RU2411071C1

RU2411071C1 - Method and device for gas odorising

Info

Publication number: RU2411071C1
Application number: RU2009123821/05A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Евгеньевич Загадерчук (RU); Дмитрий Евгеньевич Загадерчук; Феликс Поненович Ким (RU); Феликс Поненович Ким; Сергей Васильевич Хлыст (RU); Сергей Васильевич Хлыст; Алексей Геннадьевич Иванов (RU); Алексей Геннадьевич Иванов; Михаил Николаевич Кириченко (RU); Михаил Николаевич Кириченко; Павел Александрович Пшеничников (RU); Павел Александрович Пшеничников; Станислав Сергеевич Харченко (RU); Станислав Сергеевич Харченко; Денис Владимирович Стегасов (RU); Денис Владимирович Стегасов; Константин Геннадьевич Кожевников (RU); Константин Геннадьевич Кожевников
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2011-02-10
Also published as: RU2009123821A

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to gas industry and may be used for feeding odorant into gas flow to add to safety of gas transport in pipeline. Proposed method consists in gas bubbling, determination of thermobaric parametres in bubbling process, and determination of quantitative properties of gas saturation by odorant vapors. Depending upon obtained data and measured current gas flow arte in the main pipeline, ACS computes required amount of odorised gas and inputs its into pipeline gas. Proposed device comprises liquid odorant tank, babbling tank, ACS comprising transducers bubbling thermobaric parametres, gas counter to determined has flow rate after bubbling and control unit to process received data and generate control signals to odorisation process control elements. Gas analyser and temperature controller may be incorporated with proposed device. ^ EFFECT: expanded range of odorised gas, possibility to be used in low-capacity gas pipelines. ^ 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано для ввода одоранта в поток газа, транспортируемого по газопроводу.The invention relates to the field of the gas industry and can be used to introduce an odorant into a stream of gas transported through a gas pipeline.

Очищенный природный газ не имеет ни цвета, ни запаха, поэтому своевременно обнаружить его утечку довольно трудно. Для обеспечения безопасности транспортировки и использования газа его одорируют, т.е. придают ему запах, для чего вводят в газ вещества с резким и неприятным запахом - одоранты. В настоящее время в мировой практике для одоризации газа используется множество устройств, но все их можно разделить на три основных типа - капельные, испарительные или барботажные.Purified natural gas has neither color nor odor, so it is quite difficult to detect its leak in a timely manner. To ensure the safety of transportation and use of gas, it is odorized, i.e. give it a smell, for which they inject substances with a pungent and unpleasant odor - odorants. Currently, many devices are used to odorize gas in world practice, but all of them can be divided into three main types - droplet, evaporative, or bubble ones.

Известна установка для одоризации газа, содержащая барботажную камеру, источник одоранта, и трубопроводы, соединяющие их с газопроводом до и после дросселирующего устройства, расположенного в газопроводе. Рогожинский Д.Л., Стрижак И.В., Шведковский Г.А. Одоризация природного газа. - М.: ВНИИЭгазпром, 1973 г., а также осадительную камеру для осаждения взвешенных частиц одоранта, при этом вход барботажной камеры соединен с газопроводом перед дросселирующим устройством, а выход через осадительную камеру соединен с газопроводом после дросселирующего устройства. Дросселирующее устройство выполнено в виде диафрагмы. Степень одоризации регулируют специальным вентилем, при помощи которого изменяют количество одорированного газа, поступающего в газопровод. Недостатками этого устройства являются применение диафрагмы, которая при малых расходах основного потока газа не обеспечивает необходимого для работы перепада давления, а также низкая точность дозирования, т.к. не определяют концентрацию паров одоранта в газе после процесса барботации, которая зависит от термобарических параметров протекания процесса.Known installation for odorization of gas, containing a bubble chamber, an odorant source, and pipelines connecting them to the gas pipeline before and after the throttling device located in the gas pipeline. Rogozhinsky D.L., Strizhak I.V., Shvedkovsky G.A. Odorization of natural gas. - M .: VNIIEgazprom, 1973, as well as a precipitation chamber for the deposition of suspended odorant particles, while the inlet of the bubble chamber is connected to the gas pipeline in front of the throttling device, and the outlet through the precipitation chamber is connected to the gas pipeline after the throttling device. The throttling device is made in the form of a diaphragm. The degree of odorization is regulated by a special valve, with which the amount of odorized gas entering the gas pipeline is changed. The disadvantages of this device are the use of a diaphragm, which at low flow rates of the main gas stream does not provide the differential pressure necessary for operation, as well as low metering accuracy, since they do not determine the concentration of odorant vapors in the gas after the bubbling process, which depends on the thermobaric parameters of the process.

