Установка подготовки импульсного газа для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов

Полезная модель относится к транспортированию природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам для подготовки импульсного газа, используемого в пневматических приводах запорно-регулирующих устройств на перекачивающих и дожимных газокомпрессорных станциях. Установка подготовки импульсного газа для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов, включающая систему трубопроводов, систему электрооборудования, блок автоматического управления, систему очистки газа, систему регенерации с, по крайней мере, двумя регенерируемыми адсорберами, имеющими наружный электрообогрев, узел замера влажности (точки росы) импульсного газа и запорную арматуру. Установка дополнительно содержит датчик давления газа в системе регенерации адсорберов и датчик разности давления газа на входе и выходе из установки, подключенные к блоку автоматического управления. Предлагаемая установка подготовки импульсного газа может эффективно и надежно работать при изменении условий работы (рабочего давления, длительных простоях, постоянный безостановочный режим работы) в различных климатических условиях, обеспечивая необходимую осушку и очистку природного газа, подаваемого в пневмосистемы объектов газовой промышленности.

Полезная модель относится к транспортированию природного газа по трубопроводам, а именно к устройствам для подготовки импульсного газа, используемого в пневматических приводах запорно-регулирующих устройств на перекачивающих и дожимных газокомпрессорных станциях.

Известно, что специфика эксплуатации запорно-регулирующей арматуры на газокомпрессорных станциях магистральных газопроводов требует особенно тщательной очистки от влаги и механических частиц отбираемого из газопровода природного газа, который направляется в приводы с пневматической или пневмогидравлической системой управления запорно-регулирующих устройств.

Известна установка подготовки импульсного газа для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов, включающая систему трубопроводов, систему электрооборудования, блок автоматического управления, систему очистки газа, систему регенерации с, по крайней мере, двумя регенерируемыми адсорберами, имеющими наружный электрообогрев, узел замера влажности (точки росы) импульсного газа и запорную арматуру (патент РФ 36484, МПК F17D 1/00, F17D 3/00, публикация 2004 г.).

К недостаткам установки относится то, что отсутствует обратная связь о качестве осушки (влажности) импульсного газа на выходе установки, переключение адсорберов производится по времени и не зависит от фактического насыщения адсорбента. Это может привести либо к слишком частому переключению адсорберов, что повлечет большие потери электроэнергии и потери газа на периодические продувки, либо к выдаче потребителям некачественно осушенного импульсного газа, в случае если установка работает в нерасчетном режиме.

Известна установка подготовки импульсного газа (УПИГ) для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов, включающая систему трубопроводов, систему электрооборудования, блок автоматического управления и подключенный к транспортному газопроводу природного газа блок осушки и очистки газа, содержащий водомаслоотделитель, промежуточный углеродный фильтр, систему регенерации с, по крайней мере, двумя регенерируемыми адсорберами, имеющими наружный электрообогрев, концевой фильтр и запорную шаровую электроуправляемую арматуру, при этом на выходном трубопроводе установки установлен подключенный к блоку автоматического управления узел замера влажности (точки росы) импульсного газа (патент РФ 74188, МПК F17D 1/00, F17D 3/00, публикация 2008 г.).

К недостаткам известной установки относится отсутствие возможности контроля давления, подаваемого на продувку адсорберов, и возможности оперативной оценки перепада газа на УПИГ, что может привести к большим потерям газа, к некачественной регенерации адсорберов и возникновению аварийной ситуации.

Задачей настоящей полезной модели является повышение экономичности и надежности работы установок подготовки импульсного газа для пневматических приводов запорно-регулирующей арматуры газоперекачивающих станций магистральных газопроводов природного газа и других объектов газовой промышленности.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.

Установка подготовки импульсного газа для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов, включающая систему трубопроводов, систему электрооборудования, блок автоматического управления, систему очистки газа, систему регенерации с, по крайней мере, двумя регенерируемыми адсорберами, имеющими наружный электрообогрев, узел замера влажности (точки росы) импульсного газа и запорную арматуру. Установка дополнительно содержит датчик давления газа в системе регенерации адсорберов и датчик разности давления газа на входе и выходе из установки, подключенные к блоку автоматического управления.

Система очистки газа содержит последовательно установленные по ходу газа водомаслоотделитель, углеродный фильтр и фильтр тонкой очистки от механических частиц.

В качестве запорной арматуры используют электроуправляемые краны, подключенные к блоку автоматического управления.

Для переключения адсорберов в системе регенерации установлен трехходовой электроуправляемый кран.

Для продувки адсорберов во время регенерации в системе регенерации установлены электромагнитный клапан и регулирующий вентиль.

Система очистки газа содержит один электроуправляемый кран и два обратных клапана.

Блок автоматического управления содержит информационную панель, на которую выводится текущее значение влажности (точки росы) импульсного газа, давление газа в системе регенерации и разность давления газа на входе и выходе из установки.

