидравлической систем управления запорно-регулирующих устройств.

Известны различные системы пневмогидравлического управления для запорно-регулирующих устройств, используемые на газоперекачивающих компрессорных станциях, например, пневмогидравлическая система фирмы "Со Дю Тарн" (Франция), включающая в себя подключенные к газопроводу электроклапаны, газовый распределитель, фильтры-осушители и сепараторы для отбивки капельной влаги; пневмогидравлическая система фирмы "Камерон" (Франция), включающая в себя электропневматические клапаны, распределитель газа, блок очистки и осушки газа (Г.В.Суховнин, Г.С.Грунтенко. Освоение, монтаж, наладка и эксплуатация импортных кранов на магистральных газопроводах. М., ВНИИЭГАЗПРОМ, 1978 г., стр. 16-25).

В известных системах отфильтрованный от механических примесей и осушенный от влаги природный газ поступает в узлы управления клапанами запорно-регулирующей арматуры, регулируя открытие и закрытие клапанов.

К недостаткам известных систем относится то, что они не обеспечивают качественную осушку природного газа от влаги, что снижает ресурс и надежность работы клапанов.

Известна система подачи природного газа в газопровод, используемая в установках подготовки импульсного газа, и включающая установленный на газопроводе запорный вентиль с приводом, контрольное устройство, выполненное в виде дифференциального напорного вентиля, одна сторона которого связана трубопроводом с газопроводом со стороны меньшего давления, другая - трубопроводом, содержащим дроссель и расположенный между ним и дифференциальным напорным вентилем накопитель давления, с газопроводом со стороны большего давления, и связанные с приводом запорного вентиля и газопроводом управляемые клапаны, при этом дифференциальный напорный вентиль выполнен в виде золотникового клапана, золотник которого через переключающий клапан и трубопровод рабочего давления связан с газопроводом и управляемыми клапанами, состоящими из двух двухпозиционных клапанных элементов, один из которых снабжен распределительным вентилем, установленным в патрубке между ним и местом забора газа из трубопровода рабочего давления и сообщающимся с дифференциальным напорным вентилем, а второй - двухходовым клапаном, один вход которого соединен с дифференциальным напорным вентилем, другой посредством патрубка - с трубопроводом рабочего давления, а выход - со вторым двухпозиционным клапанным элементом, при этом в упомянутых патрубках установлены электромагнитные вентили, связанные с двухпозиционными клапанными элементами управляемых клапанов (патент ФРГ N 2541734, МПК F 17 D 3/01, публ. 1975 г.).

К недостаткам известной системы относится ее конструктивная сложность и недостаточная надежность при эксплуатации.

Известна установка осушки газа GEMOC, используемая на газоперекачивающих компрессорных станциях газопровода Уренгой- Ужгород, и содержащая два адсорбера, регенерируемых посредством внутренних электрических нагревательных элементов, два предфильтра для удаления пылевидных и жидких примесей, два угольных фильтра, два контрольных фильтра, установленных после адсорберов, систему предохранительных клапанов, индикаторы давления, температуры, влажности и систему присоединительных трубопроводов, при этом установка на входе подсоединена к трубопроводу природного газа, а на выходе - к трубопроводам подачи осушенного и очищенного природного газа к его потребителям (GEMOC Fluid Processing Ltd (Англия), Инструкция по эксплуатации установки осушки газа GEMOC- DUPLEX, 1982 г.).

К недостаткам известной установки относится повышенный расход сорбента, необходимого для нормальной работы адсорберов, повышенный расход газа для продувки адсорберов, а также большой расход потребляемой при регенерации адсорберов электроэнергии.

Задачей настоящего изобретения является расширение арсенала технических средств, используемых в процессе осушки и очистки природного газа, и создание эффективной, экономичной, надежно работающей установки подготовки импульсного газа для пневматических приводов запорно-регулирующей арматуры газоперекачивающих станций, устанавливаемых на магистральных газопроводах природного газа.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем.

