RU2680578C1

RU2680578C1 - Gas odorizer

Info

Publication number: RU2680578C1
Application number: RU2018117805A
Authority: RU
Inventors: Владимир Григорьевич Тонконог; Степан Алексеевич Наволоцкий; Антон Павлович Макаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Нейт"
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2019-02-22

Abstract

FIELD: processes automation devices.SUBSTANCE: invention relates to the automatic control of the amount of odorant entering a gas stream, and can be used in various industries, for example, in the process of natural gas stenching. Gas odorizer contains supply tank (5) with a pipe for supplying a liquid odorant, channel for supplying liquid odorant (12) through dispensing pump (13) and check valve (CV), communicated with mixer (32), gas supply channel (27) from high-pressure line (1) through reducer (28), pressure sensor (29), shut-off valve (30) and jet (31), also communicated with above-mentioned mixer (32 ), the output of which is connected to evaporator (15), output of which is communicated by the feed channel of odorizing mixture (21) through pressure sensor (23) sequentially installed in it, flow regulator (22) and counter of odorizing mixture (24) with low pressure line (4). Feed channel of liquid odorant (12) is equipped with calibrator (14). Evaporator (15) is made in the form of tank with partition (16) dividing it into internal cavity (18) and external cavity (17), in which a permeable insert is installed, and is equipped with heater (19). Odorizing mixture is fed through nozzles (25) in low pressure line (4).EFFECT: as a result, the functionality of the odorizer is expanded, and the accuracy of dosing the odorant is increased when gas flows are odorized under unsteady gas consumption conditions.6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматическому регулированию количества одоранта поступающего в газовый поток и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например, в процессе одорирования природного газа, где требуется пропорциональная подача одоранта в газовую магистраль при значительных колебаниях расхода газа, в том числе и малых расходах.The invention relates to automatic control of the amount of odorant entering the gas stream and can be used in various industries, for example, in the process of odorizing natural gas, where a proportional supply of odorant to the gas main is required with significant fluctuations in gas flow, including low flow rates.

Природный газ на основе метана и многие другие углеводороды в общем случае не имеют запаха. При использовании углеводородов к ним подмешиваются различные вещества, обладающие характерным, легко обнаруживаемым запахом, т.е осуществляется процесс одоризации газа. Одоризация проводится с целью оперативного обнаружения утечек газа и обеспечения безопасности эксплуатации газового оборудования. В качестве одорантов используют этилмеркаптан (C₂H₆S) и смесь природных меркаптанов, два разных сложных (С₁-С₆) алкильных эфира акриловой кислоты; комбинацию или, по меньшей мере, одно соединение из группы, содержащей карбоновые кислоты, альдегиды, фенолы, анизолы. Возможно применение и других пахучих веществ:Natural gas based on methane and many other hydrocarbons are generally odorless. When using hydrocarbons, various substances are mixed with them that have a characteristic, easily detectable odor, i.e., the process of gas odorization is carried out. Odorization is carried out in order to quickly detect gas leaks and ensure the safe operation of gas equipment. Ethyl mercaptan (C ₂ H ₆ S) and a mixture of natural mercaptans, two different (C ₁ -C ₆ ) alkyl esters of acrylic acid are used as odorants; a combination or at least one compound from the group consisting of carboxylic acids, aldehydes, phenols, anisoles. Perhaps the use of other odorous substances:

Одорирование природного газа, движущегося по магистральным трубопроводам, осуществляется как правило на газораспределительных станциях (ГРС) после его редуцирования от давления Р=6…12 МПа до давления Р=0,2…0,6 МПа.Odorization of natural gas moving along the main pipelines is usually carried out at gas distribution stations (GDS) after its reduction from pressure P = 6 ... 12 MPa to pressure P = 0.2 ... 0.6 MPa.

При одоризации природного газа используются два основных способа подачи одоранта: введение в поток природного газа жидкого одоранта с его последующим испарением; введение в поток природного газа паров одоранта или газовой смеси, содержащей пары одоранта.When odorizing natural gas, two main methods for supplying an odorant are used: introducing a liquid odorant into a natural gas stream with its subsequent evaporation; introducing into the natural gas stream odorant vapors or a gas mixture containing odorant vapors.