Установка может быть закреплена на жестком каркасе.

Установка может быть размещена в транспортабельном контейнере.

Стенки контейнера могут быть выполнены с теплоизоляцией.

Контейнер может содержать обогревательное устройство и датчик температуры, подключенные к блоку автоматического управления.

Контейнер может содержать систему контроля загазованности и охранно-пожарную сигнализацию.

Контейнер может содержать вентиляционное устройство.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема установки подготовки импульсного газа для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов; на фиг. 2 - контейнер с установкой, вид сбоку; на фиг. 3 - то же, вид в плане.

Установка подготовки импульсного газа содержит трубопровод 1, подключенный на входе в установку к магистральному газопроводу, а на выходе установки к потребителям природного газа. На трубопроводе 1 установлены последовательно по ходу газа электроуправляемый кран 2 и невозвратный клапан 3. Установка включает в себя последовательно подключенные к входу трубопровода 1 водомаслоотделитель 4, углеродный фильтр 5, два параллельно подключенных адсорбера 6 и 7 и фильтр тонкой очистки от механических частиц 8, соединенный с трубопроводом 1 после установленного на нем невозвратного клапана 3. Фильтр тонкой очистки от механических частиц 8 сообщен с адсорберами 6 и 7 через невозвратные клапаны 9 и 10 соответственно, а с трубопроводом 1 через невозвратный клапан 11. Водомаслоотделитель 4 и углеродный фильтр 5 через невозвратные клапаны 12 и 13 и электроуправляемый кран 14 соединены с дренажной линией, куда производится периодическая продувка. Углеродный фильтр 5 сообщен с адсорберами 6 и 7 через трехходовой электроуправляемый кран 15. Трубопровод 1 после установленного на нем невозвратного клапана 3 через электромагнитный клапан 16 и невозвратные клапаны 17 и 18 соединен соответственно с адсорберами 6 и 7, которые через электроуправляемые краны 19, 20 и разгрузочный клапан 21 соединен со свечой 22. Между фильтром тонкой очистки от механических частиц 8 после клапана невозвратного 11 и трубопроводом 1 установлен узел измерения влажности (точки росы) импульсного газа 23. На трубопроводе после разгрузочного клапана 21 установлен узел замера влажности газа регенерации 24.

На трубопроводе после электромагнитного клапана 16 установлен регулирующий вентиль 25, позволяющий осуществить ручную настройку давления газа регенерации.

Для контроля давления газа, подаваемого на продувку адсорбера, по нижнему пределу на линии регенерации установлен датчик давления газа 26 в системе регенерации адсорберов. Избыточное давление стравливается предохранительным клапаном 27 на свечу 22.

Для контроля работы установки на трубопроводе установлен датчик разности давления газа 28 на входе и выходе из установки.

Управление установкой подготовки импульсного газа обеспечивается в соответствие с заданным алгоритмом работы посредством блока автоматического управления 29, который связан электрическими цепями с электроуправляемыми кранами 2, 14, 15, 19, 20, электромагнитным клапаном 16, узлами замера влажности 23 и 24 соответственно импульсного и продувочного газа, датчиком давления газа в системе регенерации адсорберов 26 и датчиком разности давления газа 28 на входе и выходе из установки.

Установка может быть закреплена на жестком каркасе (не показан), и размещена в контейнере 30. Вентиляция контейнера может производиться естественным воздухообменом через расположенные в его стенах вентиляционные проемы 31.

Для поддержания внутри контейнера в холодное время года требуемой температуры (минимально допустимая температура - 5°C) контейнер содержит электрический обогреватель 32, связанный электрически с блоком автоматического управления 29, и который может регулироваться по показаниям температурного датчика внутри контейнера (не показан).

Для защиты от пожара и взрыва в контейнере может быть предусмотрена система контроля загазованности, охранно-пожарная сигнализация и взрывной клапан в виде легко сбрасываемой панели 33 контейнера, препятствующий разрушению всей установки при возможном взрыве природного газа.

Для принудительной вентиляции в случае высокой загазованности может применяться вентиляционное устройство 34, связанное электрически с блоком автоматического управления 29, и которое может регулироваться по показаниям температурного датчика внутри контейнера (не показан) и по показаниям системы контроля загазованности.

Работает установка следующим образом.

Сжатый природный газ под рабочим давлением из входного магистрального газопровода от трубопровода 1 поступает в водомаслоотделитель 4, где происходит очистка газа от крупных частиц влаги, масла и механических частиц. Из водомаслоотделителя 4 газ поступает в углеродный фильтр 5, в котором происходит очистка газа от масляных паров, негативно влияющих на работу адсорбента в адсорберах, а также на работу индикатора влажности газа. Отделившаяся в водомаслоотделителе 4 и углеродном фильтре 5 водомасляная эмульсия через невозвратный клапан 13 направляется при периодических продувках в дренаж.