В установке подготовки импульсного газа для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов, включающей подключенную к транспортному газопроводу природного газа систему осушки и очистки газа, систему электрооборудования и систему трубопроводов, вход и выход установки соединены между собой напрямую дополнительным трубопроводом с установленными на нем последовательно по ходу газа двумя запорными кранами, невозвратным клапаном и расположенным между запорными кранами мембранным разрывным устройством, параллельно которому к дополнительному трубопроводу подключена байпасная труба с установленным на ней запорным краном, а система осушки и очистки газа установки содержит последовательно подключенные по ходу газа водомаслоотделитель, промежуточный фильтр, по меньшей мере один регенерируемый адсорбер, имеющий наружный обогрев посредством размещенных по наружному контуру баллона адсорбера электрических нагревателей и подключенный линией регенерации на выходе установки к дополнительному трубопроводу после невозвратного клапана, и концевой фильтр, при этом вход водомаслоотделителя соединен с дополнительным трубопроводом на входе установки, выход концевого фильтра соединен на выходе установки с дополнительным трубопроводом перед невозвратным клапаном, а водомаслоотделитель и промежуточный фильтр дополнительно сообщены с дренажной линией системы осушки и очистки газа.

Мембранное разрывное устройство выполнено в виде установленных между фланцами дополнительного трубопровода входного и выходного колец с защемленной между ними мембраной хлопающего типа, причем на выходном кольце закреплены крестообразно расположенные ножи для разрезания мембраны при заданном перепаде давления.

Система осушки и очистки газа может содержать два параллельно подключенных адсорбера, регенерируемых поочередно.

Установка закреплена на жестком каркасе и может быть установлена в контейнере, при этом стенки контейнера могут быть выполнены с теплоизоляцией, а контейнер может содержать вентиляционное и обогревательное устройства.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства подготовки импульсного газа, содержащего два попеременно регенерируемых адсорбера; на фиг. 2 - мембранное устройство; на фиг. 3 - водомаслоотделитель; на фиг. 4 - промежуточный фильтр; на фиг. 5 - адсорбер; на фиг. 6 - концевой фильтр.

Устройство подготовки импульсного газа содержит трубопровод 1, подключенный на входе в установку к магистральному газопроводу, а на выходе установки - к потребителю импульсного газа. На трубопроводе 1 установлены последовательно по ходу газа запорный кран 2, мембранное разрывное устройство 3, запорный кран 4 и невозвратный клапан 5. Параллельно мембранному разрывному устройству 3 к дополнительному трубопроводу 1 подключена байпасная труба 6 с установленным на ней запорным краном 7.

Система очистки и осушки газа устройства подготовки импульсного газа включает в себя последовательно подключенные к входу трубопровода 1 водомаслоотделитель 8, промежуточный фильтр 9, два параллельно подключенных адсорбера 10 и 11 и концевой фильтр 12, соединенный с трубопроводом 1 перед установленным на нем невозвратным клапаном 5. Концевой фильтр 12 сообщен с адсорберами 10, 11 через невозвратные клапаны 13, 14 соответственно, а с трубопроводом 1 через невозвратный клапан 15. Водомаслоотделитель 8 и фильтр 9 через быстродействующие запорные клапаны соответственно 16 и 17 соединены с продувочной емкостью 18. Фильтр 9 сообщен с адсорберами 10, 11 через невозвратный клапан 19 и быстродействующие запорные клапаны 20, 21 соответственно.

Трубопровод 1 после установленного на нем невозвратного клапана 5 через быстродействующий запорный клапан 22, теплообменник 23 и невозвратные клапаны 24, 25 соединен соответственно с адсорберами 10, 11, которые через быстродействующие клапаны соответственно 26, 27 и саморегулируемый разгрузочный клапан 28 и теплообменник 23 соединены с продувочной емкостью 18.

Быстродействующие запорные клапаны 16, 17, 20, 21, 22, 26, 27 электрически связаны с блоком автоматического управления (не показан) установки, обеспечивающим заданный алгоритм работы системы осушки и очистки газа.

Водомаслоотделитель 8 включает корпус 29, в полости A которого установлены кольца Рашига 30, боковой штуцер 31 для входа газа, верхний штуцер 32 для выхода газа, крышку 33 с отверстием 34 для выпуска конденсата в продувочную емкость 18.

Фильтр 9 включает в себя корпус 35 с крышкой 36, входной 37 и выходной 38 штуцеры газа, штуцер 39 слива конденсата, фильтровальные кассеты 40, содержащие фильтроэлементы из активированного сорбционно-фильтрующего материала.

Каждый адсорбер 10, 11 включает в себя баллон 41 емкостью 18 л, в который засыпан адсорбент 42 - цеолит NaX. В горловинах баллона установлены верхний входной 43 и нижний выходной 44 штуцеры и фильтры 45, фильтрующими элементами которых являются фильтровальная ткань и супертонкое стекловолокно. По наружному контуру баллона 41 установлены шесть U-образных взрывозащищенных элементов (электрических нагревателей) 46, предназначенных для нагревания баллона адсорбера при регенерации адсорбента.