Устройства, реализующие подачу жидкого одоранта в газовый поток, представлены установками плунжерного типа (Данилов А.А., Петров А.И. Газораспределительные станции. С. Петербург. Изд-во «Недра», 1997; патент РФ №2153189, МПК G05D 7/00, опубликовано 2010.07.20).Devices that supply liquid odorant to the gas stream are represented by plunger-type installations (Danilov A.A., Petrov A.I. Gas distribution stations. St. Petersburg. Nedra Publishing House, 1997; RF patent No. 2153189, IPC G05D 7 / 00, published 2010.07.20).

Поскольку количество одоранта, вводимого в газовую среду, составляет 5-17 г. на 10000 нм³ газа, то введение в поток жидкого одоранта используется преимущественно при стабильном и гарантированно большом расходе газа, Q>100 нм³/час. При меньших расходах газа возникают чисто технические проблемы подачи, регулирования и измерения малых количеств жидкости, а при дискретной подаче одоранта возникает проблема равномерности (однородности) смешения одоранта с газом, удовлетворяющая требованиям технических условий.Since the amount of odorant introduced into the gas medium is 5-17 g per 10,000 nm ^{3 of} gas, the introduction of liquid odorant into the stream is used mainly with a stable and guaranteed high gas flow rate, Q> 100 nm ³ / h. At lower gas flow rates, purely technical problems of supplying, regulating and measuring small amounts of liquid arise, and with discrete odorant supply, the problem of uniformity (homogeneity) of mixing the odorant with gas, satisfying the requirements of technical conditions, arises.

Известен одоризатор природного газа (патент №2399947, МПК G05D 7/00, опубл. 20.09.2010), содержащий термостатированную расходную емкость с одорирующей жидкостью с патрубком наддува и патрубком подачи одоранта, канал наддува газом высокого давления, сообщенный через расходный редуктор и эжектор с магистралью низкого давления, а через расходный редуктор и редуктор наддува - с патрубком наддува и через вентиль-смеситель - с патрубком подачи одоранта, расположенным в газовой полости емкости и сообщенным с магистралью низкого давления посредством переключателей через эжектор или через регулятор расхода одоранта. Известное устройство не обеспечивает достаточной надежности и точности подачи одоранта в газовый поток при малых расходах газа, характерных для условий работы малых ГРС, Q<(1…50) нм³/час, поскольку проходные сечения в гидравлической арматуре при небольших расходах одоранта должны быть столь малыми, что изменения проходных сечений, происходящие по команде управляющих систем, соизмеримы с изменениями проходных сечений, обусловленных люфтами в механических устройствах, обеспечивающих перемещение регулирующих элементов.Known natural gas odorizer (patent No. 2399947, IPC G05D 7/00, publ. 09/20/2010), containing a thermostatic flow tank with odorizing liquid with a nozzle for charging and an nozzle for supplying an odorant, a channel for boosting with high-pressure gas communicated through a flow reducer and an ejector with low-pressure line, and through a flow reducer and a boost reducer - with a boost pipe and through a mixer tap - with an odorant supply pipe located in the gas cavity of the tank and communicated with the low-pressure line by switching teachers through an ejector or through an odorant flow regulator. The known device does not provide sufficient reliability and accuracy of the odorant supply to the gas stream at low gas flow rates, typical for the conditions of operation of small gas distribution systems, Q <(1 ... 50) nm ³ / h, since the flow cross sections in hydraulic valves at low flow rates of the odorant should be so small that changes in the flow cross-sections occurring at the command of control systems are commensurate with changes in the flow cross-sections due to backlash in mechanical devices that allow the movement of control elements.

