RU215700U1

RU215700U1 - Arrangement for the odorant inlet into the pipeline

Info

Publication number: RU215700U1
Application number: RU2022121701U
Authority: RU
Inventors: Алексей Федорович Верисокин; Сергей Петрович Дидур
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром Трансгаз Ставрополь"
Filing date: 2022-08-08
Publication date: 2022-12-22

Abstract

Полезная модель относится к технике транспортирования природного газа в газовой промышленности, в частности к устройству узла ввода одоранта в трубопровод. Технический результат заключается в повышении надежности электрохимической ячейки газоанализатора. Узел ввода одоранта в трубопровод содержит электрохимическую ячейку с катализатором, снабжен полым цилиндром, расположенным в вертикальном положении с перфорированными стенками, внутреннее пространство которого полностью заполнено свернутой в спираль тонкой мелкоячеистой сеткой из нескольких слоев. Таким образом, капли одоранта, сформированные установкой одоризации при помощи небольшой воронки, направляются в отверстие на верхнем торце цилиндра, в результате капиллярного эффекта равномерно распределяются по поверхности заполняющих его нескольких слоев сетки и испаряются под воздействием набегающего потока газа, который проходит сквозь цилиндр через перфорацию. Размер частиц одоранта, поступающего в природный газ при таком способе ввода, не превышает нескольких молекул этилмеркаптана. 1ил.

The utility model relates to the technology of natural gas transportation in the gas industry, in particular to the device for introducing an odorant into a pipeline. The technical result is to increase the reliability of the electrochemical cell of the gas analyzer. The node for introducing the odorant into the pipeline contains an electrochemical cell with a catalyst, equipped with a hollow cylinder located in a vertical position with perforated walls, the inner space of which is completely filled with a thin fine-meshed grid of several layers rolled into a spiral. Thus, the odorant drops formed by the odorizing unit with the help of a small funnel are sent to the hole on the upper end of the cylinder, as a result of the capillary effect, they are evenly distributed over the surface of the several layers of the grid filling it and evaporate under the influence of the oncoming gas flow, which passes through the cylinder through the perforation. The particle size of the odorant entering natural gas with this input method does not exceed a few molecules of ethyl mercaptan. 1ill.

Description

Область техники, к которой относится полезная модельField of technology to which the utility model belongs

Полезная модель относится к технике транспортирования природного газа в газовой промышленности, в частности, к устройству узла ввода одоранта в трубопровод, и может быть использована на газораспределительных станциях (ГРС) для уменьшения химического воздействия одоранта на катализатор электрохимической ячейки прибора измерения степени одоризации газа.The utility model relates to the technology of natural gas transportation in the gas industry, in particular, to the device for introducing the odorant into the pipeline, and can be used at gas distribution stations (GDS) to reduce the chemical effect of the odorant on the catalyst of the electrochemical cell of the device for measuring the degree of gas odorization.

Уровень техникиState of the art

Известно, что на газораспределительных станциях (ГРС) в состав транспортируемого газа вводится одорант для обеспечения требуемой интенсивности запаха природного газа. С целью обеспечения качественной одоризации на ГРС устанавливаются приборы контроля степени одоризации. Отбор проб для анализа степени одоранта должен осуществляться на максимальном удалении от одоризатора. Это связано с тем, что введенный в поток газа жидкий одорант не успевает раствориться и перемешаться в потоке газа и сильно затрудняет контроль уровня одоризации на территории ГРС. В связи с этим, к технологии ввода одоранта предъявляются требования максимального перемешивания одоранта в потоке газа.It is known that at gas distribution stations (GDS) an odorant is introduced into the composition of the transported gas to ensure the required intensity of the smell of natural gas. In order to ensure high-quality odorization, devices for controlling the degree of odorization are installed at the GDS. Sampling for analysis of the degree of odorant should be carried out at the maximum distance from the odorizer. This is due to the fact that the liquid odorant introduced into the gas flow does not have time to dissolve and mix in the gas flow and makes it very difficult to control the odorization level on the territory of the GDS. In this regard, the requirements for maximum mixing of the odorant in the gas flow are imposed on the technology of introducing the odorant.

