Устройство для регулирования давления газа Советский патент 1979 года по МПК G05D16/00 

t.

Изобретение относится к области регулирования давления газа и может быть нспользовано, например, в газовой промышленности на газораспределительных станциях (ГРС) большой пропускной способности.

Известны регуляторы давления, включающие вихревую трубу в качестве составной части одного из узлов (датчика давления, командного устройства, исполнительного механизма и т.д.) |1.

Подобные устройства имеют тот недостаток, что наличие в газе компонентов, способных к конденсации (например, влаги, высших углеводородов и т.д.) приводит при дросселировании газа к выпадению влаги и кристаллогидратов. Это влечет за собой нарушение нормальной работы регуляторов давления.Указанные недостатки устранены в устройствах для регулировани давления, включаюш.их в себя узел подогрева газа.

Из подобных устройств наиболее близким по техническому решению является устройство для регулирования давления газа, содержащее последовательно установленные на газопроводе нагреватель и регулирующий клапан, и дроссе.чь, выполненный, например

В виде вихревой трубы, вход которой соединен с газопроводом до нагревателя 2.

Однако практика показывает, что наличие узла подогрева газа и разгрузочного дросселя не является гарантией надежности работы ГРС. Например, при больших отборах газа потребителем в холодное время года MouwocTb узла ойщего подогрева газа не обеспечивает заданное повышение температуры газа, что приводит к недопустимому снижению температуры и, как следствие, выпадению влаги и кристаллогидратов в регулирующем клапане и газопроводе. Наличие гидратов в технологических линиях регуляторов давления влечет за собой резкое ухудшение эксплуатационных характеристик ГРС. Применение ингибиторов для предотвращения гидратообразования приводит к весьма значительному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат.

Целью изобретения является повышение надежности регулятора давления и сокращение энергетических затрат при регулировании давления газа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит сепаратор, вход которого соединен с выходом нагретого потока газа вихревой трубы, а выход - с выходом охлажденного потока газа вихревой трубы и газопроводом после регулирующего клапана, а также тем, что оно содержит установленный на регулирующем клапане теплообменник, через который выход сепаратор а может быть соединен с выходом охлажденного потока газа вихревой трубы. На фиг. 1 представлена схема устройства для регулирования давления газа. Устройство состоит из установленного на газопроводе 1 нагревателя 2, регулирующего клапана 3 и дросселя 4, выполненного в виде вихревой трубы, вход которой соединен с газопроводом патрубком 5 до нагревателя, а также сепаратора 6, вход которого соединен с выходом нагретого потока газа из вихревой трубы патрубком 7, а выход с выходом охлажденного потока газа из вихревой трубы патрубком 8, 9 и газопроводом после регули; рующего клапана. На фиг. 2 представлена схема устройства для регулирования давления газа с введенным теплообменником 10, позволяющим устранить нагреватель и избежать образование гидратов в регулирующем клапане 3. Работа устройства, представленного на фиг. 1, происходит следующим образом. Исходный поток газа, поступающий с температурой О-5°С по газопроводу 1, разделяется на две части: большая часть () направляется в нагреватель 2 и из него, подогретая на , подается в регулирующий клапан 3, в котором и происходит редуцирование газа до заданного давления, при этом температура газа после редуцирования превышает температуру начала гидратообразования. Меньшая часть исходного потока газа (40%) через патрубок 5 направляется в вихревую трубу 4, где после ДрШсгёлирйеакия разделяется на две части: охлажденныйосушенный и нагретый-газожидкостный потоки. Охлажденный поток выводится из вихревой трубы через патрубок 8; нагретый газожидкостный поток, температура которого выше температуры гидратообразования, выводится из вихревой трубы через патрубок 7 и направляется в сепаратор 6 для отделения капельной жидкости. После сепаратора оба потока (нагретый и охлажденный) объеди.няются и по патрубкам 8 и 10 поступают в газопровод 1 за регулирующим клапаном 3. Работа устройства; представленного на фиг. 2, происходит следующим образом. Исходный поток газа, поступающий с температурой разделяется на две части: большая часть (60%) направляется в регулирующий, клапан 3 и редуцируется в нем до заданного давления. Меныдая часть (40%) через патрубок 5 направляется в вихревую трубу 4 и разделяется в ней на Два потока: охлажденный - осушенный и нагретый - газожидкостный. Нагретый газожидкостный поток, температура которого превышает температуру на-, чала гидратообразования, вьшодится из вихревой трубы через патрубок 7 и направляется для отделения капельной жидкости в сепаратор 6. Из сепаратора нагретый газовый поток поступает во внешний контур теплообменника 9, установленного на регулирующем клапане 3. Следует отметить, что характерные -для ГРС значительные перепады давления до и после редуцирующего устройства обеспечивают интенсивное температурное разделение |:аза в вихревой трубе и, таким образом, эффективный подогрев регулируюш,его клапана 3 до температур выше начала гидратообразования. На выходе из теплообменника нагретый поток по патрубку 10 подается в газопровод 1, туда же поступает по патрубку 8 и охлажденный поток газа из вихревой трубы. Формула изобретения 1.Устройство для регулирования давления газа, содержащее последовательно установленные на газопроводе нагреватель и регулирующий клапан, дроссель, выполненный. Например в виде вихревой трубы, вход крторой соединен с газопроводом до нагревателя, отличающеесятеы, что, с целью повышения надежности работы регулятора давления и сокращения энергетических затрат, оно содержит сепаратор, вход которого соединен с выходом нагретого потока газа из вихрерой трубы, а выход с выходом охлажденного потока газа из внхревой трубы и газопроводом после регулирующего клапана. 2.Устройство rio п. 1, отличающееся тем, что оно содержит установленный на регулирующем клапане теплообменник, через, который выход сепаратора соедиНен-с выходом охлажденного потока газа из вихревой трубы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 224231, кл. G 05 D 16/10, 1968. , 2.Правила технической эксплуатации магистральных газопроводов, §31.3, 31.9,32.11. Л., «Недра, 1973.

д

bJ

fo

.4wyL.

1fi