Известен одоризатор природного газа (патент №2540134, МПК G05D 7/00, опубл. 10.02.2015), наиболее близкий к заявляемому изобретению, включающий термостатированую емкость с одорирующей жидкостью, патрубок наддува, датчик расхода природного газа, канал подачи одоранта, пузырьковый расходомер-дозатор, представляющий собой колбу с жидкостью и жиклер подачи газообразного одоранта. Недостатком данного одоризатора природного газа является то, что концентрация паров одоранта в газовой смеси, поступающей в дозатор, будет определяться параметрами среды в газовой подушке расходной емкости и, таким образом, количество одоранта, поступающего в газовый поток будет зависеть не только от объема и количества пузырьков, генерируемых пузырьковым дозатором, установленным в колбе, наполненной жидкостью, но и параметрами газовой смеси в емкости. Последнее усложняет регулирование процессом одоризации и обеспечение пропорциональной одоризации газа.Known natural gas odorizer (patent No. 2540134, IPC G05D 7/00, publ. 02/10/2015), closest to the claimed invention, including a thermostatic container with odorizing liquid, boost pipe, natural gas flow sensor, odorant supply channel, bubble flow meter - a dispenser, which is a flask with a liquid and a nozzle for supplying a gaseous odorant. The disadvantage of this natural gas odorizer is that the concentration of odorant vapors in the gas mixture entering the dispenser will be determined by the environmental parameters in the gas cushion of the supply tank and, therefore, the amount of odorant entering the gas stream will depend not only on the volume and number of bubbles generated by a bubble dispenser installed in a flask filled with liquid, but also the parameters of the gas mixture in the tank. The latter complicates the regulation of the odorization process and the provision of proportional odorization of gas.

Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является создание одоризатора, обеспечивающее с высокой точностью пропорциональную подачу одоранта в газовый поток в условиях нестационарных режимов потребления газа.The technical problem to which the invention is directed is the creation of an odorizer, which provides with high accuracy the proportional flow of odorant into the gas stream under conditions of unsteady gas consumption.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей и повышении точности дозирования одоранта при одорировании газовых потоков в условиях нестационарных режимов потребления газа.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to expand the functionality and increase the accuracy of dosing the odorant when odorizing gas flows under conditions of unsteady gas consumption.

Технический результат достигается тем, что одоризатор газа, содержащий расходную емкость для одоризирующей жидкости с патрубком для подачи жидкого одоранта, включает канал подачи жидкого одоранта, сообщенный со смесителем через последовательно установленные в нем насос-дозатор и обратный клапан, канал подачи газа из магистрали высокого давления через последовательно установленные в нем редуктор, отсечной клапан и жиклер, также сообщенный с вышеупомянутым смесителем, выход которого соединен с испарителем, а выход испарителя сообщен каналом подачи одоризирующей смеси через последовательно установленные в нем регулятор расхода и расходомер-счетчик количества одоризирующей смеси с магистралью низкого давления.The technical result is achieved by the fact that the gas odorizer containing the supply container for the odorizing liquid with a nozzle for supplying a liquid odorant includes a channel for supplying a liquid odorant communicated with the mixer through a metering pump and a non-return valve, a gas supply channel from the high pressure line through a reducer, a shut-off valve and a nozzle, which are also connected in series with the aforementioned mixer, the outlet of which is connected to the evaporator and the outlet of the evaporator is nalom odoriziruyuschey feed mixture through successively mounted therein a flow regulator and a flow meter-counter of odoriziruyuschey admixture with the low pressure manifold.

Канал подачи жидкого одоранта оснащен калибратором.The liquid odorant feed channel is equipped with a calibrator.

Канал подачи одорирующей смеси оснащен датчиком давления.The odorizing mixture supply channel is equipped with a pressure sensor.

Испаритель выполнен в виде емкости с перегородкой, разделяющей ее на внутреннюю полость и внешнюю полость, в которой установлена проницаемая вставка.The evaporator is made in the form of a container with a partition dividing it into an internal cavity and an external cavity in which a permeable insert is installed.

Испаритель снабжен нагревателем.The evaporator is equipped with a heater.

На выходе канала подачи одоризирующей смеси установлены форсунки для подачи одоризирующей смеси в магистраль низкого давления.At the outlet of the feed channel of the odorizing mixture, nozzles are installed to supply the odorizing mixture to the low pressure line.