Известно устройство для одоризации газа, содержащее установленную на газопроводе диафрагму, до и после которой газопровод сообщен с полостью корпуса привода соответственно через первое и второе отверстия в корпусе, причем привод связан с дозирующим узлом, размещенным в расходной емкости одоранта, выходное отверстие которой сообщено с газопроводом, при этом, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, в него введены регулируемый упор и пружина, причем привод выполнен в виде мембраны, установленной в корпусе и разделяющей его полость на две камеры, в одной из которых размещено первое отверстие, а в другой - второе, при этом дозирующий узел выполнен в виде скрепленного со штоком конического наконечника, установленного в выходном отверстии расходной емкости одоранта, причем шток скреплен с мембраной, между которой и установленным на корпусе регулируемым упором размещена пружина (см. пат. на ИЗ №2008619, пр-т конвенц. 29.12.1990 г.).A device for gas odorization is known, comprising a diaphragm installed on the gas pipeline, before and after which the gas pipeline communicates with the drive housing cavity, respectively, through the first and second openings in the housing, and the drive is connected to a dosing unit located in the odorant supply tank, the outlet of which is connected to the gas pipeline , at the same time, in order to simplify the design and improve reliability, an adjustable stop and a spring are introduced into it, and the drive is made in the form of a membrane installed in the housing and dividing its cavity into two chambers, one of which contains the first hole, and the other - the second, while the dosing unit is made in the form of a conical tip fastened to the rod, installed in the outlet of the odorant supply tank, and the rod is fastened to the membrane, between which and the adjustable stop mounted on the body there is a spring (see patent on IZ No. 2008619, etc. -t convention 12/29/1990).

Недостатком данного устройства является использование дозирующего узла, выполненного в виде скрепленного со штоком конического наконечника, установленного в выходном отверстии расходной емкости одоранта.The disadvantage of this device is the use of a dosing unit, made in the form of a conical tip fastened to the rod, installed in the outlet of the odorant supply tank.

Известен одоризатор газа, содержащий емкость, дозирующий цилиндр, снабженный подвижным поршнем, разделяющим дозирующий цилиндр на дозировочную камеру регулируемого объема, соединенную с рабочей емкостью, и камеру командного давления, связанную через управляемый электромагнитный клапан с источником высокого давления, блок управления, при этом подвижный поршень выполнен ступенчатым, образующим с дозирующим цилиндром дополнительную промежуточную камеру, связанную через управляемый трехходовой электромагнитный клапан с камерой командного давления, а рабочая емкость, дозировочная и промежуточная камеры соединены с одорируемым газопроводом (см. пат. на ИЗ №2125713, пр-т 27.01.1999 г.).A gas odorizer is known, containing a container, a metering cylinder equipped with a movable piston separating the metering cylinder into a dosing chamber of adjustable volume connected to the working tank, and a command pressure chamber connected through a controlled solenoid valve to a high pressure source, a control unit, while the movable piston it is made stepped, forming an additional intermediate chamber with the metering cylinder, connected through a controlled three-way solenoid valve to the command pressure chamber, and the working tank, the metering and intermediate chambers are connected to the odorized gas pipeline (see patent on IZ No. 2125713, pr-t 01/27/1999 G.).

Недостатком данного одоризатора является наличие давления в камере командного давления в 1,5-2 раза больше, чем в рабочей емкости, что ограничивает возможность его использования при меньших перепадах, которые имеют место, например, на ГРС с малой степенью дросселирования газа, где разница давлений в газопроводах высокого давления и одорируемом, незначительна.The disadvantage of this odorizer is the presence of pressure in the command pressure chamber 1.5-2 times higher than in the working tank, which limits the possibility of its use with smaller drops, which occur, for example, on GDS with a low degree of gas throttling, where the pressure difference in high-pressure and odorized gas pipelines, is negligible.