Концевой фильтр 12, предназначенный для более тонкой очистки сжатого газа от пыли, механических примесей и аэрозолей масла, содержит корпус 47, крышку 48, входной нижний штуцер 49, выходной верхний штуцер 50, и в качестве фильтрующих элементов 51 концевой фильтр содержит маты из стеклянного волокна, картон фильтровальный и замшу.

Мембранное устройство 3 включает в себя два кольца - входное 52 и выходное 53, между которыми защемлена мембрана 54 хлопающего типа. На выходном кольце 53 закреплены крестообразно расположенные ножи 55.

Установка может быть закреплена на жестком каркасе (не показан), и размещена в контейнере 56. Вентиляция контейнера производится естественным воздухообменом через расположенные в его стенках вентиляционные проемы (не показаны). Для поддержания внутри контейнера в холодное время года требуемой плюсовой температуры (минимально допустимая температура 5oC) контейнер содержит электрическую нагревательную печь (не показана).

Работает установка следующим образом.

Сжатый природный газ под рабочим давлением из входного магистрального газопровода от входа трубопровода 1 поступает через боковой штуцер 31 водомаслоотделителя 8 в полость А, где под действием центробежной силы капли влаги отбрасываются на стенку корпуса и стекают в нижнюю часть водомаслоотделителя. Газ, изменив направление, проходит через кольца Рашига, оставляя на них капельную влагу, и поступает в верхнюю полость водомаслоотделителя, окончательно освобождаясь от капельной влаги и масла.

Из водомаслоотделителя газ поступает в промежуточный фильтр 9 для более глубокой его очистки от влаги и масла, при этом газ, проходя через фильтроэлементы из углеродистого активированного сорбционно-фильтрующего материала, освобождается от водомасляной эмульсии. Отделившаяся в водомаслоотделителе 8 и фильтре 9 водомасляная эмульсия поступает в продувочную емкость 18.

Очищенный от капельной влаги и масла природный газ поступает через верхний штуцер 43 в один из адсорберов 10, 11, где, проходя через слой адсорбента, осушается до заданных кондиций и выходит через нижний штуцер 44.

Адсорберы 10 и 11 работают попеременно (один работает на осушку, а другой в это время регенерируется). В процессе прохождения газа через работающий на осушку адсорбер адсорбент в нем насыщается влагой, а осушенный и очищенный газ поступает в концевой фильтр 12. После насыщения адсорбента влагой происходит переключение адсорберов, и ранее работавший на осушку адсорбер включается на регенерацию, в процессе которой посредством включенных нагревателей 46 осуществляется прогрев баллона адсорбера и находящегося в нем адсорбента. После нагрева баллона адсорбера до заданной температуры (340-360oC) происходит продувка адсорбента и отвод десорбированных компонентов сжатым газом, отбираемым на выходе установки из трубопровода 1 после невозвратного клапана 5. Во время регенерации пары масла и влаги выходят через верхний штуцер 43, и с потоком газа через клапан 26 (или 27) и саморегулируемый разгрузочный клапан 28 отводятся в продувочную емкость 18.

Фильтрующие элементы на входе и выходе из адсорбера очищают поток природного газа от мелких механических частиц адсорбента.

После адсорбера осушенный и очищенный газ поступает в концевой фильтр 12 через нижний штуцер 49, и, проходя через фильтрующие элементы, содержащие маты из стеклянного волокна, картон фильтровальный и замшу, выходит через верхний штуцер 50. При этом частицы адсорбента, механических примесей и аэрозоли масла задерживаются на поверхности фильтрующих элементов, обеспечивая окончательную очистку газа от механических частиц и масла. Далее газ через невозвратные клапаны 15 и 5 направляется через выход трубопровода 1 к потребителю импульсного газа.

Мембранное устройство 3 предназначено для обеспечения подачи газа потребителям в аварийных ситуациях, минуя систему осушки и очистки газа. Мембрана 54 мембранного устройства 3 рассчитана на заранее заданный перепад давления до и после мембраны, при достижении которого она теряет устойчивость ("хлопает"), разрезается ножами и раскрывается, освобождая проходное сечение трубопровода для поступления газа к потребителю.

