Способ переливания сжиженных газов Советский патент 1990 года по МПК F17C3/00 

Изобретение относится к способам перемещения сжиженных газов, преимуидествен- но углеводородных, и является усовершенствованием изобретения по авт. ев № 1254240.

Целью изобретения является повыщение ЭКО1ЮМИЧНОСТИ и безопасности.

На чертеже показана принципиальная схема установки для осуществления предлагаемого способа.

К дну емкости 1 подключен насос 2 посредством трубопровода 3 с запорным вентилем 4. Нагнетательный трубопровод 5 с вентилем 6 имеет ответвление 7, на котором расположен регулирующий клапан 8, запорные вентили 9 и проточный нагреватель 10, например, с электрическими нагревательными элементами. В паровом пространстве емкости герметично установлен перфорированный трубопровод 11 с распыли- вающими форсунками 12. В области паровой

фазы емкости и в нижней ее части установлены измерители 13 и 14 температуры, например термометры сопротивления. Система снабжена температурным регулятором 15, связанным с электромагнитным реле 16, управляющим подачей напряжения на электрические нагревательные элементы.

Способ осуществляется следующим образом.

Емкость 1 частично заполняют сжиженным газом, оставляя паровую подушку на расширение жидкости.

При необходимости подачи газа к потребителю открывают вентили 4 и 9 и включают насос 2. Одновременно с включением привода насоса (не показан) включают в работу нагреватель 10. Затем плавно открывают вентиль 6. Жидкость по трубопроводу 5 подают потребителю, а часть ее за насосом 2 отбирают и по ответвлеО5

to

Ю

йию 7 направляют в нагреватель 10. |Кидкость после нагревателя 10 через тру- опровод 11 подают в форсунки 12, рав- lioMepHO распыляя по длине емкос-м1 с пос- ,Г1едую1дим испарением. Тем самым создают fe паровом пространстве емкости избыточное давление относительно равновесного давления паров основной массы сжиженного |-аза. При достижении давления насыщенных паров жидкости в паровом прост- Ьанстве емкости величины, превышающей давление насыщенных паров жидкости при температуре придонного слоя на величину |кавитационного запаса насоса, нагрев жидкости в нагревателе прекращают. Некоторое время после прекращения нагрева жидкости давление в паровом пространстве емкости вследствие тепловой инерции продолжает повышаться, а затем начинает падать. Интенсивность падения давления зависит от величины отбора жидкости из ем- I кости, а также от скорости оттока теплоты в окружающую среду. При достижении дав- ления в паровом пространстве емкости величины необходимой для обеспечения кави- тационного запаса насоса нагреватель вновь включают в работу. При этом вначале :давление в паровом пространстве несколько снижается, а затем растет. Величина фак- :тического отклонения давления от установ- : ленного значения в нижнюю и верхнюю I стороны составляет зону регулирования. I Реализуют указанный метод регулирова- ; ния следующим образом. Вначале определяют, например с по- i мощью лабораторного анализа, состав сжи- ; женного газа. Обычно состав сжиженного : газа, поставляемого потребителю, известен i на основании грузосопроводительных доку- : ментов. Благодаря отсутствию фракцион- кого испарения в нагревателе состав жид- кости на границе раздела фаз и в при- : донном слое и тот же и соответствует составу сжиженного газа. В соответствии с величиной кавитационного запаса насоса, которая является одной из его технических характеристик и указывается в паспорте изделия, определяют требуемую разность температур паровой фазы жидкости и придонного ее слоя. В интервале температур от -15 до скорость изменения давления насыщенных паров от температуры жидкости можно считать постоянной - dFVdT const, (где Р - давление насыщенных паров жидкости, Т - ее температура), при температуре выше dP/tlT - несколько возрастает, исходя из величины необходимого кавитационного запаса давления устанавливают разность температур, обеспечивающую такой запас для донного состава гяз;; в области темпера ; тур от -15 до -f 0°С. Регулятор 15 из .-pяeт разность температур, контролируемых датчиками . 13 и 14. Температура П11ИДОННОГО слоя изменяется очень медленно, главным образом вследствие изменения температуры внешней среды. Температура жидкости на границе раздела фаз меняется более интенсивно, так как в емкости наблюдается динамически неустойчи- вое протекание процессов испарения и конденсации. Минимально допустимое значение разности температур должно обеспечить ка- витационный запас. Поэтому величину разности температур, задаваемой на уставке регулятора 15, следует выбирать несколько выше минимально допустимой разности температур с учетом тепловой инерции, т. е. зоны регулирования. Регулятор 15 работает в импульсном режиме. Сигнал на него от 5 датчиков 13 и 14 поступает через определенное установленное время, например 10 с. Установленная разность температур, при которой происходит включение нагревателей, и разность температур, при которой происходит их включение, не совпадают. 0 Разность этих величин составляет зону нечувствительности регулятора. Если при опросе регулятором датчиков разность температур находится в зоне нечувствительности, то регулятор 15 не выдает управ- ляющий сигнал. Если при опросе датчи- ков разность температур ниже установлен - ной минимальной разности, то регулятор 15 подает управляющий сигнал на электромагнитное реле 16, которое включает в работу нагреватель 10. Если при опросе 30 датчиков разность температур выше установленной максимально допустимой разности температур, то происходит отключение нагревателя.

В качестве регулятора может быть выбран двухпозиционный регулятор разности 35 температур. Разница в величине настройки срабатывания и размыкания таких регуляторов называется дифференциалом регуля- тора. Отечественной промышленностью серийно выпускаются регуляторы, контролирующие заданную разницу температур, - 40 и Т-48М.

Возможно также частичное отключение нагревательных элементов нагревателя или плавное регулирование работы нагревателя при использовании регулятора Т-48 в ка- 45 честве пропорционального регулятора (модификация регулятора).

Таким образом, при использовании предлагаемого способа повышается экономичность переливания сжиженных газов за 50 счет сокращения расхода энергии на нагрев.

Предотвращение перегрева жидкости и v, связанного с этим повышения давления в емкости увеличивает безопасность способа.

65

Формула изобретения

Способ переливания сжиженных газов по авт. св. № 1254240, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и безопасности, измеряют температуры паровой фазы и придонного слоя жидкой фазы в емкости и поддерживают разность этих температур путем изменения степеии подогрева части сжиженного газа, при этом соответствующее температуре паровой фазы давление насыщенных паров газа данного состава превыща- ет соответствующее температуре придонного слоя жидкой фазы давление насыщенных паров газа на величину кавита- ционного запаса насоса.

Изобретение позволяет обеспечить надежное и безопасное переливание сжиженных газов, преимущественно углеводородных, из емкости насосом при минимальных энергетических затратах на создание кавитационного запаса. Способ включает отбор части сжиженного газа из емкости, подогрев этой части на выходе потока газа из насоса в подогревателе и подачу ее в жидкой фазе в емкость с последующим распылением равномерно над зеркалом сжиженного газа через трубопроводы с переходом в паровую фазу. Температуры в паровом пространстве емкости (Т₁) и придонном слое жидкости (Т₂) измеряют соответственно датчиками и с помощью регулятора, управляющего работой электромагнитного реле, изменяют степень нагрева жидкости в нагревателе, чтобы обеспечить поддержание разности этих температур при условии, что соответствующее Т₁ давление насыщенных паров газа данного состава будет превышать соответствующее Т₂ давление насыщенных паров этого газа на величину кавитационного запаса насоса. 1 ил.

//

п / /

( 4 Ч /4 У1 xi/Nl xl/vJ/