В последнее время перед разработчиками одоризаторов стоят задачи повышения точности дозирования при автоматическом регулировании соотношения газа и одоранта в процессе одоризации, защиты окружающей среды и упрощения технического обслуживания установок. На повышение точности дозирования направлено изобретение «Способ одоризации газа и устройство для его осуществления» (патент RU №2183134, B01F 3/04). Способ, заключающийся в измерении величины расхода газа в газопроводе в единицу времени и определении, с учетом измеренной величины, текущего значения расхода одоранта, отличающийся тем, что дополнительно измеряют концентрацию ароматического вещества в одоранте, а текущее значение расхода одоранта определяют с учетом измеренного значения концентрации ароматического вещества в одоранте, и устройство, содержащее емкость для хранения жидкого одоранта, расходомер, установленный на магистрали газопровода, дозатор одоранта, через который емкость для хранения жидкого одоранта соединена с магистралью газопровода, отличающееся тем, что в него введен блок вычисления расхода одоранта, при этом первый вход блока вычисления расхода одоранта соединен с выходом расходомера, второй вход блока вычисления расхода одоранта соединен с выходом блока измерения концентрации ароматического вещества в одоранте, а выход соединен со входом управления дозатора.Recently, developers of odorizers have been faced with the task of increasing the accuracy of dosing with automatic control of the gas to odorant ratio in the process of odorization, protecting the environment and simplifying the maintenance of installations. The invention “A method for odorizing a gas and a device for its implementation” (patent RU No. 2183134, B01F 3/04) is aimed at increasing the accuracy of dosing. The method consisting in measuring the gas flow rate in the gas pipeline per unit time and determining, taking into account the measured value, the current value of the odorant consumption, characterized in that the concentration of the aromatic substance in the odorant is additionally measured, and the current value of the odorant consumption is determined taking into account the measured value of the aromatic concentration substances in the odorant, and a device containing a container for storing liquid odorant, a flow meter installed on the gas pipeline, an odorant dispenser through which a liquid odorant storage tank is connected to a gas main, characterized in that an odorant flow calculation unit is inserted into it, the first input of an odorant flow calculation unit is connected to a flowmeter output, the second input of an odorant flow calculation unit is connected to an output of an aromatic substance concentration measuring unit in odorant, and the output is connected to the control input of the dispenser.

В данном устройстве измерение расхода одоранта осуществляют через измерение концентрации в одоранте ароматического вещества, объема и температуры одоранта. Но использование одоризаторов капельного типа, как правило, работающих в неотапливаемых помещениях, при низких температурах окружающей среды приводит к перемерзанию трубопроводов малого диаметра, что приводит к выходу из строя одоризирующего устройства. Кроме того, такие одоризаторы из-за использования калиброванных отверстий или прецезионных пар требуют тонкой очистки одоранта, с использованием дополнительных фильтров, которые требуют регулярной замены. Учитывая характерный резкий неприятный запах одорантов и их отношение к вредным для здоровья веществам, регулярное обслуживание одоризирующих установок затруднительно. Т.о. недостатками являются недостаточная надежность и сложность технического обслуживания одоризационной установки капельного типа.In this device, the odorant consumption is measured by measuring the concentration of the aromatic substance in the odorant, the volume and temperature of the odorant. But the use of drip type odorizers, as a rule, working in unheated rooms, at low ambient temperatures leads to freezing of small-diameter pipelines, which leads to failure of the odorizing device. In addition, such odorizers due to the use of calibrated holes or precision pairs require fine cleaning of the odorant, using additional filters that require regular replacement. Given the characteristic sharp unpleasant odor of odorants and their relation to substances harmful to health, regular maintenance of odorizing plants is difficult. T.O. the disadvantages are the lack of reliability and complexity of maintenance of the drip-type odorization unit.

Основными задачами заявляемого изобретения является расширение рабочего диапазона расходов одорируемого газа, проходящего в основном потоке, в частности возможность его использования для газопроводов малой пропускной способности, повышение надежности и упрощение технического обслуживания при сохранении высокой точности дозы вводимого одоранта.The main objectives of the claimed invention is to expand the operating range of flow rates of odorizable gas passing in the main stream, in particular the possibility of its use for gas pipelines of low throughput, increasing reliability and simplifying maintenance while maintaining high accuracy of the dose of odorant introduced.

