RU165514U1

RU165514U1 - LIQUEFIED GAS SAMPLING DEVICE

Info

Publication number: RU165514U1
Application number: RU2015153955/05U
Authority: RU
Inventors: Леонид Алексеевич Конопелько; Андрей Александрович Даянов; Владимир Александрович Чуев; Павел Сергеевич Медведевских
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Мониторинг"
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-10-20

Abstract

1. Устройство для отбора пробы сжиженного газа, содержащее камеру, разделенную поршнем на отсек для инертного газа и отсек для регазификации сжиженного газа, при этом вход каждого отсека снабжен вентилем, отличающееся тем, что оно дополнено дозатором сжиженного газа в виде трубки с входным и выходным вентилем, а дозатор со стороны входного вентиля соединен с отсеком регазификационной камеры.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дозатор соединен с отсеком камеры посредством трубки цилиндрической формы.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отсек инертного газа камеры снабжен индикатором давления.4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера снабжена магнитным индикатором положения поршня в камере.1. A device for sampling liquefied gas, containing a chamber divided by a piston into an inert gas compartment and a compartment for regasification of liquefied gas, wherein the inlet of each compartment is equipped with a valve, characterized in that it is supplemented by a liquefied gas dispenser in the form of a tube with inlet and outlet valve, and the dispenser on the inlet valve side is connected to the regasification chamber compartment. 2. The device according to claim 1, characterized in that the dispenser is connected to the compartment of the chamber through a tube of cylindrical shape. The device according to claim 1, characterized in that the inert gas compartment of the chamber is equipped with a pressure indicator. The device according to claim 1, characterized in that the chamber is equipped with a magnetic indicator of the position of the piston in the chamber.

Description

Полезная модель относится к устройствам для отбора проб криогенных жидкостей, предпочтительно, для сжиженного природного газа для проведения лабораторного анализа.The utility model relates to devices for sampling cryogenic liquids, preferably for liquefied natural gas for laboratory analysis.

Известно устройство для отбора проб сжиженного природного газа (СПГ) по патенту US 3123982, опубл. 10.03.1964 г. Устройство содержит две емкости, одна внутри другой. Внутренняя емкость является дозирующим устройством и оборудована рубашкой. Криогенную жидкость пропускают через рубашку внутренней емкости, чтобы дозирующее устройство достигло температуры криогенной жидкости. Затем с помощью вентиля открывают внутреннюю емкость для заполнения жидкостью. Регазификация пробы происходит во внешнюю емкость.A device for sampling liquefied natural gas (LNG) according to the patent US 3123982, publ. 03/10/1964, the device contains two containers, one inside the other. The inner container is a metering device and is equipped with a jacket. Cryogenic fluid is passed through the jacket of the inner container so that the metering device reaches the temperature of the cryogenic fluid. Then, using the valve, the inner container is opened to fill with liquid. Sample regasification takes place in an external container.

Известно также устройство для отбора проб СПГ по патенту US 8210058 В2, опубл. 3.07.2012 г. (прототип). Устройство содержит камеру в виде цилиндра, разделенную поршнем на два отсека. В одном находится инертный газ, давление которого прижимает поршень к фланцу другого отсека, полость которого служит дозирующим устройством криогенной жидкости. Над этой полостью расположен теплообменник, который может быть подключен к источнику криогенной жидкости, предпочтительно СПГ, для предварительного захолаживания с целью достижения температуры криогенной жидкости. Регазификация происходит в отсеке цилиндра, образующего с дозирующим устройством единый объем при сдвиге поршня.A device for sampling LNG according to the patent US 8210058 B2, publ. July 3, 2012 (prototype). The device comprises a cylinder-shaped chamber divided by a piston into two compartments. In one is an inert gas, the pressure of which presses the piston against the flange of the other compartment, the cavity of which serves as a dosing device for cryogenic liquid. A heat exchanger is located above this cavity, which can be connected to a source of cryogenic liquid, preferably LNG, for preliminary cooling in order to reach the temperature of the cryogenic liquid. Regasification takes place in the cylinder compartment, which forms a single volume with the metering device when the piston is shifted.