Очищенный от капельной влаги и масла природный газ поступает в один из адсорберов 6, 7, где происходит осушка газа до заданных кондиций. Адсорберы 6, 7 работают попеременно (один работает на осушку, а другой в это время регенерируется, при этом время регенерации гораздо меньше, чем время работы адсорбера на осушку). В процессе прохождения газа через работающий на осушку адсорбер адсорбент в нем насыщается влагой, а осушенный и очищенный газ поступает в фильтр тонкой очистки от механических частиц 8. После насыщения адсорбента влагой по сигналу узла замера влажности происходит переключение адсорберов трехходовым электроуправляемым краном 15, и ранее отработавший на осушку адсорбер включается на регенерацию, в процессе которой осуществляется нагрев баллона адсорбера и находящегося в нем адсорбента. После нагрева баллона адсорбера до заданной температуры производится продувка адсорбера и отвод десорбированных компонентов сжатым газом, отбираемым на выходе из фильтра тонкой очистки от механических частиц 8 после невозвратного клапана 11 открытием электромагнитного клапана 16.

Датчик давления газа в системе регенерации адсорберов 26 передает блоку автоматического управления 29 сигнал, по которому программа определяет необходимость регулировки давления газа регенерации регулирующим вентилем 25. В случае, если давление продувочного газа выше необходимой величины, то предохранительным клапаном 27 происходит сброс избыточного давления на свечу 22. Во время регенерации пары масла и влаги выходят и с потоком продувочного газа отводятся на свечу 22 через кран 19 или 20 и разгрузочный клапан 21.

После адсорбера осушенный и очищенный газ поступает в фильтр тонкой очистки от механических частиц 8, где происходит окончательная очистка газа от механических частиц и масла. Далее газ через невозвратный клапан 11 направляется через выход трубопровода 1 к потребителю импульсного газа.

Кроме того, для своевременного выявления степени засоренности фильтрующих элементов и адсорбента в УПИГ и контроля работы установки на трубопроводе 1 установлен датчик разности давления газа на входе и выходе из установки 28, который передает блоку автоматического управления 29 соответствующий сигнал.

Предлагаемая установка предназначена для подготовки импульсного газа перед его использованием для управления пневмоприводными кранами и КИП компрессорных станций магистральных газопроводов, газораспределительных станций, подземных хранилищ газа и аналогичных объектов.

Установка может быть использована на объектах в контейнерном исполнении, либо в бесконтейнерном варианте в составе более крупных технологических линий, при этом система управления установки может быть реализована в системе управления «верхнего» уровня.

Предлагаемая установка подготовки импульсного газа может эффективно и надежно работать при изменении условий работы (рабочего давления, длительных простоях, постоянный безостановочный режим работы) в различных климатических условиях, обеспечивая необходимую осушку и очистку природного газа, подаваемого в пневмосистемы объектов газовой промышленности.

Предлагаемая установка обладает высокой экономичностью и повышенным ресурсом работы.

1. Установка подготовки импульсного газа для пневмосистем запорно-регулирующих устройств магистральных газопроводов, включающая систему трубопроводов, систему электрооборудования, блок автоматического управления, систему очистки газа, систему регенерации с, по крайней мере, двумя регенерируемыми адсорберами, имеющими наружный электрообогрев, узел замера влажности (точки росы) импульсного газа и запорную арматуру, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит датчик давления газа в системе регенерации адсорберов и датчик разности давления газа на входе и выходе из установки, подключенные к блоку автоматического управления.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что система очистки газа содержит последовательно установленные по ходу газа водомаслоотделитель, углеродный фильтр и фильтр тонкой очистки от механических частиц.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве запорной арматуры используют электроуправляемые краны, подключенные к блоку автоматического управления.

4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что для переключения адсорберов в системе регенерации установлен трехходовой электроуправляемый кран.

5. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что для продувки адсорберов во время регенерации в системе регенерации установлены электромагнитный клапан и регулирующий вентиль.

6. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что система очистки газа содержит один электроуправляемый кран и два обратных клапана.

7. Установка по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что блок автоматического управления содержит информационную панель, на которую выводится текущее значение влажности (точки росы) импульсного газа, давление газа в системе регенерации и разность давления газа на входе и выходе из установки.

8. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что она закреплена на жестком каркасе.

9. Установка по п. 7, отличающаяся тем, что она размещена в транспортабельном контейнере.

10. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что стенки контейнера выполнены с теплоизоляцией.

11. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что контейнер содержит обогревательное устройство и датчик температуры, подключенные к блоку автоматического управления.

12. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что контейнер имеет систему контроля загазованности и охранно-пожарную сигнализацию.

13. Установка по п. 9, отличающаяся тем, что контейнер имеет вентиляционное устройство.