RU218847U1 - Устройство для удаления жидких и твёрдых веществ из дренажной полости трубопроводной арматуры - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области газовой, нефтехимической, газоперерабатывающей, химической и других отраслей промышленности, где применяется запорная арматура Ду 150 1400 мм, работающая с газовыми средами, и может быть использована при техническом обслуживании, диагностическом обследовании и ремонте трубопроводной арматуры. Полезная модель предназначена для отделения от газоконденсата, удаляемого из дренажной линии трубопровода, жидких и твердых примесей за счет использования центробежных сил, возникающих при закручивании газового потока. Устройство для удаления жидких и твердых веществ из дренажной полости трубопроводной арматуры представляет собой зафиксированную на мобильной раме герметичную цилиндрическую емкость, к которой присоединены патрубок входа неочищенного газоконденсата, патрубок выхода очищенного газа, сливной патрубок с дренажным краном, при этом патрубок входа неочищенного газоконденсата врезан в боковую стенку емкости так, что конец патрубка выступает внутрь емкости таким образом, чтобы придать потоку входящего газоконденсата движение по касательной, относительно внутренней стенки емкости. На другом конце патрубок входа неочищенного газа имеет регулировочное запорное устройство для подключения к рукаву высокого давления. Патрубок выхода очищенного газа, расположенный в верхней части емкости, содержит свечное запорное устройство. В боковую стенку емкости установлен уровнемер жидкости, представляющий собой П-образную трубку, концы которой выполнены сообщающимися с внутренним пространством емкости, а вертикальная часть трубки имеет прозрачную часть. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении экологической безопасности удаления конденсата за счет предотвращения выбросов жидких и твердых примесей газоконденсатной смеси в окружающую среду и на расположенное вблизи рабочей зоны оборудование путем регулируемого механического отделения газа от конденсата и сбором конденсата для его последующей утилизации и за счет обеспечения визуального контроля заполнения емкости устройства отсепарированным конденсатом в процессе работ по очистке дренажной полости трубопроводной арматуры. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к области газовой, нефтехимической, газоперерабатывающей, химической и других отраслей промышленности, где применяется запорная арматура Ду 150 - 1400 мм, работающая с газовыми средами, и может быть использована при техническом обслуживании, диагностическом обследовании и ремонте трубопроводной арматуры.

Полезная модель предназначена для отделения от газоконденсата, удаляемого из дренажной линии трубопровода, жидких и твердых примесей за счет использования центробежных сил, возникающих при закручивании газового потока.

Заводами-изготовителями установлены требования по удалению конденсата из дренажной полости трубопроводной арматуры. Способ удаления конденсата, который регламентирован заводами-изготовителями трубопроводной арматуры, заключается в технологической операции, связанной с выбросом конденсата, представляющего собой жидкие и твердые фракции газоконденсатной смеси, через дренажную линию продувкой газа. При проведении данной операции происходит выброс конденсата в окружающую среду (почва) и на расположенные вблизи технические устройства, что негативно воздействует на экологическую обстановку и состояние оборудования, находящегося в зоне выброса конденсата.

Известен центробежный сепаратор, содержащий горизонтальный корпус с патрубками входа газожидкостной смеси и выхода газа и жидкости, вихревую камеру, в которой установлен обтекатель, соединенный с завихрителем (патент РФ №2133136, МПК B01D 45/12, опубл. 20.07.1999 г.), который содержит цилиндрический корпус, установленную внутри него цилиндрическую вихревую камеру с осевым вводом и выводом газа и узлом вывода жидкости, образующую с корпусом сборник отделенной жидкости, и установленный на входе в вихревую камеру обтекатель, соединенный с центральным телом лопастного завихрителя, концы наклонных лопастей которого установлены с зазором относительно стенок вихревой камеры.

Основными недостатками данного аналога являются низкая эффективность разделения жидкой и газообразной фракций, сложность в изготовлении, стационарность.