Конструкция данного устройства имеет ряд недостатков:The design of this device has several disadvantages:

- в верхней части поршневого цилиндра расположены дозирующее устройство и теплообменник, что требует дополнительного соединения между ними,- in the upper part of the piston cylinder are a metering device and a heat exchanger, which requires additional connection between them,

- большое количество металла, непосредственно контактирующего с криогенной жидкостью, увеличивает время захолаживания,- a large amount of metal directly in contact with the cryogenic liquid increases the cooling time,

- в зоне захолаживания оказываются уплотнения и соединения, которые требуют использования специальных материалов, иначе при больших перепадах температуры может произойти разгерметизация,- in the cooling zone there are seals and joints that require the use of special materials, otherwise, at large temperature differences, depressurization may occur,

- используемая в устройстве конструкция теплообменника может привести в процессе захолаживания к накапливанию тяжелых компонентов в смеси СПГ, которые из дозирующего устройства попадут в пробу, что приведет к искажению результатов анализа.- the design of the heat exchanger used in the device can lead to the accumulation of heavy components in the LNG mixture during the cooling process, which from the dosing device will fall into the sample, which will lead to a distortion of the analysis results.

Техническим результатом предлагаемого решения является повышение достоверности результатов анализа отобранной пробы СПГ и упрощение конструкции устройства.The technical result of the proposed solution is to increase the reliability of the analysis results of the selected LNG sample and simplify the design of the device.

Для достижения заявленного технического результата в устройстве для отбора пробы сжиженного газа, содержащем камеру, разделенную поршнем на отсек для инертного газа и отсек для исследуемого газа (регазифицированного газа из криогенной жидкости), при этом вход каждого отсека снабжен вентилем, изменена конструкция дозатора. Дозатор выполнен отдельно в виде трубки с входным и выходным вентилем, и соединен со стороны входного вентиля с отсеком исследуемого газа камеры.To achieve the claimed technical result in a device for sampling liquefied gas, containing a chamber divided by a piston into a compartment for inert gas and a compartment for the test gas (regasified gas from cryogenic liquid), while the inlet of each compartment is equipped with a valve, the design of the dispenser is changed. The dispenser is made separately in the form of a tube with an inlet and outlet valve, and is connected from the inlet valve side to the chamber of the test gas.

Дозатор соединен с отсеком исследуемого газа камеры посредством трубки цилиндрической формы.The dispenser is connected to the test gas compartment of the chamber through a cylindrical tube.

Кроме того, отсек инертного газа камеры снабжен индикатором давления. В качестве индикатора давления может быть использованы манометр, датчики давления любого принципа действия.In addition, the chamber’s inert gas compartment is equipped with a pressure indicator. As a pressure indicator, a manometer, pressure sensors of any principle of action can be used.

Предлагаемое изменение конструкции позволило исключить в устройстве «мертвые объемы», где могли оседать и накапливаться примеси тяжелых компонентов, и создать в дозаторе постоянный состав газовой смеси за счет перемешивания отобранного газа в процессе регазификации. Это позволило повысить достоверность результатов анализа отобранной пробы. Кроме того, конструкция предлагаемого пробоотборника позволяет сократить время захолаживания дозатора и контролировать процесс регазификации, а также исключить использование специальных уплотнений и соединений между камерой регазификации и дозатором (теплообменником).The proposed design change made it possible to eliminate “dead volumes” in the device, where impurities of heavy components could settle and accumulate, and to create a constant composition of the gas mixture in the batcher by mixing the selected gas during the regasification process. This made it possible to increase the reliability of the analysis results of the selected sample. In addition, the design of the proposed sampler can reduce the cooling time of the dispenser and control the regasification process, as well as eliminate the use of special seals and connections between the regasification chamber and the dispenser (heat exchanger).

Предлагаемое устройство показано на чертежах:The proposed device is shown in the drawings:

Фиг. 1 - общий вид устройства,FIG. 1 - General view of the device,

Фиг. 2 - вид сверху.FIG. 2 is a plan view.