На фиг. 1 представлена схема одоризатора газа.In FIG. 1 is a diagram of a gas odorizer.

Одоризатор газа включает: магистраль газа высокого давления 1, газораспределительную станцию (ГРС) 2, датчик расхода газа 3, магистраль газа низкого давления 4, емкость для одорирующей жидкости 5, канал заправки 6, уровнемер 7, канал дренажный 8, нагреватель 9, реле 10, фильтр одоранта 11, канал подачи жидкого одоранта 12, насос-дозатор 13, калибратор 14, испаритель 15, перегородку 16 в испарителе 15, полость внешнюю 17, полость внутреннюю 18, нагреватель испарителя 19, реле испарителя 20, канал подачи одорирующей смеси 21, регулятор расхода 22, датчик давления P_O 23 в канале подачи одорирующей смеси 21, расходомер-счетчик количества 24, форсунки 25, фильтр газа 26, канал подачи газа из магистрали высокого давления (канал наддува) 27, редуктор 28, датчик давления P_R 29 в канале подачи газа из магистрали высокого давления 27, отсечной клапан 30, жиклер 31, смеситель 32, датчик давления P_B 33 в магистрали газа высокого давления 1, датчик давления Р_Н 34 в магистрали газа низкого давления 4, блок управления 35, электрические цепи 36, Т₁ и Т₂ - датчики температуры, ОК₁ и ОК₂ - обратные клапаны, В₁…В₉ - вентили.The gas odorizer includes: high-pressure gas line 1, gas distribution station (GRS) 2, gas flow sensor 3, low-pressure gas line 4, container for odorizing liquid 5, refueling channel 6, level gauge 7, drainage channel 8, heater 9, relay 10 , odorant filter 11, liquid odorant supply channel 12, metering pump 13, calibrator 14, evaporator 15, baffle 16 in the evaporator 15, external cavity 17, internal cavity 18, evaporator heater 19, evaporator relay 20, odorizing mixture supply channel 21, flow regulator 22, pressure sensor P _O 23 in the supply channel of the odorizing mixture 21, a flow meter-counter of quantity 24, nozzles 25, a gas filter 26, a channel for supplying gas from the high-pressure line (boost channel) 27, a gearbox 28, a pressure sensor P _R 29 in the gas supply channel from the high-pressure line 27 , shut-off valve 30, nozzle 31, mixer 32, pressure sensor P _B 33 in the high-pressure gas pipe 1, pressure sensor P _Н 34 in the low-pressure gas pipe 4, control unit 35, electrical circuits 36, T ₁ and T ₂ - sensors temperature, OK ₁ and OK ₂ - check valves, V ₁ ... V ₉ - valves.

Одоризатор газа оснащен средствами диагностики и управления: датчиком расхода газа 3; расходомером-счетчиком количества 24, калибратором 14, отсечным клапаном 30, датчиками давления (Р_В 33, Р_Н 34, P_R 29) и датчиками температуры (Т₁, Т₂). Управление работой одоризатора газа и передача информации на вышестоящий уровень обеспечивается блоком управления 35.The gas odorizer is equipped with diagnostic and control tools: gas flow sensor 3; flowmeter-counter of quantity 24, calibrator 14, shut-off valve 30, pressure sensors (P _B 33, P _H 34, P _R 29) and temperature sensors (T ₁ , T ₂ ). Management of the gas odorizer and the transmission of information to a higher level is provided by the control unit 35.

В одоризаторе газа осуществляется подготовка одорирующей смеси (смеси паров одоранта с газом) в смесителе 32 и испарителе 15 и подача смеси в магистраль низкого давления 4 через форсунки 25 пропорционально расходу газа. Одоризация осуществляется в широком диапазоне расходов газа, в том числе и при малых расходах газа (1…5 н.м³/час), характерных для работы мини ГРС.In the gas odorizer, the odorizing mixture is prepared (a mixture of odorant vapor with gas) in the mixer 32 and the evaporator 15 and the mixture is supplied to the low-pressure line 4 through nozzles 25 in proportion to the gas flow rate. Odorization is carried out in a wide range of gas flow rates, including at low gas flow rates (1 ... 5 nm ³ / h), typical for mini GDS operation.

