Автоматический газоредуцирующий пункт

Изобретение относится к технике распределения природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам редуцирования газа, и может быть использовано для снабжения населенных пунктов, промышленных объектов и отдельных потребителей природным газом от магистральных газопроводов. Автоматический редуцирующий пункт содержит закрепленные на общей раме блоки редуцирования и подогревателя газа в металлических шкафах, разделенных воздушным промежутком и соединенных герметичными воздуховодами, редуцирующие линии, теплообменники, термоэлектрический преобразователь, блоки стабилизации, регулятор подачи газа, детандер с встроенным электрогенератором, датчик давления и температуры газа, идентификатор, датчики взлома, контроллер и блок передачи информации. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства посредством передачи показаний технологических параметров и принятия оперативных мер по обеспечению надежного газоснабжения и независимость функционирования устройства от погодных условий. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике распределения природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам редуцирования газа, и может быть использовано для снабжения населенных пунктов, промышленных объектов и отдельных потребителей природным газом от магистральных газопроводов.

Известна полезная модель, содержащая газоредуцирующее устройство с входным и выходным трубопроводами, датчики давления, загазованности и открытия дверей, контроллер сотовой связи, блок установки превышения технологических пределов, солнечную батарею, адаптер и аккумулятор (Патент RU на полезную модель 116199 U1, кл. F17D 1/04, опубл. 20.05.2012).

Недостатком полезной модели является зависимость функционирования устройства от погодных условий при использовании солнечных батарей и отсутствии подогрева газа, что снижает надежность газоснабжения.

Известен автоматический редуцирующий пункт РП-10, состоящий из редуцирующей части и подогревателя газа, расположенных в металлическом шкафу, причем редуцирующая часть содержит две линии, одинаковые по настройке и оборудованию, каждая линия содержит фильтр, регулятор давления, отсекатель, предохранительный и сбросной клапаны, подогреватель газа представляет собой камеру сгорания, в которой установлена газовая горелка инфракрасного излучения и теплообменник в виде отрезка трубопровода (Крошко А.Н. Автономные энергоустановки на газопроводах. - М.: «Недра», 1983 г., стр. 81-89).

Устройство имеет невысокую надежность при расположении подогревателя газа и блока редуцирования в одном шкафу и большое время принятия оперативных мер по обеспечению надежного газоснабжения ввиду отсутствия оперативной передачи информации о технологических параметрах работы устройства.

Известно устройство для распределения газа, содержащее отсечную, запорную арматуру, технологический фильтр, блок редуцирования, установленный на входном коллекторе высокого давления, включающий несколько ступеней редуцирования с последовательным расположением регуляторов давления (Патент RU 2088838 С1, кл. F17D 1/04, опубл. 27.08.1997).

Данное устройство также не обеспечено узлом подогрева газа, что снижает надежность газоснабжения и независимость функционирования устройства от погодных условий.

Наиболее близким к заявляемому устройству является автоматический газоредуцирующий пункт, содержащий закрепленные на общей раме блоки редуцирования и подогревателя газа в металлических шкафах, разделенных воздушным промежутком и соединенных герметичными воздуховодами, прикрепленными одним концом к металлическому плоскому коробу, блок редуцирования содержит параллельно включенные редуцирующие линии, каждая из которых имеет фильтр, два последовательно установленных регулятора давления, элементы защиты от превышения давления и сбросной клапан, подогреватель газа содержит теплообменник подогрева газа с газовой горелкой и дополнительный теплообменник, выполненный в виде металлического плоского короба, расположенного вдоль боковой стенки шкафа подогревателя газа (Патент RU на полезную модель 68648 U1, кл. F17D 1/05, опубл. 27.11.2007).

Недостаток устройства состоит в отсутствии передачи технологических параметров для принятия оперативных мер по обеспечению надежного газоснабжения и зависимости функционирования устройства от погодных условий, что снижает надежность работы устройства.

Задача изобретения направлена на создание устройства автоматического газоредуцирующего пункта, обеспечивающего повышение надежности работы устройства посредством передачи технологических параметров и принятия оперативных мер по обеспечению надежного газоснабжения, а также независимость функционирования устройства от погодных условий.