Устройство содержит камеру 1, разделенную поршнем 2 на две полости: полость с инертным газом 3, в частности, гелием, и полость для регазификации пробы 4. В полость 3 инертный газ заправляют через вход 5 перед началом отбора пробы. Для контроля давления инертного газа на выходе полости 3 установлен индикатор давления 6. Также установлен магнитный индикатор положения поршня 7 для контроля текущего положения поршня. В качестве магнитного индикатора могут быть использованы маленький магнит, для визуального контроля перемещения, так и магнитные датчики любого принципа действия.The device comprises a chamber 1, divided by a piston 2 into two cavities: a cavity with an inert gas 3, in particular helium, and a cavity for regasification of the sample 4. In the cavity 3, the inert gas is charged through the inlet 5 before sampling. To control the pressure of the inert gas at the outlet of the cavity 3, a pressure indicator is installed 6. A magnetic indicator of the position of the piston 7 is also installed to control the current position of the piston. As a magnetic indicator, a small magnet can be used to visually control the movement, as well as magnetic sensors of any principle of operation.

Криогенная жидкость из исходного трубопровода поступает в устройство отбора пробы через вентиль 8 в дозатор 9. На выходе дозатора 9 установлен выходной вентиль 10. Одновременно дозатор подключен через соединительную трубку 11 к полости регазификации 4 камеры 1. Регазифицированная проба на анализ подается через вентиль 12.Cryogenic liquid from the source pipe enters the sampling device through valve 8 to dispenser 9. At the outlet of dispenser 9, an output valve 10 is installed. At the same time, the dispenser is connected through a connecting pipe 11 to the regasification cavity 4 of chamber 1. The regasified sample is sent for analysis through valve 12.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед началом работы в устройство отбора пробы через вход 5 закачивают инертный газ в полость 3 поршневой камеры 1. Давление газа контролируют индикатором давления 6. Давление должно быть больше, чем в источнике отбираемого газа. При этом поршень опускается вниз до фланца камеры 4. Положение поршня контролируют индикатором 7. Вентили 8 и 10 дозатора открывают.Before starting work, an inert gas is pumped into the sampling device through the inlet 5 into the cavity 3 of the piston chamber 1. The gas pressure is controlled by a pressure indicator 6. The pressure should be greater than in the source of the sampled gas. In this case, the piston lowers down to the flange of the chamber 4. The position of the piston is controlled by indicator 7. Valves 8 and 10 of the dispenser are opened.

Затем устройство подключают к трубопроводу, из которого отбирают пробу для последующего анализа. Отбираемый сжиженный газ в виде криогенной жидкости через открытый вентиль 8 поступает в трубку дозатора 9, охлаждает ее и сбрасывается через открытый вентиль 10. При этом захолаживанию подвергается только дозатор 9, который находится снаружи от камеры регазификации 1. Дозатор 9 представляет собой трубку небольшого сечения простой формы, в ней отсутствуют «мертвые объемы», поэтому дозатор постоянно промывается поступающей криогенной жидкостью. Это препятствует накоплению тяжелых компонентов смеси, что актуально при отборе пробы СПГ. Кроме того, дозатор 9 имеет малую металлоемкость, что значительно уменьшает время захолаживания.Then the device is connected to the pipeline, from which a sample is taken for subsequent analysis. The selected liquefied gas in the form of a cryogenic liquid through the open valve 8 enters the tube of the dispenser 9, cools it and is discharged through the open valve 10. In this case, only the dispenser 9, which is located outside the regasification chamber 1, is cooled. The dispenser 9 is a simple small section tube forms, there are no "dead volumes" in it, therefore the batcher is constantly washed with the incoming cryogenic liquid. This prevents the accumulation of heavy components of the mixture, which is important when sampling LNG. In addition, the dispenser 9 has a low metal consumption, which significantly reduces the cooling time.

В момент отбора пробы поршень 2 в камере 1 остается неподвижным, а объем полости 4 - ничтожно малым.At the time of sampling, the piston 2 in the chamber 1 remains stationary, and the volume of the cavity 4 is negligible.

