СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОДОРИЗАЦИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК G01F13/00 G05D11/02 

Изобретение относится к средствам одоризации газов и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ автоматической одоризации природного газа, который описан в изобретении по патенту РФ №2364840, МПК G01F 13/00, G05D 11/02, опубл. 10.01.09 г., и выбран в качестве прототипа.

Известный способ заключается в том, что используют рабочую, расходную емкости и емкость хранения одоранта, соединенные между собой трубопроводами, подают одорант в рабочую емкость из емкости для его хранения путем создания перепада давлений между емкостью для его хранения и рабочей емкостью, после чего осуществляют перекачку одоранта из рабочей емкости в расходную, из которой производят дозирование одоранта в газовую магистраль пропорционально расходу газа. При этом перекачку одоранта из рабочей емкости в расходную осуществляют избыточным давлением из газопровода высокого давления, а в расходной емкости создают давление, равное давлению в газовой магистрали с низким давлением, уровень одоранта в расходной емкости поддерживают постоянным с помощью поплавкового клапана, а в рабочей емкости контролируют уровень одоранта датчиками верхнего и нижнего уровней, процесс заполнения рабочей емкости одорантом и перекачку его в расходную емкость производят по сигналам от датчиков уровней с помощью электроклапанов, а дозирование осуществляют от системы коммерческого учета расхода газа.

В качестве прототипа для устройства автоматической одоризации взято устройство, описанное в том же патенте РФ. Оно содержит емкость для хранения одоранта, рабочую емкость, расходную емкость, соединенные трубопроводами. Для подачи высокого давления имеется эжектор, имеющий три штуцера: высокого давления, низкого давления и разрежения. Штуцер высокого давления подключен к входному трубопроводу ГРС, штуцер низкого давления подключен к выходному трубопроводу ГРС, а штуцер разрежения - к рабочей емкости. Расходная емкость представляет собой камеру с поплавковым клапаном, который при максимально допустимом уровне одоранта в камере перекрывает подачу одоранта из рабочей емкости. Газовая подушка над одорантом в расходной емкости соединена с выходным трубопроводом. Донная часть расходной емкости соединена с трубопроводом, через который одорант через электромагнитный дозатор плунжерного типа поступает в выходной трубопровод. На трубопроводе, соединяющем рабочую и расходную емкости, установлен обратный клапан, исключающий сообщение емкостей в процессе дозаправки рабочей емкости. На трубопроводе, соединяющем рабочую и расходную емкости, установлен обратный клапан, исключающий перетекание одоранта из рабочей емкости в емкость хранения в процессе расходования одоранта из рабочей емкости. Имеется система наддува емкости хранения одоранта. Давление наддува поддерживается баллонным газовым редуктором. Управление подачей газа осуществляется электроклапанами. Их включение и выключение производится одновременно по сигналам от датчиков уровней, расположенных на рабочей емкости. В системе одоризации применяются ручные краны, чтобы добиться необходимой степени разрежения и вакуумирования емкости хранения одоранта.

Недостатки известного способа и устройства следующие:

для заполнения расходной емкости одорантом используют избыточное давление из газопровода высокого давления, что усложняет конструкцию применением баллонного редуктора, эжектора с тремя штуцерами и двух емкостей: рабочей и расходной с поплавковым клапаном;

не обеспечена полная автоматизация процесса, так как в системе используются ручные клапаны, например, для вакуумирования емкости хранения ручной регулировкой крана добиваются на мановакууметре необходимой степени разрежения;

применение эжектора ограничивает диапазон перепада давлений на входе и выходе;

не исключен контакт одоранта с подвижными элементами клапанов, попадание мелких частиц между клапаном и седлом приводит к сбою в работе.

Задача предлагаемых способа и устройства одоризации природного газа - устранить указанные недостатки.

Технический результат изобретений - упрощение конструкции, исключение фильтрации одоранта от загрязнений, обеспечение автоматической заправкой расходной емкости одорантом без предварительной настройки системы, независимость работы устройства от величины входного давления, повышение точности дозирования одоранта и определения его количества и, как следствие, повышение надежности и стабильности работы, а также упрощение обслуживания устройства.

Технический результат способа автоматической одоризации природного газа достигается тем, что в способе, использующем емкость для хранения одоранта и расходную емкость, подают одорант из емкости его хранения, а из расходной емкости, в которой контролируют уровень одоранта, производят дозирование одоранта в газовую магистраль пропорционально расходу газа, емкость хранения и расходную емкость соединяют трубопроводом, первоначально выравнивают давление в расходной емкости и емкости хранения, прерывая подключение расходной емкости к газовой магистрали, затем из емкости хранения одорант подают в расходную емкость до заданного датчиком уровня, а после заполнения расходной емкости одорантом отключают ее от емкости хранения и подключают к газовой магистрали, уравнивая давление в расходной емкости и газовой магистрали, после чего проводят дозирование одоранта в газовую магистраль, при этом показания давления в емкостях хранения и расходной емкости и уровень одоранта регистрируются блоком управления, который выдает команду на переключение и заполнение расходной емкости и дозирование.