Дополнительными задачами заявляемого изобретения является повышение точности одоризации газа, контролируя его качественные показатели в трубопроводе подачи потребителю, и стабилизация температурного режима в течение всего процесса барботации.Additional objectives of the claimed invention is to increase the accuracy of odorization of the gas, controlling its quality indicators in the pipeline supply to the consumer, and stabilization of temperature during the entire process of bubbling.

Решение поставленных задач достигается тем, что в способе одоризации газа, заключающемся в барботировании газа и введении насыщенного парами одоранта газа в основной поток газа, согласно изобретению посредством системы автоматизации определяют термобарические параметры течения процесса барботации, определяют количественные показатели насыщенности газа парами одоранта и, в зависимости от полученных данных и измеренной текущей величины расхода газа в основном трубопроводе, рассчитывают и вводят необходимое количество одорированного газа в основной поток газа. А устройство одоризации газа, включающее емкость для хранения жидкого одоранта, барботажную емкость, согласно изобретению оснащено системой автоматизации процесса, содержащей датчики контроля термобарических параметров течения процесса барботации, счетчик газа, определяющий текущее значение расхода газа после процесса барботации, и блок управления, обрабатывающий полученную информацию и формирующий управляющие команды для органов регулирования течения процесса одоризаци.The solution of the tasks is achieved by the fact that in the method of gas odorization, which consists in bubbling gas and introducing vapor-saturated odorant gas into the main gas stream, according to the invention, the thermobaric parameters of the course of the bubbling process are determined by means of an automation system, quantitative indicators of gas saturation with odorant vapor are determined and, depending from the obtained data and the measured current value of gas flow in the main pipeline, calculate and enter the required amount of odorized about gas in the main gas stream. A gas odorization device, including a container for storing liquid odorant, a bubbler tank, according to the invention, is equipped with a process automation system containing sensors for monitoring the thermobaric parameters of the course of the bubbling process, a gas meter that determines the current value of the gas flow after the bubbling process, and a control unit that processes the received information and forming control teams for regulating the course of the odorization process.

Кроме того, на основном трубопроводе, после введения насыщенного парами одоранта газа в основной поток, дополнительно установлен газоанализатор.In addition, on the main pipeline, after the introduction of a vapor-saturated odorant gas into the main stream, an additional gas analyzer is installed.

Кроме того, в барботажной емкости дополнительно установлен терморегулятор.In addition, a temperature regulator is additionally installed in the bubbler vessel.

Заявленное изобретение поясняется графическими материалами.The claimed invention is illustrated in graphic materials.

Фиг.1 представляет схему устройства одоризации.Figure 1 is a diagram of an odorization device.

Фиг.2 - схема устройства одоризации с газоанализатором.Figure 2 - diagram of a device odorization with a gas analyzer.

Фиг.3 - схема устройства одоризации с терморегулятором.Figure 3 - diagram of an odorizing device with a temperature controller.

На фиг.1 представлена схема устройства одоризации. На основном трубопроводе 1 расположены узел редуцирования 2 и узел учета 3. К основному трубопроводу 1, до узла редуцирования 2, подключен трубопровод 4, снабженный запорным клапаном 5 и регулятором давления 6, подведенный на вход в барботажную емкость 7, содержащую сепаратор 8. Выход из барботажной емкости связан с основным трубопроводом 1 трубопроводом 9, оснащенным счетчиком газа 10 и регулятором расхода 11. Емкость для хранения одоранта 12 связана с основным трубопроводом 1 посредством трубопровода 13, эжектора 14 и трубопровода 15, на котором расположена задвижка 16, а с барботажной емкостью 7 - трубопроводом 17, снабженным задвижкой 18. Система автоматизации процесса одоризации содержит датчик контроля уровня одоранта в барботажной емкости 19, три датчика температуры 20, давления в барботажной емкости 21, датчик давления в емкости хранения 22, датчик уровня одоранта в емкости хранения 23 и блок управления 24.Figure 1 presents a diagram of a device odorization. On the main pipeline 1 there is a reduction unit 2 and a metering unit 3. To the main pipeline 1, to the reduction unit 2, a pipe 4 is connected, equipped with a shut-off valve 5 and a pressure regulator 6, connected to the inlet of the bubbler vessel 7 containing the separator 8. Exit the bubbler vessel is connected to the main pipe 1 by a pipe 9, equipped with a gas meter 10 and a flow regulator 11. The storage tank for the odorant 12 is connected to the main pipe 1 through a pipe 13, an ejector 14 and a pipe 15, on which A valve 16 is installed, and with a bubble tank 7, a pipe 17 provided with a valve 18. The automation system for the odorization process contains an odorant level control sensor in the bubble tank 19, three temperature sensors 20, pressure in the bubble tank 21, a pressure sensor in storage tank 22, a sensor the odorant level in the storage tank 23 and the control unit 24.