Техническим результатом является повышение надежности работы устройства посредством передачи технологических параметров и принятия оперативных мер по обеспечению надежного газоснабжения, а также независимость функционирования устройства от погодных условий.

Для достижения технического результата в автоматический газоредуцирующий пункт, содержащий закрепленные на общей раме блоки редуцирования и подогревателя газа в металлических шкафах, разделенных воздушным промежутком и соединенных герметичными воздуховодами, прикрепленными одним концом к металлическому плоскому коробу, блок редуцирования содержит параллельно включенные редуцирующие линии, каждая из которых имеет фильтр, два последовательно установленных регулятора давления, элементы защиты от превышения давления и сбросной клапан, подогреватель газа содержит теплообменник подогрева газа с газовой горелкой и дополнительный теплообменник, выполненный в виде металлического плоского короба, расположенного вдоль боковой стенки шкафа подогревателя газа, дополнительно в шкафу блока подогревателя газа установлен термоэлектрический преобразователь, прикрепленный к дымовой трубе камеры сгорания, выход которого через первый блок стабилизации подключен к источнику автономного питания со встроенным аккумулятором резервного питания, в шкафу блока редуцирования дополнительно установлены последовательно соединенные фильтр, регулятор подачи газа, детандер с встроенным электрогенератором и второй блок стабилизации, подключенный к источнику автономного питания, управляющий вход регулятора подачи газа подключен к датчику давления в сети низкого давления, датчик температуры газа подключен к регулятору подачи газа на газовую горелку камеры сгорания, идентификатор доступа соединен с датчиками взлома и контроллером, к которому подключены выходы датчика давления, датчика температуры и встроенного датчика перепада давлений входного фильтра, выход контроллера подключен к блоку передачи информации.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид автоматического газоредуцирующего пункта, на фиг. 2 представлена структурная схема блока редуцирования и блока подогревателя газа.

Автоматический газоредуцирующий пункт (фиг. 1) состоит из блока редуцирования 1 и подогревателя газа 2, закрепленных на общей раме 3 в двух металлических шкафах. Для достижения безопасности работы шкафы отделены друг от друга воздушным промежутком величиной 100 мм.

Шкафы имеют внутреннюю теплоизоляцию. В шкафу блока редуцирования (фиг. 2) расположены две параллельные рабочие линии, одинаковые по производительности, и линия детандера. Каждая линия имеет фильтры 4, два последовательно установленных редуктора 5 давления и регулятора 6 давления второй ступени.

Элементы защиты от превышения давления расположены на отдельных участках редуцирующих линий. Между фильтром и редуктором расположен отсекатель 7, соединенный через дроссель 11 с выходом регулятора давления 6. Между регуляторами давления подключен предохранительный клапан 8. На выходе редуцирующих линий установлен сбросной клапан 9 для отвода в атмосферу излишнего количества газа через свечу 10.

В шкафу подогревателя газа расположены камера сгорания 12 с газовой горелкой 13 и два теплообменника - теплообменник для подогрева газа 14 и теплообменник для подогрева воздуха 15. Камера сгорания 12 представляет собой прямоугольную замкнутую полость с дымовой трубой 16, выведенной из металлического шкафа. В камере сгорания 12 расположена газовая горелка 13. Для регулирования подачи газа и контроля пламени к газовой горелке 13 подключен электромагнитный клапан 17.

Теплообменник для подогрева газа 14 представляет собой отрезок трубопровода, расположенного вдоль одной из стенок металлического шкафа, а также вокруг дымовой трубы 16 камеры сгорания 12. Дополнительный теплообменник для нагрева воздуха 15 представляет собой плоский металлический короб в виде параллелепипеда. Этот теплообменник установлен между боковой стенкой шкафа подогревателя газа 2 и камерой сгорания 12.

Шкафы подогревателя газа 2 и блока редуцирования 1 соединены двумя воздуховодами 18. Один конец воздуховодов 18 герметично приварен к плоскому коробу дополнительного теплообменника 15 и выведен через отверстия в боковой стенке шкафа подогревателя газа. Другой конец воздуховодов 18 через отверстия в боковой стенке выведен в шкаф блока редуцирования 1.

