CN205137046U - 一种气柜水封防冻装置 - Google Patents
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Abstract
一种气柜水封防冻装置，包括潜水泵和各塔节之间的水封槽，进水来自气柜水槽，气柜水槽外部设绝热层；出水与各塔节之间水封槽相连，潜水泵还连接水封温控装置。本实用新型利用气柜水槽内的水储存热量经水泵循环传递至气柜水封，经热量交换，防止水封结冰，并通过设置水封温控装置，自动控制水泵的开启与关闭，实现本实用新型的自动化运行，减少了蒸汽锅炉用燃料造成的大气污染，又节省了人力、物力和能源浪费。
Description
技术领域
本实用新型属于气体储存用的气柜技术，具体涉及一种气柜水封防冻装置。
背景技术
现有技术中湿式储气柜的水封当环境温度低到零下以后就会结冰，而无法正常运行，为了防止结冰，一般是向气柜水封通过蒸汽保温，蒸汽需要锅炉提供，不但投资大，耗能费工，而且污染环境。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种可自动控制的气柜水封防冻装置。
本实用新型的目的是以下述技术方案实现的：
一种气柜水封防冻装置，包括潜水泵和各塔节之间的水封槽，进水来自气柜水槽，气柜水槽外部设绝热层；出水与各塔节之间水封槽相连，潜水泵还连接水封温控装置。
各塔节之间水封槽内部设与潜水泵相连的进水管，进水管上设出水口。
所述各塔节水封槽上方设喷水管，喷水管上设喷水孔。
所述潜水泵为两台，设置于水槽与气柜一塔之间的间隙。
所述喷水管为热镀锌管；各塔喷水管之间、塔与水泵之间用带钢丝橡胶软管连接。
所述喷水管设置于水封槽底部支架上。
所述喷水孔每40cm一个，孔径2mm。
各塔节之间的水封槽设水量控制阀。
所述水封温控装置包括设置于水封槽内的温度传感器，温度传感器与处理器相连，处理器与潜水泵相连。
各塔节之间水封槽设水量控制阀，水量控制阀也与处理器相连。
由于气柜水槽内的水白天接受太阳光的照射、地温的辐射以及储存气体的热效应，可储存热量保持较高的温度；本实用新型利用气柜水槽内的水储存热量经水泵循环传递至气柜水封，经热量交换，防止水封结冰，并通过设置水封温控装置，自动控制水泵的开启与关闭，实现本实用新型的自动化运行，减少了蒸汽锅炉用燃料造成的大气污染，又节省了人力、物力和能源浪费。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供的气柜水封防冻装置，以2万m3气柜，带有8000m3气柜水槽、共有三个塔节为例，三个塔节分别为第一塔节21、第二塔节22、第三塔节23，如图1所示，包括设置于水槽1与气柜第一一塔节21之间的间隙的潜水泵7，潜水泵进水来自气柜水槽1，其出水与各塔节之间（即一二塔节、与二三塔节）之间水封槽3相连，潜水泵优选设置两台，分别位于气柜两侧，扬程大于30m，流量大于40m3/h，当然潜水泵数量、参数可根据实际需求设定；气柜水槽外部设绝热层。
气柜水槽外壳为16mm厚绝热钢板，上部（即气柜）长期储存10-20m高天然气，天然气管道全部埋于地下一米，使天然气温度始终高于6℃，再加上气柜水槽内的水白天接受太阳光的照射及地温的辐射，所以水槽里的水平均温度在10℃以上。
当水封气温较低时，潜水泵7启动将气柜水槽中的温度较高的水输送至水封槽3内，实现热量交换，防止水封结冰，水封槽中的水又流入气柜水槽，因此实现气柜水槽内的水的循环利用。
优选的，各塔节水封槽3内部设与潜水泵相连的进水管，进水管上每隔一段距离设出水口，可实现对水封槽多个部位同时给水；更进一步，塔节水封槽3通过底部支架在其上方设喷水管4，喷水管上设喷水孔，进一步增大同时给水面积，加快热交换，优选喷水孔每40cm一个，孔径2mm，可满足水量和全部位置出水两个要求；喷水管优选为热镀锌管；各塔喷水管之间、塔与水泵之间用带钢丝橡胶软管5连接，既能实现正常供水，又可防止停泵过程中因回水使胶管变扁，影响二次启动。
各塔之间水封槽进水量通过设置控制阀6控制，控制阀优选为球阀。
潜水泵7还连接水封温控装置8，根据水封温度控制潜水泵的开启和关闭；水封温控装置包括设置于水封槽内的多个温度传感器，温度传感器与处理器相连，处理器与潜水泵相连；温度传感器将采集到的水封温度传递给控制器，当水封任意一点温度低于-1~0℃时，处理器发出指令给潜水泵，潜水泵开始启动，气柜水槽内温度较高的水（10℃左右）与水封温度较低的水发生热交换，当温度传感器采集到水封温度大于3~4℃时，处理器发出指令，潜水泵停止供水。