На фиг.2 представлена схема устройства одоризации, отличающегося тем, что на основном трубопроводе 1, после соединения с трубопроводом 9, дополнительно установлен газоанализатор 25.Figure 2 presents a diagram of an odorization device, characterized in that on the main pipe 1, after connecting to the pipe 9, an additional gas analyzer 25 is installed.

На фиг.3 представлена схема устройства одоризации, отличающегося тем, что в барботажной емкости 7 установлен терморегулятор 26.Figure 3 presents a diagram of an odorizing device, characterized in that a temperature regulator 26 is installed in the bubbler vessel 7.

Из основного трубопровода высокого давления 1, с высокой стороны, т.е. до узла редуцирования 2, отбирают газ по трубопроводу 4, высокое давление которого посредством регулятора 6 уменьшают до значения чуть большего, чем давление общего потока газа на выходе, после процесса одоризации, в основном трубопроводе, и подают в барботажную емкость 7. В барботажной емкости 7 газ барботируют, пропуская его через жидкий одорант и предельно насыщая парами. В барботажной емкости 7, по ходу потока газа, установлен сепаратор 8, выполненный из мелкоячеистой сетки, отделяющий лишнюю капельную влагу, которая постепенно собираясь на сетке сепаратора 8 стекает по стенкам барботажной емкости обратно. Датчик уровня 19, контролируя текущий уровень одоранта в барботажной емкости 7, передает сигнал блоку управления 24. При достижении нижнего/верхнего значения рабочего уровня одоранта блок управления 24 формирует управляющий сигнал на открытие/закрытие задвижке 18, установленной на трубопроводе 17, автоматически сливая/пополняя одорант в/из емкости хранения 12. Для слива эжектор 14 создает разрежение в емкости хранения 12, и по трубопроводу 17 одорант из барботажной емкости 7 поступает в емкость хранения 12. Трубопровод 17 для полной очистки продувают газом и, через время t, необходимое для продувки, блок управления 24 командой закрывает задвижку 18. В емкости хранения 12 восстанавливается высокое давление, контролируемое датчиком давления 22. Передавливанием пополняют барботажную емкость 7 новой порцией одоранта. При достижении верхнего значения уровня одоранта в барботажной емкости, определяемого датчиком уровня 23, блок управления 24 командой закрывает задвижку 18. Датчики температуры 20 и датчик давления 21 определяют термобарические параметры, при которых протекает процесс барботирования, и передают полученные значения блоку управления 24. Насыщенный парами одоранта газ (без капельной влаги) поступает в трубопровод 9, где счетчик газа 10 определяет текущее значение расхода газа после процесса барботирования и передает полученное значение блоку управления 24, который с помощью прикладных программ, реализующих алгоритм расчета насыщенности газа в зависимости от термобарических параметров, определяет количество одоранта, содержащегося в единице газа после процесса барботирования на данный момент. На основании этих вычислений, а также данных о расходе газа в основном трубопроводе, получаемых с узла учета 3, блок управления 24 регулирует степень открытия клапана регулятора расхода 11 для ввода одорированного газа в основной трубопровод 1.From the main high pressure pipe 1, on the high side, i.e. to the reduction unit 2, the gas is taken through line 4, the high pressure of which is reduced by means of the regulator 6 to a value slightly higher than the pressure of the total gas stream at the outlet, after the odorization process, in the main pipe, and fed to the bubbler vessel 7. In the bubbler vessel 7 gas is sparged, passing it through a liquid odorant and saturated with vapor. In the bubbler vessel 7, along the gas flow, a separator 8 is installed, made of a fine mesh, separating excess drip moisture, which gradually collects on the mesh of the separator 8 and flows back along the walls of the bubbler vessel. The level sensor 19, controlling the current level of the odorant in the bubbler vessel 7, transmits a signal to the control unit 24. When the lower / upper value of the working level of the odorant is reached, the control unit 24 generates a control signal to open / close the valve 18 installed on the pipeline 17, automatically draining / replenishing an odorant to / from the storage tank 12. For discharge, the ejector 14 creates a vacuum in the storage tank 12, and through the pipe 17 the odorant from the bubbler tank 7 enters the storage tank 12. The pipe 17 for complete purge purge m gas and, after a time t, required to purge command control unit 24 closes valve 18. In the storage container 12 is restored high pressure controlled by the pressure sensor 22. The bubble by displacement replenish container 7 a new portion of the odorant. Upon reaching the upper level of the odorant level in the bubbler tank determined by the level sensor 23, the control unit 24 closes the valve 18 by the temperature sensors 18. The temperature sensors 20 and the pressure sensor 21 determine the thermobaric parameters at which the bubbling process takes place and transmit the obtained values to the control unit 24. Saturated with vapor odorant gas (without drip moisture) enters the pipeline 9, where the gas meter 10 determines the current value of the gas flow after the bubbling process and transfers the received value to the unit 24, which, using applications that implement the algorithm for calculating gas saturation depending on thermobaric parameters, determines the amount of odorant contained in a gas unit after the bubbling process at the moment. Based on these calculations, as well as data on the gas flow in the main pipeline obtained from the metering unit 3, the control unit 24 controls the degree of opening of the valve of the flow regulator 11 for introducing odorized gas into the main pipeline 1.