Захолаживание дозатора продолжается до момента появления устойчивой струи криогенной жидкости из трубопровода на выходе дозатора через вентиль 10. Время захолаживания зависит от расхода криогенной жидкости. В предлагаемом устройстве этот расход существенно меньше, чем в известных пробоотборниках. После захолаживания дозатора 9 закрывают вентиль 8 и 10, запирая пробу криогенной жидкости в дозаторе 9. При дальнейшем разгазировании находящейся в дозаторе (теплообменнике) пробы газ из жидкого состояния переходит в газообразный. Давление в дозаторе повышается, что способствует поступлению газа по соединительной трубке 11 в полость 4 камеры 1. Под давлением поступающего газа поршень 2 поднимается и сжимает инертный газ полости 3 камеры 1. Количество отобранного газа, поступившего в камеру пробоотборника контролируют по показаниям индикатора давления 6. Это позволяет при отборе пробы получить минимальный объем емкости регазификации. За счет этого в отличие от известных пробоотборников не требуется предварительная подготовка перед отбором (вакуумирование).Cooling of the dispenser continues until a steady stream of cryogenic liquid appears from the pipeline at the outlet of the dispenser through valve 10. The cooling time depends on the flow of cryogenic liquid. In the proposed device, this flow rate is significantly less than in known samplers. After cooling the dispenser 9, close the valve 8 and 10, locking the sample of cryogenic liquid in the dispenser 9. Upon further degassing of the sample in the dispenser (heat exchanger), the gas passes from a liquid state to a gaseous state. The pressure in the dispenser rises, which contributes to the flow of gas through the connecting tube 11 into the cavity 4 of the chamber 1. Under pressure of the incoming gas, the piston 2 rises and compresses the inert gas of the cavity 3 of the chamber 1. The amount of gas taken into the chamber of the sampler is controlled by the pressure indicator 6. This allows you to get the minimum volume of regasification capacity when sampling. Due to this, in contrast to the known samplers, preliminary preparation is not required before sampling (evacuation).

Отбор пробы происходит в вертикальном положение, так чтобы соединительная трубка 11 дозатора 9 с камерой 1 была снизу. При таком положение во время регазификации происходит перемешивание пробы, что дает постоянный одинаковый состав газовой смеси как в объеме емкости регазификации, так и в дозирующем устройстве.Sampling takes place in an upright position, so that the connecting tube 11 of the dispenser 9 with the chamber 1 is at the bottom. In this situation, the sample is mixed during regasification, which gives a constant equal composition of the gas mixture both in the volume of the regasification tank and in the metering device.

Далее пробоотборник доставляют в лабораторию, где с помощью хроматографии проводят анализ отобранного газа. Пробоотборник подключают к хроматографу через вентиль 12 камеры 1.Next, the sampler is delivered to the laboratory, where the selected gas is analyzed by chromatography. The sampler is connected to the chromatograph through the valve 12 of the chamber 1.

Таким образом, конструкция предлагаемого устройства проще известных, т.к. исключает использование специальных уплотнений и соединений между камерой регазификации и теплообменником. Кроме того, конструкция предлагаемого пробоотборника позволяет сократить время захолаживания дозатора, уменьшить количество металла и дозы пробы, подвергающихся захолаживанию и контролировать процесс регазификации. Основным преимуществом предлагаемого решения является повышение достоверности результатов за счет исключения оседания и накопления тяжелых компонентов смеси и за счет перемешивания пробы при регазификации, т.к. в конструкции дозатора отсутствуют «мертвые объемы» и создается постоянный состав газовой смеси по всему объему.Thus, the design of the proposed device is simpler than known, because eliminates the use of special seals and connections between the regasification chamber and the heat exchanger. In addition, the design of the proposed sampler allows you to reduce the cooling time of the dispenser, reduce the amount of metal and the dose of the sample subjected to cooling and control the regasification process. The main advantage of the proposed solution is to increase the reliability of the results by eliminating the sedimentation and accumulation of heavy components of the mixture and by mixing the sample during regasification, because in the design of the dispenser there are no "dead volumes" and a constant composition of the gas mixture is created throughout the volume.

Claims

1. A device for sampling liquefied gas, containing a chamber divided by a piston into an inert gas compartment and a compartment for regasification of liquefied gas, wherein the inlet of each compartment is equipped with a valve, characterized in that it is supplemented by a liquefied gas dispenser in the form of a tube with inlet and outlet valve, and the dispenser on the inlet valve side is connected to the regasification chamber compartment.

2. The device according to p. 1, characterized in that the dispenser is connected to the compartment of the camera through a tube of cylindrical shape.

3. The device according to p. 1, characterized in that the inert gas compartment of the chamber is equipped with a pressure indicator.

4. The device according to claim 1, characterized in that the chamber is equipped with a magnetic indicator of the position of the piston in the chamber.