Устройство для регулирования расхода одоранта

 

Изобретение относится к автоматическому регулированию расхода жидкости и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в процессе одоризации, где требуется пропорциональная подача одоранта в газ. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности и экономичности устройства. Устройство содержит расходную емкость с жидким одорантом и регулируемый нагреватель для превращения одоранта в парообразное состояние, при этом нагреватель выполнен в виде затопленного в нижней части расходной емкости рекуперативного теплообменника, вход которого подключен к горячему концу вихревого энергоразделителя, а выход - к горлу трубы Вентури, установленной в байпасной линии; на ответвлении трубопроводов подачи горячего газа в теплообменник и в байпасную линию установлен регулятор, выполненный в виде распределителя потока с сервоприводом, управляемым по сигналу от блока контроля и управления. Нижняя часть емкости подключена к выходу питающего насоса-дозатора, срабатывающего по сигналу от датчика, контролирующего уровень одоранта над поверхностью теплообменника, а верхняя часть емкости, над брызгоотделителем, - к трубе отвода паров одоранта, выход которой присоединен к утилизирующему эжектору смешения холодного и использованного горячего потоков, выходящих из вихревого энергоразделителя. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому регулированию расхода жидкости и может быть использовано, например, в процессе одоризации, где требуется пропорциональное разбавление газа одорантом.

Известны насосные, абсорбционные, эжекционные и капельные устройства для регулирования и расхода одоранта (см., например, Данилов А.А., Петров А.И. Газораспределительные станции. Санкт-Петербург: ОАО "Издательство "Недра", Санкт-Петербургский филиал, 1997, с. 66-75). Однако эти устройства имеют существенный недостаток, заключающийся в нарушении пропорциональности при изменении упругости паров, в частности широко применяемого этилмеркаптана. Кроме того, в большинстве вышеуказанных устройств используется проплавковая камера с клапаном, что в процессе эксплуатации нередко приводит к их неисправности по причине разгерметизации поплавка или засорения клапана.

Известно устройство для регулирования расхода одоранта (см. авторское свидетельство СССР N 138690, Класс 26 с., 10₀₂, 1960), содержащее расходную емкость с жидким одорантом и регулируемый нагреватель для превращения одоранта в парообразное состояние [прототип]. В известном устройстве интенсивность подогрева одоранта в зависимости от расхода одорируемого газа, предложено осуществлять, например, электрическим нагревателем, снабженным электроконтактным устройством, которое включает и отключает питание нагревателя. Это обстоятельство естественно снижает ресурс, эксплуатационную надежность и экономичность устройства в целом.

Целью предлагаемого изобретения является повышение ресурса, эксплуатационной надежности и экономичности устройства для регулирования расхода одоранта.

Это достигается тем, что нагреватель выполнен в виде затопленного в нижней части расходной емкости рекуперативного теплообменника, вход которого подключен к горячему концу вихревого энергоразделителя, а выход - к горлу трубы Вентури, установленной в байпасной линии. При этом на ответвлении трубопроводов подачи горячего газа в теплообменник и в байпасную линию установлен регулятор, выполненнный в виде распределения потока с сервоприводом, управляемым по сигналу от блока контроля и управления. Нижняя часть емкости подключена к выходу питающего насоса-дозатора, срабатывающего по сигналу от датчика, контролирующего уровень одоранта над поверхностью теплообменника, а верхняя часть емкости над брызгоотделителем подключена к трубе отвода паров одоранта, выход которой присоединен к утилизирующему эжектору смешения холодного и использованного горячего потоков, выходящих из вихревого энергоразделителя.

На прилагаемом чертеже представлена пневмогидравлическая схема устройства для регулирования расхода одоранта.

Гидросистема устройства последовательно по потоку одоранта состоит из основной емкости 1, крана 2, фильтра тонкой очистки 3, питающего насоса-дозатора 4, снабженного пневмоэлектроклапаном двойного действия 5, обеспечивающим подачу управляющего газа в насос-дозатор 4, на линии всасывания которого установлен обратный клапан 6, а линия нагнетания, через обратный клапан 7 подключена к нижней части расходной емкости 8, где установлен рекуперативный (например, трубчатый) теплообменник 9. При этом насос-дозатор 4 срабатывает посредством клапана 5 по сигналу от датчика 10, контролирующего уровень одоранта над поверхностью теплообменника 9.