Кроме того, на основном трубопроводе 1 после трубопровода 9, по которому вводят насыщенный парами одоранта газ в основной газовый поток, дополнительно устанавливают газоанализатор 25, данные с которого о качественных характеристиках одорированного газа поступают на блок управления 24 и используются для более точного расчета количества насыщенного парами одоранта газа, необходимого для введения в основной газовый поток.In addition, on the main pipeline 1 after the pipeline 9, through which the gas saturated with odorant vapor is introduced into the main gas stream, a gas analyzer 25 is additionally installed, data from which on the qualitative characteristics of the odorized gas are supplied to the control unit 24 and are used to more accurately calculate the amount of vapor saturated gas odorant necessary for introduction into the main gas stream.

Кроме того, в барботажной емкости 7 дополнительно устанавливают терморегулятор 26, регулирующий и стабилизирующий температурный режим в течение всего процесса барботации.In addition, a temperature regulator 26 is additionally installed in the bubbler vessel 7, which regulates and stabilizes the temperature regime during the entire process of bubbling.

Т.о. исключением использования сужающего устройства для создания перепада давления в основном трубопроводе достигают расширения рабочего диапазона расходов одорируемого газа, проходящего в основном потоке, в частности возможности его использования для газопроводов малой пропускной способности. За счет использования процесса барботации для насыщения газа парами одоранта и, как следствие, исключения фильтра тонкой очистки из устройства одоризации, а также определением термобарических параметров посредством системы автоматизации, влияющих на количественные показатели насыщенности газа парами одоранта, рассчитывая с помощью прикладных программ и вводя в газ необходимое количество одоранта, повышают надежность работы и упрощают техническое обслуживание устройства одоризации.T.O. with the exception of the use of a narrowing device to create a pressure drop in the main pipeline, an expansion of the operating range of flow rates of the odorized gas passing in the main stream is achieved, in particular, the possibility of its use for low-capacity gas pipelines. By using the bubbling process to saturate the gas with odorant vapors and, as a result, eliminating the fine filter from the odorizing device, as well as determining thermobaric parameters through an automation system that affect the quantitative indicators of gas saturation with odorant vapors, calculating using application programs and entering into the gas the necessary amount of odorant increases reliability and simplifies maintenance of the odorization device.

Дополнительно устанавливая газоанализатор в схему устройства, повышают точность одоризации газа, контролируя его качественные показатели в трубопроводе подачи потребителю, а дополнительно устанавливая терморегулятор, стабилизируют температурный режим в течение всего процесса барботации.Additionally, installing a gas analyzer in the device circuit, increase the accuracy of gas odorization, controlling its quality indicators in the consumer supply pipeline, and additionally installing a temperature regulator, stabilize the temperature during the entire process of bubbling.

Claims

1. The method of gas odorization, which consists in bubbling gas and introducing vapor-saturated odorant gas into the main gas stream, characterized in that the thermobaric parameters of the course of the bubbling process are determined by means of an automation system, quantitative indicators of gas saturation with odorant vapor are determined and depending on the data obtained and the measured the current gas flow rate in the main pipeline is calculated using application programs and the necessary amount of odorized gas is introduced into the main Approx gas.

2. A device for gas odorization, including a container for storing liquid odorant, a bubbler tank, characterized in that it is equipped with a process automation system containing sensors for monitoring the thermobaric parameters of the course of the bubbling process, a gas meter that determines the current value of the gas flow after the bubbling process, and a control unit, processing the received information and forming control teams for regulatory bodies of the process of odorization.

3. The device according to claim 2, characterized in that on the main pipeline after introducing odorized gas into the main stream, an additional gas analyzer is installed.

4. The device according to claim 2 or 3, characterized in that a temperature regulator is additionally installed in the bubbler vessel.