Технический результат устройства автоматической одоризации природного газа достигается тем, что оно содержит емкость хранения одоранта, расходную емкость, дозатор, датчик уровня одоранта, датчик давления, запорные элементы и блок управления, емкость хранения одоранта и расходная емкость, имеющие датчики давления, соединены трубопроводом с последовательно расположенными на нем насосом и запорным элементом в виде электроуправляемого шарового крана, расходная емкость снабжена датчиком перепада давления для измерения уровня одоранта и соединена вторым трубопроводом через второй электроуправляемый шаровой кран и дозатор, выполненный в виде перистальтического насоса, соединенного с газовой магистралью, при этом расходная емкость соединена с газовой магистралью газопроводом с третьим электроуправляемым шаровым краном, а также расходная емкость соединена с емкостью хранения вторым газопроводом посредством четвертого электроуправляемого шарового крана, имеющего возможность связи с атмосферой через электроуправляемый кран и фильтр-дезодоратор, при этом датчики давления и датчик перепада давления связаны со входом блока управления, а насосы и электроуправляемые краны - с выходом блока управления.

Для повышения точности дозирования одоранта и определения его количества устройство снабжено мерной емкостью с гидростатическим датчиком уровня для измерения количества одоранта, установленной непосредственно перед вторым перистальтическим насосом и соединенной с расходной емкостью через третий электроуправляемый шаровой кран, причем гидростатический датчик уровня связан со входом блока управления.

Изобретение поясняется описанием и чертежами, где на фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 - схема блока управления.

Заявляемый способ реализуется в устройстве, содержащем емкость хранения одоранта 1, расходную емкость 2, соединенные трубопроводом 3, на котором последовательно расположены насос 4 и запорный элемент в виде электроуправляемого шарового крана 5. Емкость для хранения одоранта 1 имеет датчик давления 6, а расходная емкость 2 - датчик давления 7 и датчик перепада давления 8 для измерения уровня одоранта. Расходная емкость 2 соединена вторым трубопроводом 9 с газовой магистралью 10 посредством электроуправляемого шарового крана 11 и дозатора, выполненного в виде перистальтического насоса 12. Кроме того, расходная емкость 2 имеет соединение газопроводом 13 с газовой магистралью 10 с помощью третьего электроуправляемого шарового крана 14. Расходная емкость 2 соединена с емкостью хранения 1 вторым газопроводом 15 посредством четвертого электроуправляемого шарового крана 16, который имеет возможность связи с атмосферой через электроуправляемый кран 17 и фильтр-дезодоратор 18. Устройство снабжено мерной емкостью 19 с гидростатическим датчиком уровня 20, которая соединена с перистальтическим насосом 12 и газопроводом 13. Датчики давления 6 и 7, датчик перепада давления 8 и гидростатический датчик уровня 20 соединены соответственно со входами блока управления 21 (см. фиг.2): 22, 23, 24 и 25, а насос 4, перистальтический насос 12, электроуправляемые шаровые краны 5, 11, 14 и 16 и электроуправляемый кран 17 соответственно с выходами блока управления 21: 26, 27, 28, 29, 30, 31 и 32.

Устройство работает следующим образом.

После подключения электропитания блок управления 21 проверяет исходные установки электроуправляемых шаровых кранов 5, 11, 14 и 16 и отключает насос 4 и перистальтический насос 12. В исходном состоянии электроуправляемые шаровые краны 5 и 16 закрыты, а шаровые краны 11 и 14 открыты. Далее с помощью датчика перепада давления 8 для измерения уровня одоранта в расходной емкости 2 проверяется наличие одоранта, затем при минимальном уровне одоранта происходит заполнение расходной емкости 2 или в рабочий режим при допустимом уровне одоранта.

Режим заполнения расходной емкости

По команде блока управления 21 закрываются электроуправляемые шаровые краны 11 и 14 и открываются электроуправляемые шаровые краны 5 и 16. При этом из расходной емкости 2 газ перетекает по газопроводу 15 в емкость хранения 1, происходит выравнивание давлений в них. По показаниям датчиков давлений 6 и 7 блок управления 21 дает команду на включение насоса 4, который через открытый электроуправляемый кран 5 закачивает одорант в расходную емкость 2 до заданного уровня под контролем датчика перепада давления 8. После заполнения расходной емкости 2 блок управления 21 устанавливает электроуправляемые шаровые краны в исходное положение (краны 5 и 16 закрыты, краны 11 и 14 открыты) и происходит переход в рабочий режим.