进一步，水封槽进水量控制阀也与控制器相连，当各塔水封温度不同时，处理器可根据温度的不同，通过调节控制阀大小，进而调节各塔水封槽进水量的大小；为了保证气柜水槽温度，气柜水槽部分设置于地下。
以位于河南省林州市2万m3气柜，带有8000m3气柜水槽，有三个塔节为例，水封吸热面积为120m×0.5m×2=120m2；（120为单个水封长度、0.5为水封宽度、2为三塔两层水封）
林州市冬季平均气温为-0.7℃，最低气温-16℃，防冻要求按加2℃计算。
最低气温时每小时防冻要求耗能：20℃×80w/m2×120m2×3600秒/小时=691.2MJ（相当于22m3/h天然气）；（20℃为最低气温时保持3℃不冻的温差、80为每平米保持不冻需要的热量、120为水封吸热面积、3600为每小时3600秒）
水泵循环能量（水温10℃-3℃）1000kg/m3×40m3/h×（10℃-3℃）×4.2×103J/KG.℃=1176MJ/h（4.2×103J/KG.℃为水比热容）
1176大于691.2，说明水泵循环能满足最低气温时防冻要求。
冬季总耗能-0.7-3℃，约691.2MJ×5×120天=4.2×105MJ（约13000m3天然气能量）；（5为冬季120天内本实用新型平均日工作时间，依据林州冬季平均气温计算）
水槽储能（未计算地温补偿和气柜自身能耗）8000m3×（20℃-3℃）×1000kg/m3×4.2×103J/KG.℃=5.712×105MJ（约17850m3天然气能量）；（20℃-3℃为水槽水温从20℃降到3℃的温差、4.2×103J/KG.℃为水比热容）
5.712×105MJ大于4.2×105MJ，说明气柜水槽储能能够满足水封防冻要求；不必采用蒸汽锅炉，减少了人力和物力投入，每年可节省气柜防冻费用30余万元，减少了蒸汽锅炉用燃料形成的大气污染。
上述计算说明仅水槽内所储热量就可满足需要，如考虑地温和白天太阳辐射，水槽水储热将更有保证，经过2013-2014、2014-2015两个冬季试验，气柜水槽水温始终未低于12℃，水封从未结冰，说明本实用新型方法非常可行，因此本实用新型可应用于除了一些极寒地区外的绝大部分地区。
Claims (10)
1.一种气柜水封防冻装置，其特征在于：包括潜水泵和各塔节之间的水封槽，进水来自气柜水槽，气柜水槽外部设绝热层；出水与各塔节之间水封槽相连，潜水泵还连接水封温控装置。
2.如权利要求1所述的气柜水封防冻装置，其特征在于：各塔节之间水封槽内部设与潜水泵相连的进水管，进水管上设出水口。
3.如权利要求1所述的气柜水封防冻装置，其特征在于：所述各塔节水封槽上方设喷水管，喷水管上设喷水孔。
4.如权利要求1所述的气柜水封防冻装置，其特征在于：所述潜水泵为两台，设置于水槽与气柜一塔之间的间隙。
5.如权利要求3所述的气柜水封防冻装置，其特征在于：所述喷水管为热镀锌管；各塔喷水管之间、塔与水泵之间用带钢丝橡胶软管连接。
6.如权利要求3所述的气柜水封防冻装置，其特征在于：所述喷水管设置于水封槽底部支架上。
7.如权利要求3所述的气柜水封防冻装置，其特征在于：所述喷水孔每40cm一个，孔径2mm。
8.如权利要求1所述的气柜水封防冻装置，其特征在于：各塔节之间的水封槽设水量控制阀。
9.如权利要求1所述的气柜水封防冻装置，其特征在于：所述水封温控装置包括设置于水封槽内的温度传感器，温度传感器与处理器相连，处理器与潜水泵相连。
10.如权利要求9所述的气柜水封防冻装置，其特征在于：各塔节之间水封槽设水量控制阀，水量控制阀也与处理器相连。
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| CN201520938466.6U CN205137046U (zh) | 2015-11-23 | 2015-11-23 | 一种气柜水封防冻装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN105333297A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-17 | 林州市绿能燃气设备材料有限公司 | 一种气柜水封防冻装置 |
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