Пропорциональность одоризации обеспечивается путем использования регулятора расхода 22, пропускную способность которого задает блок управления 35, управляющие сигналы в него поступают от датчика расхода газа 2 и расходомера-счетчика количества одорирующей смеси 24.The proportionality of odorization is ensured by using a flow regulator 22, the throughput of which is determined by the control unit 35, the control signals are received from the gas flow sensor 2 and the flow meter-counter of the amount of odorizing mixture 24.

Точность и пропорциональность одорирования газа обеспечивается управляемой работой насоса-дозатора 13, подающего определенные величины доз жидкого одоранта в смеситель 32, и подготовкой смеси в испарителе 15 с требуемой (задаваемой) концентрацией одоранта в смеси. Требуемая концентрация одоранта в смеси обеспечивается регулированием количества доз, подаваемых насосом-дозатором 13 по команде блока управления 35 в смеситель 32 и испаритель 15.The accuracy and proportionality of gas odorization is ensured by the controlled operation of the metering pump 13, which supplies certain values of the doses of liquid odorant to the mixer 32, and the preparation of the mixture in the evaporator 15 with the required (set) concentration of the odorant in the mixture. The required concentration of odorant in the mixture is provided by controlling the number of doses supplied by the metering pump 13 at the command of the control unit 35 to the mixer 32 and the evaporator 15.

Надежность и точность пропорциональности одорирования газа обеспечивается регулированем и контролем объема, подаваемых насосом-дозатором 13 в смеситель 32, диспергирования и испарение жидкого одоранта в испарителе 15, а так же разбавления паров одоранта газом в испарителе 15 и регулируемой подачи смеси в магистраль низкого давления. В настоящее время отсутствуют стандартные методы и сертифицированные средства измерения малых расходов (см. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ. Кн. 2. - 5-е изд. перераб. и доп. - СПб.: Политехника, 2004. - 412 с.), за исключением ротаметров, а последние трудно совместить со средствами автоматики и регистрации сигналов. Разбавление паров одоранта газом позволяет увеличивается объемный расход смеси а, смледовательно, осуществлять и более точное измерение и регулирование расходом одорирующей смеси при прочих равных условиях. Точность одоризации обеспечивается также термостатированием смеси в испарителе 15 и поддержанием в его полостях 17 и 18 определенного давления с помощью редуктора 28 и датчика давления (P_O) 23, т.е создания в испарителе смеси с определенным содержанием одоранта в единице объема, вследствие чего обеспечивается надежность и точность пропорциональности одоризации газа при подаче смеси в магистраль низкого давления 4.Reliability and accuracy of the proportionality of gas odorization is ensured by the regulation and control of the volume supplied by the metering pump 13 to the mixer 32, dispersion and evaporation of liquid odorant in the evaporator 15, as well as dilution of the odorant vapors with gas in the evaporator 15 and controlled supply of the mixture to the low pressure line. At present, there are no standard methods and certified means of measuring small expenses (see Kremlevsky P.P. Flowmeters and counters of the amount of substances. Book 2. - 5th ed. Revised and additional - St. Petersburg: Polytechnic, 2004. - 412 s.), With the exception of rotameters, and the latter are difficult to combine with automation and signal acquisition. Dilution of odorant vapor with gas allows the volumetric flow rate of the mixture to increase, and, consequently, more accurate measurement and regulation of the flow rate of the odorizing mixture, all other things being equal. The odorization accuracy is also ensured by thermostating the mixture in the evaporator 15 and maintaining a certain pressure in its cavities 17 and 18 using a pressure reducer 28 and a pressure sensor (P _O ) 23, i.e., creating a mixture in the evaporator with a certain odorant content per unit volume, which ensures Reliability and accuracy of the proportionality of gas odorization when the mixture is supplied to the low pressure line 4.