На входе подогревателя газа установлен кран 19 и входной фильтр 20 со встроенным датчиком перепада давлений на для подачи редуцируемого газа в теплообменник 14.

На трубопроводах редуцирующих линий установлены краны и вентили для подключения линии и отдельных ее элементов, а также обслуживания этих линий. Для контроля давления на выходе редуцирующих линий подключен манометр 21.

В шкафу подогревателя газа 2 установлен термоэлектрический преобразователь 22, прикрепленный к дымовой трубе 16 камеры сгорания 12. Выход термоэлектрического преобразователя 22 через первый блок стабилизации 23 подключен к источнику автономного питания 24 со встроенным аккумулятором резервного питания.

Линия детандера представляет собой соединенные последовательно фильтр 4, регулятор подачи газа 25, детандер с встроенным электрогенератором 26 и второй блок стабилизации 27, подключенный к источнику автономного питания 24 со встроенным аккумулятором резервного питания. Управляющий вход регулятора подачи газа 25 подключен к датчику давления 28 в сети низкого давления.

Датчик температуры газа 29 в сети низкого давления газа подключен к регулятору подачи газа 30 на газовую горелку 13 камеры сгорания 12.

Идентификатор доступа 31 по линии связи соединен с датчиками взлома 32 и контроллером 33, к которому также подключены выходы датчика давления 28, датчика температуры 29 в сети низкого давления газа и встроенного датчика перепада давлений входного фильтра 20.

Выход контроллера 33 подключен к блоку передачи информации 33, который через антенну 34 передает информацию о работе автоматического редуцирующего пункта на диспетчерский пункт газораспределительной организации.

Устройство работает следующим образом.

Газ высокого давления по трубопроводу подают в подогреватель газа 2, где осуществляется общий подогрев редуцируемого газа с целью исключения гидратообразования. Кран 19 на входе устройства открыт и газ через входной фильтр 20 со встроенным датчиком перепада давлений поступает в теплообменник 14, где происходит нагрев газа посредством газовой горелки 13, расположенной в камере сгорания 12. Питание газовой горелки 13 в камере сгорания 12 производится через электромагнитный клапан 17 и регулятор подачи газа 30, который изменяет величину расхода газа в зависимости от температуры газа в сети низкого давления, измеряемой датчиком температуры газа 29.

Продукты сгорания через дымовую трубу 16 выводятся в атмосферу. Нагретый газ поступает на вход редуцирующих линий, причем редуцирование осуществляют одной линией, при этом вторая линия находится в резерве. Редуцирующая линия осуществляет снижение давления газа до заданного уровня. В фильтре 4 газ подвергается очистке от механических примесей, проходит через отсекатель 7 и поступает к редуктору 5, где давление снижается до 6 кг/см2. Далее газ поступает к регулятору 6, снижающему давление до заданного значения. Визуально давление можно контролировать по манометру 21. После регулятора давления 6 газ проходит в выходной трубопровод и поступает потребителю. Элементы защиты от превышения давления срабатывают при увеличении давления на отдельных участках редуцирующих линий. Отсекатель 7 контролирует давление газа на выходе редуцирующих линий через дроссель 11. При увеличении давления на выходе выше допустимого предела отсекатель 7 срабатывает и перекрывает проход газа в редуцирующую линию. Предохранительный клапан 8 контролирует давление газа на выходе редуктора 5. При увеличении давления выше допустимого предохранительный клапан 8 сбрасывает газ в импульсную линию отсекателя 7, который срабатывает и перекрывает поступление газа в неисправную редуцирующую линию. Сбросной клапан 9 срабатывает при превышении выходного давления газа и сбрасывает излишнее количество газа через свечу 10 в атмосферу при неисправной редуцирующей линии в случае отказа отсекателя 7, а также утечки газа при отключении редуцирующей линии.

Обогрев шкафа блока редуцирования 1 осуществляют от дополнительного теплообменника 15, расположенного в шкафу подогревателя газа 2. В металлическом коробе за счет высокой температуры в шкафу подогревателя газа 2 происходит нагрев воздуха до температуры порядка 80°С, поступающего по воздуховоду 18 в шкаф блока редуцирования 1. Холодный воздух из шкафа блока редуцирования 1 также по воздуховоду поступает в металлический короб дополнительного теплообменника 15, где нагревается. Таким образом, происходит воздухообмен охлажденного и нагретого воздуха в шкафу блока редуцирования и подогревателя газа, нагревая воздух в шкафу блока редуцирования до необходимого значения. При этом невозможно попадание газа при утечке из блока редуцирования 1 в камеру сгорания подогревателя газа 2, содержащую газовую горелку, что исключает взрывоопасную ситуацию.