Известен сепаратор для отделения газа от твердых и жидких примесей (патент РФ №2147914, МПК B01D 45/12, опубл. 27.04.2000 г.), который содержит корпус с патрубками входа неочищенного газа, выхода газа и жидкости, сепарационные элементы, расположенные на тарелке, оборудованной сливной трубой, и циклон, входное отверстие трубы входа газа которого смонтировано в полости патрубка входа неочищенного газа, а осевая зона соединена с концом трубы слива жидкости.

Основными недостатками данного изобретения являются - низкая эффективность отделения твердых и жидких частиц от газа, обусловленная турбулентными возмущениями на выходе газа из сепарирующих камер центробежных элементов, которые приводят к захвату потоком газа отделенных частиц и вторичному их уносу; сложность в изготовлении, стационарность, конструкция не предусматривает транспортировку. В устройстве не предусмотрен контроль за наполнением сборника жидкости, отделенной от газа, в связи с чем возможно переполнение сборника и утечка конденсата в окружающую среду.

Известен сепаратор для отделения капельной жидкости из парогазовой смеси (патент RU 2275228, опубл. 27.04.2006 г.), содержащий герметичную емкость, образованную обечайкой, крышкой и днищем, патрубки отвода влаги и осушенной смеси, расположенные соответственно в днище и в крышке герметичной емкости, патрубок подвода парогазовой смеси и отбойную перегородку; отбойная перегородка выполнена Г-образной формы, ее вертикальная стенка разделяет герметичную емкость на сообщающиеся между собой входную и выходную камеры; в горизонтальной полке отбойной перегородки, расположенной над патрубком подвода парогазовой смеси, выполнены отверстия для прохода взрывоопасных фракций парогазовой смеси; эти отверстия расположены вне зоны досягаемости брызг, образующихся при соударении парогазовой смеси с вертикальной стенкой отбойной перегородки.

Основными недостатками данного изобретения является низкая эффективность сепарации, так как применение отбойной перегородки Г-образной формы в герметичной емкости не предусматривает полного отделения жидких фракций от газа вследствие образования мелкодисперсной взвеси. В устройстве не предусмотрен контроль за его наполнением

Известно устройство для осуществления удаления конденсата из зашаровой полости трубопроводной арматуры (патент RU 2700055, МПК B01D 45/00 опубл. 12.09.2019), принятое за прототип, состоящее из двух пневмогидробаллонов, размещенных на общей раме с шасси, в приемном фланце первого пневмогидробаллона установлена Г-образная трубка для придания газоконденсату вращательного движения, во втором пневмогидробаллоне установлена трубка-рассекатель с заглушкой в нижней части и боковыми отверстиями.

Основными недостатками прототипа является то, что регулировка подачи газоконденсата по дренажной линии осуществляется с помощью запорной арматуры, установленной на крановом узле. При этом запорная арматура не предназначена для ее использования с целью регулировки, это может привести к выходу ее из строя и, соответственно, выходу из строя кранового узла.

Еще одним недостатком прототипа является отсутствие возможности визуального контроля за уровнем наполнения емкости конденсатом, которая бы предотвращала его выброс наружу, точнее контроль наполнения осуществляется по появлению жидких фракций газоконденсата на выходе из устройства, что приводит к регулярному выбросу конденсата в окружающую среду.

В уровне техники не обнаружено аналогов, которые бы предусматривали визуальный контроль за уровнем наполнения сепарирующего устройства отделенным конденсатом с целью предотвращения переполнения сепарирующего устройства.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение экологической безопасности процесса удаления конденсата (загрязняющих веществ) из дренажной полости трубопроводной арматуры при осуществлении технологической операции, связанной с выбросом конденсата через дренажную линию продувкой газа.

Общий технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении экологической безопасности удаления конденсата за счет предотвращения выбросов жидких и твердых примесей газоконденсатной смеси в окружающую среду и на расположенное вблизи рабочей зоны оборудование, путем регулируемого механического отделения газа от конденсата и сбором конденсата для его последующей утилизации, и за счет обеспечения визуального контроля заполнения емкости устройства отсепарированным конденсатом в процессе работ по очистке дренажной полости трубопроводной арматуры.