Известна автоматическая система одоризации газа, состоящая из подземной емкости с одорантом, устройства дозирующего, указателя уровня, фильтра, трубопроводов обвязки с запорно-регулирующей арматурой, блока управления, при этом указатель уровня установлен как сообщающийся сосуд с подземной емкостью с возможностью заполнения одорантом до любого уровня одоранта в подземной емкости, соединены они сифоном, концы которого находятся в одоранте, верхняя часть сифона находится над поверхностью грунта и в нее встроены фильтр и центробежный насос, в указателе уровня установлены электрический преобразователь уровня одоранта и трубопровод, соединенный с емкостью расходно-измерительной из состава устройства дозирующего, снабженной сигнализатором уровня и датчиком температуры, в систему введены дезодоратор, пневмоузел и насос дозирующий, при этом гидравлическая полость емкости расходно-измерительной связана с насосом дозирующим, а ее газовая полость - с газовой полостью подземной емкости, дезодоратор и пневмоузел также связаны с газовой полостью подземной емкости; в качестве дезодоратора использован эжектор (см. пат на ИЗ №2495709, п-т 07.03.2012 г.).An automatic gas odorization system is known, consisting of an underground tank with an odorant, a dosing device, a level indicator, a filter, piping piping with shut-off and control valves, a control unit, while the level indicator is installed as a communicating vessel with an underground tank with the possibility of filling with odorant to any level odorant in an underground tank, they are connected by a siphon, the ends of which are in the odorant, the upper part of the siphon is above the soil surface and a filter and a centrifugal pump are built into it, an electric odorant level transducer and a pipeline connected to the flow-measuring tank from the composition are installed in the level gauge. metering device, equipped with a level indicator and a temperature sensor, a deodorizer, a pneumatic unit and a metering pump are introduced into the system, while the hydraulic cavity of the flow-measuring tank is connected to the metering pump, and its gas cavity is connected to the gas cavity of the underground tank, the deodorizer and the pneumatic unit are also connected to the gas cavity of the underground reservoir; an ejector was used as a deodorizer (see patent on IZ No. 2495709, item 03/07/2012).

Недостатком данной системы является использование капельного способа ввода одоранта.The disadvantage of this system is the use of the drip method of introducing the odorant.

Известно устройство для подачи одоранта в поток природного газа, при этом оно содержит емкость хранения одоранта, подключенную к газовой магистрали, из которой поток одорирующей жидкости подается через поворотный дозирующий узел с полостью, обеспечивающий пропорциональную подачу одоранта из емкости с меньшим давлением в поток газопровода с высоким давлением, с блоком управления, работающим по командному сигналу от расходомера (см. пат на ИЗ №2719712, пр-т 05.03.2019 г., бюл. №12).A device for supplying an odorant to a natural gas stream is known, wherein it contains an odorant storage tank connected to a gas pipeline, from which the odorant liquid flow is supplied through a rotary dosing unit with a cavity that provides a proportional supply of odorant from a container with a lower pressure to a gas pipeline stream with a high pressure, with a control unit operating on a command signal from a flow meter (see patent on IZ No. 2719712, project 05.03.2019, bull. No. 12).

Недостатком данного устройства является использование капельного способа ввода одоранта.The disadvantage of this device is the use of the drip method of introducing the odorant.

Наиболее близким по достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип является весовой одоризатор газа, предназначенный для автоматического регулирования соотношения газа и одоранта. Повышение равномерности распределения одоранта обеспечивается за счет того, что весовой одоризатор газа состоит из расходной емкости дозирующего насоса, датчика разности давлений с плюсовой и минусовой камерами, вертикальной мерной трубки с герметично вставленной сверху калибровочной трубкой с открытым нижним концом, источником избыточного давления и перепускного клапана. Также, в весовом дозаторе имеется смесительная емкость, снабженная датчиком абсолютного давления и электромагнитным клапаном подачи порции одорированного газа в газопровод, а верхние концы вертикальной мерной трубки и калиброванной трубки выполнены в виде распыляющего устройства, герметично соединенного со смесительной емкостью, перепускной клапан представлен в виде электромагнитного клапана подачи избыточного давления газа от источника избыточного давления в свободную зону вертикальной мерной трубки. Кроме того, минусовая камера датчика разности давления также соединена со смесительной емкостью. При работе происходит распыление одоранта в смесительной емкости и дальнейшая порционная подача одорированого газа в газопровод с помощью электромагнитного клапана, (см. пат на ИЗ №2467293, пр-т 20.11.2012 г.)The closest in terms of achieved positive effect and adopted by the authors as a prototype is a weight gas odorizer designed to automatically control the ratio of gas and odorant. Increasing the uniformity of odorant distribution is ensured due to the fact that the weight gas odorizer consists of a flow tank of a dosing pump, a pressure difference sensor with plus and minus chambers, a vertical measuring tube with a calibration tube hermetically inserted from above with an open lower end, a source of excess pressure and a bypass valve. Also, the weight dispenser has a mixing tank equipped with an absolute pressure sensor and an electromagnetic valve for supplying a portion of odorized gas to the gas pipeline, and the upper ends of the vertical measuring tube and the calibrated tube are made in the form of a spray device hermetically connected to the mixing tank, the bypass valve is presented in the form of an electromagnetic valve for supplying excess gas pressure from the source of excess pressure to the free zone of the vertical measuring tube. In addition, the minus chamber of the differential pressure sensor is also connected to the mixing tank. During operation, the odorant is sprayed in the mixing tank and the odorized gas is then supplied in portions to the gas pipeline using an electromagnetic valve (see patent on IZ No.