Предлагаемая установка предназначена для подготовки импульсного газа перед его использованием для управления пневмоприводными кранами и КИП компрессорных станций, магистральных газопроводов, газораспределительных станций, подземных хранилищ газа и других аналогичных объектов.

Установка может быть использована на объектах в блочно-контейнерном, а также в беcконтейнерном вариантах.

Предлагаемая установка подготовки импульсного газа может эффективно и надежно работать в различных климатических условиях, обеспечивая необходимую очистку природного газа, подаваемого в пневмосистемы запорно-регулирующей арматуры.

Предлагаемая установка обладает высокой экономичностью и повышенным ресурсом работы.

Похожие патенты RU2163990C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЖАТОГО ОСУШЕННОГО И ОЧИЩЕННОГО ГАЗА 1998
  • Кузнецов Л.Г.
  • Ефремов А.А.
  • Киселев В.К.
  • Тропченко Ю.В.
  • Борохович В.Л.
RU2143588C1
АВТОМОБИЛЬНАЯ ГАЗОНАПОЛНИТЕЛЬНАЯ КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ 1996
  • Кузнецов Леонид Григорьевич
  • Колб Михаил Антонович
  • Тропченко Ювеналий Васильевич
  • Киселев Виталий Кронидович
  • Борохович Владимир Львович
  • Ефремов Андрей Алексеевич
  • Печенкин Александр Андреевич
  • Вединяпин Николай Гаврилович
  • Леоненков Валерий Михайлович
  • Каширов Сергей Степанович
  • Седых Александр Дмитриевич
  • Прусс Леонид Васильевич
RU2087747C1
УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ИМПУЛЬСНОГО ГАЗА ДЛЯ ПНЕВМОСИСТЕМ ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ 2002
  • Кузнецов Л.Г.
  • Борохович В.Л.
RU2209365C1
УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ИМПУЛЬСНОГО ГАЗА ДЛЯ ПНЕВМОСИСТЕМ ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ 2003
  • Кузнецов Л.Г.
  • Борохович В.Л.
RU2239123C1
УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ИМПУЛЬСНОГО ГАЗА ДЛЯ ПНЕВМОСИСТЕМ ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ 2004
  • Кузнецов Леонид Григорьевич
  • Борохович Владимир Львович
RU2273794C1
СПОСОБ ОСУШКИ СЖАТОГО ГАЗА 2001
  • Кузнецов Л.Г.
  • Ефремов А.А.
  • Киселев В.К.
  • Борохович В.Л.
  • Абрамов А.И.
  • Тропченко Ю.В.
  • Орлов А.А.
RU2182513C1
СПОСОБ ОСУШКИ СЖАТОГО ГАЗА 1997
  • Кузнецов Леонид Григорьевич
  • Борохович Владимир Львович
  • Киселев Виталий Кронидович
  • Колб Михаил Антонович
  • Кузнецов Юрий Леонидович
  • Тропченко Ювеналий Васильевич
RU2106528C1
СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АДСОРБЕНТА 1999
  • Кузнецов Л.Г.
  • Ефремов А.А.
  • Киселев В.К.
  • Борохович В.Л.
  • Абрамов А.И.
  • Тропченко Ю.В.
RU2168360C2
Установка для осушки и очистки сжатого газа 1983
  • Борохович Владимир Львович
  • Тропченко Ювеналий Васильевич
  • Рэзэшу Георгий Антонович
  • Киселев Виталий Кронидович
SU1150009A1
МЕМБРАННОЕ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО 2002
  • Кузнецов Л.Г.
  • Ефремов А.А.
  • Гусев Б.Д.
  • Тропченко Ю.В.
RU2214543C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 163 990 C1

Реферат патента 2001 года УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ИМПУЛЬСНОГО ГАЗА ДЛЯ ПНЕВМОСИСТЕМ ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