Пневмосистема устройства последовательно по потоку газа состоит из входного трубопровода 11 с краном 12, через которые высоконапорный газ подается на вход вихревого энергоразделителя 13 (представляющий собой вихревую трубу Ранка-Хилша). Горячий конец 14 энергоразделителя 13 пристыкован к распределителю потока 15 с сервоприводом 16, управляемым по сигналу от измерителя расхода одорируемого газа, входящего в состав блока контроля и управления 17. Распределитель потока 16 перераспределяет поток горячего газа, выходящего из энергоразделителя потока 13 на два потока: один - на вход в теплообменник 9, другой - в байпасную линию 18, где установлена труба Вентури 19, в горло которой сбрасывается использованный в теплообменнике 9 горячий поток газа. Верхняя часть расходной емкости 8 над брызгоотделителем 20 подключена к трубе отвода паров одоронта (паропроводу) 21, выход которой присоединен к утилизирующему эжектору 22 смешения холодного 23 и использованного горячего потоков, выходящих из энергоразделителя потока 13.

Устройство для регулирования расхода одоранта работает следующим образом (например, при использовании устройства в качестве одоризатора природного газа на выходе газораспределительной станции - далее ГРС).

Перед работой устройства необходимо заполнить гидросистему одорантом для чего в ручном режиме сработать насосом-дозатором 4 несколько раз до заполнения расходной емкости 8, приблизительно до уровня размещения брызгоотделителя 20, после чего, на пусковом режиме работы ГРС, снять характеристику g=f (α, t), т.е. доли весового расхода одоранта относительно объемного расхода одорируемого газа в зависимости от величины рабочего хода (или угла поворота α) сервопривода 16 распределителя 15, и затем ввести эту характеристику (с учетом изменения температуры t высоконапорного газа на входе в энергоразделитель 13) в программу блока контроля и управления 17. После этих операций устройство переключается на работу в автоматичическом режиме. Управление устройством осуществляется срабатыванием сервопривода 16 (например, электропривода) по сигналу от измеряемой величины расхода одорируемого газа на ГРС (блок контроля и управления 17). При этом в процессе опорожнения расходной емкости 8 с одорантом до контрольного уровня по сигналу от датчика 10, посредством блока контроля и управления 17 клапан 5 срабатывает несколько раз, например до 90% заполнения объема расходной емкости 8.

При увеличении расхода одорируемого природного газа через ГРС (что фиксируется в блоке контроля и управления 17) распределитель потока 15 срабатывает в сторону открытия потока горячего газа в теплообменник 9, что увеличивает тепловой поток в жидкий слой одоранта и (с учетом температурной коррекции) пропорционально увеличивает его парообразование. При уменьшении расхода одорируемого газа распределитель потока 15 срабатывает в обратном порядке. Таким образом, обеспечивается достаточная точность регулирования подачи одоронта в газопровод.

С другой стороны, предложенное устройство имеет единственный узел - насос-дозатор, содержащий подвижные части и имеющий простую конструкцию; остальные элементы в большинстве своем штатные гостированные, как-то: краны, обратные клапаны, электропневмоклапан двойного действия, датчик уровня (давления), микропроцессорный блок контроля и управления и пр., что обуславливает его надежность в работе. А использование даровой энергии в виде перепада давления от входа до выхода вихревого энергоразделителя обеспечивает экономичность устройства в целом.

Таким образом, достигается главная цель предлагаемого изобретения - повышение ресурса, эксплуатационной надежности и экономичности для регулирования расхода одоранта.

Формула изобретения

Устройство для регулирования расхода одоранта, содержащее емкость с жидким одорантом и регулируемый нагреватель для превращения одоранта в парообразное состояние, отличающееся тем, что нагреватель выполнен в виде затопленного в нижней части расходной емкости рекуперативного теплообменника, вход которого подключен к горячему концу вихревого энергоразделителя, а выход - к горлу трубы Вентури, установленной в байпасной линии сброса части горячего газа в обвод теплообменника, для чего горячий конец энергоразделителя пристыкован к регулятору, выполненному в виде распределителя потока с сервоприводом, управляемым по сигналу от блока контроля и управления, причем нижняя часть емкости подключена к выходу питающего насоса-дозатора, срабатывающего по сигналу от датчика, контролирующего уровень одоранта над поверхностью теплообменника, а верхняя часть емкости, над брызгоотделителем, подключена к трубе отвода паров одоранта, выход которой присоединен к утилизирующему эжектору смешения холодного и использованного горячего потоков, выходящих из вихревого энергоразделителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1