Недостатками весового одоризатора газа является порционная подача одорированного газа и сложность конструкции.The disadvantages of the weight gas odorizer are the portioned supply of odorized gas and the complexity of the design.

Раскрытие полезной модели Задачей предлагаемой полезной модели является разработка устройства узла ввода одоранта в трубопровод, обладающего свойствами равномерного перемешивания одоранта, исключением выхода из строя чувствительного элемента газоанализатора - электрохимической ячейки, а также повышение ее работоспособности.Disclosure of the utility model The objective of the proposed utility model is to develop a device for introducing an odorant into a pipeline, which has the properties of uniform mixing of the odorant, eliminating the failure of the sensitive element of the gas analyzer - an electrochemical cell, as well as increasing its performance.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к повышению работоспособности электрохимической ячейки газоанализатора.The technical result that can be achieved using the proposed utility model is to increase the efficiency of the electrochemical cell of the gas analyzer.

Указанный технический результат достигается с помощью узла ввода одоранта в трубопровод, содержащего вертикально расположенный полый цилиндр с перфорированными стенками, внутреннее пространство которого полностью заполнено свернутой в спираль тонкой мелкоячеистой сеткой из нескольких слоев, а на верхнем торце установлена воронка для приема капель одоранта, формируемых установкой одорации. Таким образом, капли одоранта, формируемые установкой одоризации при помощи небольшой воронки, направляются в отверстие на верхнем торце цилиндра, в результате капиллярного эффекта равномерно распределяются по поверхности заполняющих его нескольких слоев сетки и испаряются под воздействием набегающего потока газа, который проходит сквозь цилиндр через перфорацию. Размер частиц одоранта, поступающего в природный газ при таком способе ввода, не превышает нескольких молекул этилмеркаптана.The specified technical result is achieved with the help of an odorant input unit into the pipeline, containing a vertically located hollow cylinder with perforated walls, the internal space of which is completely filled with a thin fine-mesh mesh rolled into a spiral of several layers, and a funnel is installed at the upper end to receive odorant drops formed by the odorization unit. . Thus, the odorant drops formed by the odorization unit with the help of a small funnel are sent to the hole on the upper end of the cylinder, as a result of the capillary effect, they are evenly distributed over the surface of the several layers of the mesh filling it and evaporate under the influence of the oncoming gas flow, which passes through the cylinder through the perforation. The particle size of the odorant entering natural gas with this input method does not exceed a few molecules of ethyl mercaptan.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фигуре дан узел ввода одоранта в трубопровод, общий вид в разрезе.The figure shows the node for introducing the odorant into the pipeline, a general view in section.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Узел ввода одоранта в трубопровод, содержащий вертикально расположенный полый цилиндр 1 с перфорированными стенками, внутреннее пространство которого полностью заполнено свернутой в спираль тонкой мелкоячеистой сеткой 2 из нескольких слоев, а на верхнем торце установлена воронка 3 для приема капель одоранта, формируемых установкой одорации.An odorant input unit into the pipeline containing a vertically located hollow cylinder 1 with perforated walls, the inner space of which is completely filled with a thin fine-mesh mesh 2 of several layers rolled into a spiral, and a funnel 3 is installed at the upper end to receive odorant drops formed by the odorization unit.