Избыточное тепло в подогревателе газа 2 посредством термоэлектрического преобразователя 22 преобразуется в электрическое напряжение. Величина полученного напряжения стабилизируется на требуемом значении с помощью первого блока стабилизации 23. Полученное таким образом электрическое напряжение заряжает источник автономного питания 24 со встроенным аккумулятором резервного питания.

В качестве резервного питания используется избыточное давление газа, подаваемого через фильтр 4 и регулятор подачи газа 25 на детандер с встроенным электрогенератором 26. Полученное электрическое напряжение стабилизируется вторым блоком стабилизации 27 и используется для заряда источника автономного питания 24 со встроенным аккумулятором резервного питания. Величина давления газа в сети низкого давления измеряется датчиком давления 28, который через регулятор подачи газа 25 управляет потоком газа через детандер с встроенным электрогенератором 26.

Для контроля санкционированного доступа к устройству применяется идентификатор доступа 31, представляющий собой считыватель электронной карты, в случае несанкционированного доступа к устройству срабатывают датчики взлома 32.

Контроллер 33 обеспечивает сбор сигналов с датчика давления 28, датчика температуры 29 в сети низкого давления газа, встроенного датчика перепада давлений входного фильтра 20, идентификатора доступа 31 и датчиков взлома 32. Эти сигналы через блок передачи информации 34 с антенной 35 передаются на диспетчерский пункт газораспределительной организации для принятия оперативных мер по обеспечению надежного газоснабжения. Применение питания элементов устройства от избыточного тепла посредством термоэлектрического преобразователя 22 и давления с помощью детандера с встроенным электрогенератором 26 обеспечивает независимость функционирования устройства от погодных условий.

Такое техническое решение обеспечивает повышение надежности работы устройства посредством передачи технологических параметров и принятия оперативных мер по обеспечению надежного газоснабжения, а также независимость функционирования устройства от погодных условий.

Автоматический газоредуцирующий пункт, содержащий закрепленные на общей раме блоки редуцирования и подогревателя газа в металлических шкафах, разделенных воздушным промежутком и соединенных герметичными воздуховодами, прикрепленными одним концом к металлическому плоскому коробу, блок редуцирования содержит параллельно включенные редуцирующие линии, каждая из которых имеет фильтр, два последовательно установленных регулятора давления, элементы защиты от превышения давления и сбросной клапан, подогреватель газа содержит теплообменник подогрева газа с газовой горелкой и дополнительный теплообменник, выполненный в виде металлического плоского короба, расположенного вдоль боковой стенки шкафа подогревателя газа, отличающийся тем, что дополнительно в шкафу блока подогревателя газа установлен термоэлектрический преобразователь, прикрепленный к дымовой трубе камеры сгорания, выход которого через первый блок стабилизации подключен к источнику автономного питания со встроенным аккумулятором резервного питания, в шкафу блока редуцирования дополнительно установлены последовательно соединенные фильтр, регулятор подачи газа, детандер с встроенным электрогенератором и второй блок стабилизации, подключенный к источнику автономного питания, управляющий вход регулятора подачи газа подключен к датчику давления в сети низкого давления, датчик температуры газа подключен к регулятору подачи газа на газовую горелку камеры сгорания, идентификатор доступа соединен с датчиками взлома и контроллером, к которому подключены выходы датчика давления, датчика температуры и встроенного датчика перепада давлений входного фильтра, выход контроллера подключен к блоку передачи информации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Устройство содержит выполненный в виде полого цилиндра корпус 1 с, по меньшей мере, одним отверстием 2.