Рабочий режим

В процессе подачи одоранта из расходной емкости 2 в мерную емкость 19 постоянно контролируются датчиками 8 и 20 уровни в соответствующих емкостях. В случае уменьшения уровня до заданного нижнего уровня в мерной емкости 19 происходит залив мерной емкости 19 путем открытия электроуправляемого крана 14 до уровня одоранта в расходной емкости 2. В случае уменьшения уровня до заданного нижнего уровня в расходной емкости 2 осуществляется режим заполнения расходной емкости.

Блок управления 21 получает информацию от расходомера газа или системы автоматического управления газораспределительной станцией (САУ ГРС) (на фиг.2 не показано) о величине расхода газа, вычисляет требуемое для подачи в газовую магистраль 10 количество одоранта. Происходит расчет дозы подачи одоранта, и включается перистальтический насос 11 до достижения требуемого значения перепада одоранта в мерной емкости 19. Перистальтический насос 11 останавливается. Уточняется перепад давления с целью получения реальной величины поданного в газовую магистраль 10 одоранта. По этой величине рассчитывается время задержки до следующей подачи одоранта.

Применение способа выравнивания давлений в расходной емкости и емкости хранения позволило упростить конструкцию устройства, значительно сократив количество ее составляющих.

Полная автоматизация процесса заправки одорантом расходной емкости упрощает работу персонала по обслуживанию устройства.

Наличие мерной емкости с гидростатическим датчиком уровня, соединенным блоком управления, позволяет повысить точность дозирования.

Изобретение может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности, в которых требуется осуществлять одоризацию природного газа. Изобретение направлено на повышение надежности и стабильности работы за счет повышения точности дозирования одоранта и определения его количества, а также упрощение конструкции и обслуживания устройства, что обеспечивается за счет того, что используют емкость для хранения одоранта и расходную емкость, подают одорант из емкости хранения, а из расходной емкости, в которой контролируют уровень одоранта, производят дозирование в газовую магистраль пропорционально расходу газа. Емкость хранения и расходную емкость соединяют трубопроводом и первоначально выравнивают давление в расходной емкости и емкости хранения, прерывая подключение расходной емкости к газовой магистрали. Затем из емкости хранения одоранта производят заполнение одорантом расходной емкости до заданного датчиком уровня, а после заполнения расходной емкости одорантом отключают ее от емкости хранения и подключают к газовой магистрали, уравнивая давление в расходной емкости и газовой магистрали, после чего производят дозирование одоранта в газовую магистраль, при этом показания давления в емкостях хранения и расходной емкости и уровень одоранта регистрируются блоком управления, который выдает команду на переключение и заполнение расходной емкости и дозирование. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ автоматической одоризации природного газа, заключающийся в том, что используют емкость для хранения одоранта и расходную емкость, подают одорант из емкости хранения, а из расходной емкости, в которой контролируют уровень одоранта, производят дозирование одоранта в газовую магистраль пропорционально расходу газа, отличающийся тем, что емкость хранения и расходную емкость соединяют трубопроводом и первоначально выравнивают давления в расходной емкости и емкости хранения, прерывая подключение расходной емкости к газовой магистрали, затем из емкости хранения производят заполнение одорантом расходной емкости до заданного датчиком уровня, а после заполнения расходной емкости одорантом отключают ее от емкости хранения и подключают к газовой магистрали, уравнивая давления в расходной емкости и газовой магистрали, после чего производят дозирование одоранта в газовую магистраль, при этом показания давлений в емкостях хранения и расходной емкости и уровень одоранта регистрируются блоком управления, который выдает команду на переключение и заполнение расходной емкости и дозирование.

2. Устройство для автоматической одоризации природного газа, содержащее емкость хранения одоранта, расходную емкость, дозатор, датчик уровня одоранта, датчик давления, запорные элементы и блок управления, отличающееся тем, что емкость хранения одоранта и расходная емкость, имеющие датчики давления, соединены трубопроводом с последовательно расположенными на нем насосом и запорным элементом в виде электроуправляемого шарового крана, расходная емкость снабжена датчиком перепада давлений для измерения уровня одоранта и соединена вторым трубопроводом с газовой магистралью через второй электроуправляемый шаровой кран и дозатор, выполненный в виде перистальтического насоса, при этом расходная емкость соединена с газовой магистралью газопроводом с помощью третьего электроуправляемого шарового крана, а также расходная емкость соединена с емкостью хранения вторым газопроводом посредством четвертого электроуправляемого шарового крана, имеющего возможность связи с атмосферой через электроуправляемый кран и фильтр-дезодоратор, при этом датчики давления и датчик перепада давлений связаны со входом блока управления, а насосы и электроуправляемые краны - с выходом блока управления.

3. Устройство для автоматической одоризации природного газа по п.2, отличающееся тем, что оно снабжено мерной емкостью с гидростатическим датчиком уровня для измерения количества одоранта, установленной на втором трубопроводе непосредственно перед перистальтическим насосом и соединенной с расходной емкостью через третий электроуправляемый шаровой кран, при этом гидростатический датчик уровня связан со входом блока управления.