Достижение технического результата обеспечивается за счет того, что устройство удаления жидких и твердых веществ из дренажной полости арматуры состоит из вертикально жестко установленной на раме герметичной емкости цилиндрической формы и подведенных к ней патрубка входа неочищенного газоконденсата, патрубка выхода очищенного газа, сливного патрубка с дренажным краном, расположенного в нижней части емкости, при этом патрубок входа неочищенного газоконденсата врезан в стенку емкости так, чтобы выходящий из него внутрь емкости поток неочищенного газоконденсата имел движение по касательной к внутренней стенке емкости;

на другом конце патрубка входа неочищенного газоконденсата установлено регулировочное запорное устройство, выполненное с возможностью подключения к рукаву высокого давления;

на патрубок выхода очищенного газа, расположенный в верхней точке емкости, установлено свечное запорное устройство;

в боковой стенке емкости дополнительно установлен уровнемер жидкости.

Места соединения емкости с патрубками выполнены сварными.

Вышеуказанные признаки являются существенными, так как находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, а именно обеспечивают повышение экологической безопасности за счет предотвращения выброса жидких и твердых примесей газоконденсата в окружающую среду.

Удаление жидких и твердых примесей из потока газоконденсата и получение очищенного газа осуществляется в устройстве за счет использования центробежных сил, возникающих при закручивании входящего газового потока. Закручивание газового потока обеспечивается за счет следующих признаков устройства: емкость устройства имеет цилиндрическую форму стенки, в которой жестко установлен патрубок входа неочищенного газоконденсата таким образом, что конец патрубка выступает внутрь емкости и потоку придается касательное, относительно внутренней стенки емкости движение. Такая конструкция позволяет задать направление входящему газовому потоку по внутренней поверхности цилиндрической емкости, возникающая при этом центробежная сила зависит от давления, с которым подается газоконденсат. В результате центробежного движения неочищенного газоконденсата жидкие и твердые фракции веществ прижимаются к стенке емкости и по стенке стекают вниз под собственным весом, а очищенный газ остается в верхней части емкости и может быть без примесей выпущен в атмосферу через свечное запорное устройство.

Для увеличения силы прижатия твердых и жидких фракций газового потока к стенке емкости конец входного патрубка срезан под углом 45 градусов, при этом срез обращен по направлению к стенке емкости (фиг. 3).

Расположение патрубка выхода очищенного газа и патрубка для слива отсепарированного конденсата на максимально возможном удалении друг от друга, в верхней и нижней точках емкости, соответственно, предотвращает повторный захват газом отсепарированного конденсата и способствует максимально эффективному отделению друг от друга газообразной и жидкой составляющих газоконденсатной смеси.

Свечное запорное устройство, установленное на патрубке выхода очищенного газа, обеспечивает освобождение емкости от газа без повторного захватывания отделенных жидких и твердых частиц и выноса их в атмосферу. А жидкие и твердые примеси, отсепарированные из газоконденсата, и осевшие под собственным весом на дно емкости, удаляются из нее через сливной патрубок при помощи дренажного крана для последующей утилизации. Кроме того, свечное запорное устройство способствует опорожнению емкости от отсепарированного конденсата, поскольку при его перекрытии, создается избыточное давление которое помогает опорожнять емкость через дренажный кран 6 и любой присоединенный к нему рукав в любую накопительную емкость находящуюся на любом уровне относительно поверхности земли.

Уровнемер жидкости, установленный в боковой стенке емкости, обеспечивает возможность визуального контроля заполняемости емкости конденсатом и своевременное очищение емкости от накопившегося конденсата. Реализация указанной функции обеспечивается за счет того, что уровнемер жидкости выполнен в виде п-образной полой трубки, связанной с внутренним пространством емкости по принципу сообщающихся сосудов, а средняя (вертикальная) часть трубки имеет прозрачную часть. Таким образом, когда емкость наполняется конденсатом, часть его перетекает в уровнемер жидкости, где оператор, осуществляющий манипулирование заявляемым устройством, может его наблюдать посредством прозрачной части трубки.