Изобретение относится к способу уменьшения адгезии газовых гидратов к внутренней поверхности тракта и сопутствующего оборудования, транспортирующих или перерабатывающих поток флюида при поисках и добыче нефти и газа, в нефтепереработке и/или нефтехимии, в результате снабжения внутренней поверхности тракта слоем покрытия, характеризующимся статическим краевым углом смачивания для покоящейся капли воды на слое покрытия, в воздухе, большим чем 75°, в условиях окружающего воздуха согласно измерению в соответствии с документом ASTM D7334-08, где упомянутый слой покрытия содержит алмазоподобный углерод (АПУ), содержащий доли одного или нескольких компонентов, выбираемых из группы, состоящей из кремния (Si), кислорода (О) и фтора (F).

Изобретение относится к области газоснабжения и использования сжиженного углеводородного газа, а именно к части безгидратного редуцирования в дросселирующих устройствах, и может найти применение в системах снабжения сжиженным углеводородным газом конечного потребителя.

Изобретение относится к нефтяной и нефтехимической промышленности и может быть использовано в качестве подогревателей трубопроводов, предназначенных для транспортировки высоковязких продуктов, в частности для транспортировки нефти и нефтепродуктов.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и предназначен для снижения высокого переменного давления газа и поддержания выходного давления на заданном уровне.

Изобретение относится к устройствам, предотвращающим замерзание системы отопления здания. .

Изобретение относится к области энергетики, в частности к предотвращению гидратообразования в природном газе перед его редуцированием, например, на входе газораспределительной станции(ГРС).

Изобретение относится к газонефтяной промышленности и может быть использовано в процессах промысловой и заводской обработки углеводородного газа, в частности, при охлаждении сырого углеводородного газа после дожимных компрессоров перед последующей осушкой и подготовкой к транспорту.

Изобретение относится к области добычи природного газа, в частности к области предупреждения гидратообразования в системах промыслового сбора газа преимущественно в условиях Крайнего Севера. Технический результат - оптимизация расхода ингибитора гидратообразования и повышение надежности эксплуатации промысловых систем сбора газа. По способу в шлейф подают ингибитор гидратообразования. Для определения начала процесса гидратообразования измеряют температуру газа на устье скважины, фактическую температуру газа на выходе из шлейфа и температуру окружающей среды. Вычисляют по детерминированной модели некоторое расчетное значение температуры газа. Принимают его за базовое значение и в режиме реального времени сравнивают фактическое значение температуры на выходе из шлейфа с базовым значением. Дополнительно в режиме реального времени измеряют давление на устье скважины и на выходе из шлейфа. За базовое значение температуры принимают теоретическое расчетное значение температуры гидратообразования. При уменьшении фактической температуры на выходе из шлейфа до значений ниже базового значения сравнивают текущее значение давления на выходе из шлейфа со значением, полученным в предыдущем измерительном цикле, и текущее значение давления на устье скважины со значением, полученным в предыдущем измерительном цикле. Если это давление на устье возросло на некоторую величину, а давление на выходе из шлейфа одновременно уменьшилось на некоторую величину, конкретные значения которых определяют по когнитивной модели для данного шлейфа, и эта динамика сохраняется в течение времени, также определяемого по когнитивной модели, то диагностируют начало процесса гидратообразования. Вначале увеличивают подачу ингибитора в шлейф. Если значения давления на устье скважины и выходе шлейфа не выходят за установленные когнитивной моделью пределы изменения, то корректируют теоретическое расчетное значение температуры гидратообразования по когнитивной модели. При этом теоретическое расчетное значение температуры гидратообразования определяют по детерминированной модели, задаваемой аналитическим выражением. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Изобретение относится к технике распределения природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам редуцирования газа, и может быть использовано для снабжения населенных пунктов, промышленных объектов и отдельных потребителей природным газом от магистральных газопроводов. Автоматический редуцирующий пункт содержит закрепленные на общей раме блоки редуцирования и подогревателя газа в металлических шкафах, разделенных воздушным промежутком и соединенных герметичными воздуховодами, редуцирующие линии, теплообменники, термоэлектрический преобразователь, блоки стабилизации, регулятор подачи газа, детандер с встроенным электрогенератором, датчик давления и температуры газа, идентификатор, датчики взлома, контроллер и блок передачи информации. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства посредством передачи показаний технологических параметров и принятия оперативных мер по обеспечению надежного газоснабжения и независимость функционирования устройства от погодных условий. 2 ил.

Наверх