Изобретение относится к транспортированию природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам для подготовки импульсного газа, используемого в пневматических приводах запорно-регулирующих устройств на перекачивающих газокомпрессорных станциях. Техническим результатом изобретения является расширение арсенала технических средств, используемых в процессе осушки и очистки природного газа, и создание эффективной, экономичной, надежно работающей установки подготовки импульсного газа для пневматических приводов запорно-регулирующей арматуры газоперекачивающих станций, устанавливаемых на магистральных газопроводах природного газа. В установке подготовки импульсного газа для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов, включающей подключенную к транспортному газопроводу природного газа систему осушки и очистки газа, систему электрооборудования и систему трубопроводов, вход и выход установки соединены между собой напрямую дополнительным трубопроводом с установленными на нем последовательно по ходу газа двумя запорными кранами, невозвратным клапаном и расположенным между запорными кранами мембранным разрывным устройством, параллельно которому к дополнительному трубопроводу подключена байпасная труба с установленным на ней запорным краном, а система осушки и очистки газа установки содержит последовательно подключенные по ходу газа водомаслоотделитель, промежуточный фильтр, по меньшей мере один регенерируемый адсорбер, имеющий наружный обогрев посредством размещенных по наружному контуру баллона адсорбера электрических нагревателей, и подключенный линией регенерации на выходе установки к дополнительному трубопроводу после невозвратного клапана, и концевой фильтр, при этом вход водомаслоотделителя соединен с дополнительным трубопроводом на входе установки, выход концевого фильтра соединен на выходе установки с дополнительным трубопроводом перед невозвратным клапаном, а водомаслоотделитель и промежуточный фильтр дополнительно сообщены с дренажной линией системы осушки и очистки газа. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула изобретения RU 2 163 990 C1

1. Установка подготовки импульсного газа для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов, включающая подключенную к транспортному газопроводу природного газа систему осушки и очистки газа, систему электрооборудования и систему трубопроводов, отличающаяся тем, что вход и выход установки соединены между собой напрямую дополнительным трубопроводом с установленными на нем последовательно по ходу газа двумя запорными кранами, невозвратным клапаном и расположенным между запорными кранами мембранным разрывным устройством, параллельно которому к дополнительному трубопроводу подключена байпасная труба с установленным на ней запорным клапаном, а система осушки и очистки газа установки содержит последовательно подключенные по ходу газа водомаслоотделитель, промежуточный фильтр, по меньшей мере один регенерируемый адсорбер, имеющий наружный обогрев посредством размещенных по наружному контуру баллона адсорбера электрических нагревателей, и подключенный линией регенерации на выходе установки к дополнительному трубопроводу после невозвратного клапана, и концевой фильтр, при этом вход водомаслоотделителя соединен с дополнительным трубопроводом на входе установки, выход концевого фильтра соединен на выходе установки с дополнительным трубопроводом перед невозвратным клапаном, в водомаслоотделитель и промежуточный фильтр дополнительно сообщены с дренажной линией системы осушки и очистки газа. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что мембранное разрывное устройство выполнено в виде установленных между фланцами дополнительного трубопровода входного и выходного колец с защемленной между ними мембраной хлопающего типа, причем на выходном кольце закреплены крестообразно расположенные ножи для разрезания мембраны при заданном перепаде давления. 3. Установка по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что система осушки и очистки газа содержит два параллельно подключенных адсорбера, регенерируемых поочередно. 4. Установка по любому из пп.1 - 3, отличающаяся тем, что она закреплена на жестком каркасе. 5. Установка по любому из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что она размещена в контейнере. 6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что стенки контейнера выполнены с теплоизоляцией. 7. Установка по любому из пп.5 и 6, отличающаяся тем, что контейнер содержит вентиляционное устройство. 8. Установка по любому из пп.5 - 7, отличающаяся тем, что контейнер содержит обогревательное устройство.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2163990C1

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ УСТАНОВКИ ОСУШКИ ГАЗА GEMOC-DUPLEX, GEMOC FLUID PROCESSING LTD (GB), 1982
Система питания двухпозиционного регулятора слива жидкости из газопровода 1976
  • Кудинов Виктор Михайлович
  • Саркисян Левон Макарович
SU615311A1
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА К ТРАНСПОРТУ 1997
  • Зиберт Г.К.
  • Ибрагимов И.Э.
RU2117854C1
СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА К ТРАНСПОРТУ 1995
  • Кубанов А.Н.
  • Елистратов В.И.
  • Сиротин А.М.
  • Туревский Е.Н.
  • Михайлов Н.В.
  • Чикалова Л.Г.
RU2088866C1
СКВАЖИННЫЙ ГАММА-ДЕТЕКТОР 2013
  • Журавлев Андрей Викторович
  • Васильев Сергей Иванович
  • Халиков Тимур Магомедович
RU2541734C1
DE 19600377 A1, 19.06.1997.

RU 2 163 990 C1

Авторы

Кузнецов Л.Г.

Ефремов А.А.

Киселев В.К.

Тропченко Ю.В.

Абрамов А.И.

Даты

2001-03-10Публикация

2000-06-30Подача