Прозрачная часть трубки может быть дополнительно оснащена шкалой для точности измерений.

Дополнительный технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в увеличении ресурса работы шаровых кранов, достигается путем установки регулировочного запорного устройства на патрубок входа неочищенного газоконденсата в месте его соединения с рукавом высокого давления.

Еще один дополнительный технический результат, заключающийся в мобильности заявляемого устройства, обеспечивается за счет установки емкости на мобильной раме, которая может быть переносной, а также может быть смонтирована на шасси, на самоходную тележку, на автомобильное шасси.

Полезная модель поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 представлено подключение устройства к дренажной линии шарового крана.

На фиг. 2 представлен общий вид конструкции устройства для удаления жидких и твердых веществ из дренажной полости.

На фиг. 3 представлено движение сред в емкости устройства, вид сверху.

На чертежах используются следующие цифровые обозначения позиций:

1 - емкость;

2 - дренажная линия;

3 - рукав высокого давления;

4 - трубопроводная арматура;

5 - патрубок входа неочищенного газоконденсата (входной патрубок);

6 - дренажный кран;

7 - запорное устройство;

8 - уровнемер жидкости;

9 - регулировочное запорное устройство;

10 - газоконденсат;

11 - конденсат (твердые и жидкие вещества, отсепарированные из газоконденсата);

12 - газ;

13 - свечное запорное устройство;

14 - рама;

15 - патрубок выхода очищенного газа;

16 - сливной патрубок.

Устройство для удаления жидких и твердых веществ из дренажной полости трубопроводной арматуры 4 состоит из герметичной цилиндрической емкости 1 установленной на раме 14, врезанных в емкость 1 патрубка 5 входа неочищенного газоконденсата 10, патрубка 15 выхода очищенного газа 12, сливного патрубка 16 с дренажным краном 6, расположенного в нижней части емкости 1, при этом

патрубок 5 входа неочищенного газоконденсата 10 врезан в боковую стенку емкости 1 так, чтобы его конец, выступал в полость емкости 1 таким образом, чтобы придать потоку входящего газоконденсата 10 движение по касательной, относительно внутренней стенки емкости 1,

на другом конце патрубка 5 установлено регулировочное запорное устройство 9, выполненное с возможностью подключения к рукаву 3 высокого давления;

на патрубок 15 выхода очищенного газа 12, расположенный в верхней точке емкости 1, установлено свечное запорное устройство 13;

в боковой стенке емкости 1 дополнительно установлен уровнемер 8 жидкости.

Для дополнительного увеличения силы прижатия входящего потока газоконденсата 10 к стенке емкости 1 конец входного патрубка 5 может быть срезан под углом, при этом срез обращен по направлению к стенке емкости 1 (фиг. 3). Под действием давления газоконденсату 10 придают вращательное (по внутренней поверхности емкости) движение, в результате чего жидкие и твердые фракции оседают в нижнюю часть емкости 1 устройства. На емкости 1 смонтированы уровнемер 8 жидкости, отводящий патрубок 15 со свечным запорным устройством 13, для сброса очищенного газа 12 в атмосферу и сливной патрубок 16 с дренажным краном 6, для удаления конденсата 11 из емкости 1.

Оснащение устройства уровнемером 8 жидкости позволяет осуществлять визуальный контроль заполняемости емкости 1, для своевременного удаления отсепарированного конденсата 11. Это важно, поскольку при заполнении емкости 1 до уровня входного патрубка 5 работа устройства будет заблокирована. Максимальный объем заполнения, при котором обеспечивается эффективная работа устройства, не должен превышать 2/3 объема емкости 1.

Уровнемер 8 жидкости выполнен на основе полой трубки п-образной формы, связанной с емкостью 1 двумя концами, по принципу сообщающихся сосудов, так, чтобы отсепарированная жидкость свободно проникала из пространства емкости 1 в пространство уровнемера 8 жидкости. Вертикально расположенная часть п-образной трубки уровнемера имеет прозрачную часть.