Устройство узла ввода одоранта в трубопровод работает следующим образом. Анализ отказов электрохимических ячеек (на фигуре не показаны) позволил сделать следующий вывод: причиной отказов является глубокое химическое отравление катализатора электрохимической ячейки этилмеркаптаном, поступающим в газоанализатор из установки одоризации природного газа. В результате дальнейших исследований было обнаружено, что в установке одоризации применен узел ввода одоранта капельного типа, из-за чего размер капель аэрозоля этилмеркаптана, попадающего в газоанализатор, может составлять десятки и даже сотни микрометров. Для уменьшения химического воздействия одоранта на катализатор электрохимической ячейки предложено заменить способ ввода одоранта с капельного на фитильный (испарительный). Для этого в узел ввода одоранта в вертикальном положении помещен полый цилиндр 1 из нержавеющей стали с перфорированными стенками, внутреннее пространство которого полностью заполнено свернутой в спираль тонкой мелкоячеистой сеткой 2 из нескольких слоев из нержавеющей стали. Капли одоранта, формируемые установкой одоризации, при помощи небольшой воронки 3 направляются в отверстие на верхнем торце этого полого цилиндра 1 с перфорированными стенками, в результате капиллярного эффекта равномерно распределяются по поверхности заполняющих его нескольких слоев мелкоячеистой сетки 2 и испаряются под воздействием набегающего потока газа, который проходит сквозь полый цилиндр 1 через перфорацию. Размер частиц одоранта, поступающего в природный газ при таком способе ввода, не превышает нескольких молекул этилмеркаптана.The device for entering the odorant into the pipeline operates as follows. An analysis of the failures of electrochemical cells (not shown in the figure) led to the following conclusion: the cause of the failures is a deep chemical poisoning of the catalyst of the electrochemical cell with ethyl mercaptan entering the gas analyzer from the natural gas odorization unit. As a result of further research, it was found that the odorization unit used a drop-type odorant input unit, due to which the size of ethyl mercaptan aerosol droplets entering the gas analyzer can be tens and even hundreds of micrometers. To reduce the chemical impact of the odorant on the catalyst of the electrochemical cell, it is proposed to replace the method of introducing the odorant from drip to wick (evaporative). To do this, a hollow cylinder 1 made of stainless steel with perforated walls is placed in a vertical position in the odorant input unit, the inner space of which is completely filled with a thin fine-meshed mesh 2 rolled into a spiral from several layers of stainless steel. The odorant drops formed by the odorization unit are directed with a small funnel 3 into the hole at the upper end of this hollow cylinder 1 with perforated walls, as a result of the capillary effect they are evenly distributed over the surface of several layers of fine mesh 2 filling it and evaporate under the influence of the oncoming gas flow, which passes through the hollow cylinder 1 through the perforation. The particle size of the odorant entering natural gas with this input method does not exceed a few molecules of ethyl mercaptan.

Модернизирована установка одоризации газа на ГРС «Донское». За прошедший год после модернизации не зафиксировано ни одной аварии из-за вышедшей из строя электрохимической ячейки. Данные о степени одоризации передаются на верхний уровень диспетчеру ЛПУ через систему линейной телемеханики «Магистраль-2».The gas odorization unit at the Donskoye GDS was upgraded. Over the past year, after the modernization, not a single accident was recorded due to a failed electrochemical cell. Data on the degree of odorization are transmitted to the upper level to the dispatcher of the health facility through the linear telemechanics system "Magistral-2".

Предлагаемая полезная модель по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The proposed utility model in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

исключение выхода из строя чувствительного элемента газоанализатора - электрохимической ячейки;exclusion of failure of the sensitive element of the gas analyzer - electrochemical cell;

повышению надежности и срока эксплуатации электрохимической ячейки газоанализатора.increasing the reliability and service life of the electrochemical cell of the gas analyzer.

Claims

An odorant inlet unit into the pipeline containing a vertically located hollow cylinder with perforated walls, the internal space of which is completely filled with a thin fine-mesh mesh rolled into a spiral of several layers, and a funnel is installed at the upper end to receive odorant drops formed by the odorization unit.