Емкость 1 может быть смонтирована на шасси, на самоходную тележку, на автомобильное шасси.

Работает устройство для удаления жидких и твердых веществ из дренажной полости трубопроводной арматуры следующим образом.

Перед началом использования устройство при помощи резьбового соединения подключают к дренажной линии 2 посредством рукава 3 высокого давления, присоединяемого к регулировочному запорному устройству 9, установленному на патрубке 5 входа неочищенного газоконденсата.

При открытии запорного устройства 7 дренажной линии 2 трубопроводной арматуры 4, находящийся под давлением газа в системе, куда врезана трубопроводная арматура 4, газоконденсат 10 поступает через регулировочное запорное устройство 9 в патрубок 5 входа неочищенного газоконденсата и в емкость 1, где потоку газоконденсата 10 придается центробежное движение, вследствие которого под действием центробежной силы конденсат 11 отделяется от газа 12 и стекает на дно емкости 1, а очищенный газ в свою очередь стравливается в атмосферу через свечное запорное устройство 13. При заполнении емкости 1 на 2/3 конденсатом 11, что определяется визуально по уровнемеру 8 жидкости, перекрывают регулировочное запорное устройство 9 и производят опорожнение емкости 1 для чего закрывают свечное запорное устройство 13 и через дренажный кран 6 при помощи соединительной линии (на чертежах отсутствует), конденсат 11 подается в любую накопительную емкость под давлением, регулируемым с помощью регулировочного запорного устройства 9.

После этого операцию по удалению газоконденсата 10 из дренажной полости трубопроводной арматуры 4 повторяют с начала. Количество повторяемых циклов осуществляют по необходимости.

Полезная модель позволяет осуществлять очистку дренажной полости трубопроводной арматуры от конденсата без нанесения вреда окружающей среде. Применение регулировочного запорного устройства 9 на входном патрубке 5 позволяет увеличить срок службы трубопроводной арматуры, что в свою очередь повышает уровень промышленной безопасности. Использование свечного запорного устройства 13 обеспечивает улучшение условий труда, так как отпадает необходимость вертикального перемещения устройства для удаления конденсата из емкости 1, а также повышает оперативность проведения работ, так как работы по удалению газоконденсата из дренажной полости трубопроводной арматуры, включая его разделение на газ и конденсат, можно совместить с работами по опорожнению емкости 1.

Технический результат в обеспечении экологической безопасности достигается путем обеспечения визуального контроля уровня отсепарированной жидкости, установления регулировочного крана 9 и свечного запорного устройства 13.

Claims (4)

1. Устройство для удаления жидких и твёрдых веществ из дренажной полости трубопроводной арматуры, содержащее зафиксированную на мобильной раме герметичную цилиндрическую ёмкость, к которой присоединены патрубок входа неочищенного газоконденсата, патрубок выхода очищенного газа, сливной патрубок с дренажным краном, отличающееся тем, что патрубок входа неочищенного газоконденсата врезан в боковую стенку ёмкости так, что конец патрубка выступает внутрь ёмкости таким образом, чтобы придать потоку входящего газоконденсата движение по касательной, относительно внутренней стенки ёмкости, на другом конце патрубок входа неочищенного газа имеет регулировочное запорное устройство, выполненное с возможностью подключения к рукаву высокого давления, патрубок выхода очищенного газа, расположенный в верхней части ёмкости, содержит свечное запорное устройство, в боковую стенку ёмкости установлен уровнемер жидкости, представляющий собой П-образную трубку, концы которой выполнены сообщающимися с внутренним пространством ёмкости, а вертикальная часть трубки имеет прозрачную часть.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конец патрубка входа неочищенного газоконденсата, выходящий в полость ёмкости, срезан под углом и обращён срезом по направлению к стенке ёмкости.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прозрачная часть трубки уровнемера жидкости дополнительно оснащена шкалой.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рама оснащена шасси.

Images