Расширение функциональных возможностей обеспечивается регулированием концентрации одоранта в полостях 17 и 18 испарителя 15, что позволяет осуществлять одорирование газовых потоков, как при больших, так и малых расходах без изменения характеристик и конструкции одоризатора газа. Надежность одорирования обеспечивается также наличием в канале 27 и в канале 12 обратных клапанов OK₁ и ОК₂, которые предотвращают обратное поступление одоранта в эти каналы.The expansion of functionality is provided by controlling the concentration of odorant in the cavities 17 and 18 of the evaporator 15, which allows odorization of gas flows, both at high and low flow rates without changing the characteristics and design of the gas odorizer. Reliability of odorization is also ensured by the presence of check valves OK ₁ and OK ₂ in channel 27 and channel 12, which prevent the odorant from returning to these channels.

Одоризатор газа содержит емкость 5 с одорантом, канал подачи жидкого одоранта 12, смеситель 32, испаритель 15, канал подачи газа из магистрали высокого давления (канал наддува) 27, канал подачи одорирующей смеси 21 в магистраль низкого давления 4.The gas odorizer contains a container 5 with an odorant, a channel for supplying a liquid odorant 12, a mixer 32, an evaporator 15, a channel for supplying gas from the high-pressure line (boost channel) 27, and a channel for supplying the odorizing mixture 21 to the low-pressure line 4.

Емкость 5 с патрубком подачи жидкого одоранта снабжена каналом заправки 6 с запорным вентилем В₁, дренажным каналом 8 с запорным вентилем В₂ и уровнемером 7. Емкость 5 снабжена нагревателем 9 с реле 10, назначение которых обеспечение заданной температуры жидкого одоранта в емкости 5, независимо от температуры окружающей среды. Работой реле 10 управляет датчик температуры Т₁ совместно с блоком 35.The tank 5 with a nozzle for supplying liquid odorant is equipped with a refueling channel 6 with a shut-off valve B ₁ , a drainage channel 8 with a shut-off valve B ₂ and a level gauge 7. The tank 5 is equipped with a heater 9 with a relay 10, the purpose of which is to ensure the set temperature of the liquid odorant in the tank 5, regardless from the ambient temperature. The operation of the relay 10 is controlled by a temperature sensor T _{1 in} conjunction with block 35.

Канал подачи жидкого одоранта 12 соединяет емкость 5 со смесителем 32 и испарителем 15. В канале 12 последовательно установлены: запорный вентиль В₃, фильтр одоранта 11, насос-дозатор 13, запорный вентиль В₇ и обратный клапан ОК₁. В качестве насоса-дозатора 13 может быть применен плунжерный или иной насос, обеспечивающий дискретную подачу жидкости, например, сильфонный насос-дозатор согласно патенту РФ №2636949.A liquid odorant supply channel 12 connects the container 5 to the mixer 32 and the evaporator 15. In the channel 12, the shut-off valve B ₃ , the odorant filter 11, the metering pump 13, the shut-off valve B ₇ and the check valve OK _{1 are} installed in series. As the metering pump 13, a plunger or other pump can be used that provides a discrete fluid supply, for example, a bellows metering pump according to RF patent No. 2636949.

Испаритель 15 представляет собой емкость, в которой установлена перегородка 16, разделяющая ее на две сообщающиеся полости: полость внешнюю 17 и полость внутреннюю 18. Внешняя полость 17 заполнена проницаемой вставкой, например, набором металлических сеток или пористым материалом. Испаритель 15 снабжен нагревателем 19, поддерживающим в нем постоянную температуру Т₂, обеспечивающую испарение жидкого одоранта. Для смеси природных меркаптанов температура Т₂ может задаваться в интервале температур 40…120°С. Работой нагревателя 19 управляет реле 20 и датчик температуры Т₂ совместно с блоком управления 35. Внешняя полость 17 испарителя 15 соединена со смесителем 32. Проницаемая вставка представляет собой любой материал аккумулирующий тепло и проницаемый для газожидкостной смеси, например, набор металлических сеток, пористый материал и прочее. Смеситель 32 обеспечивает диспергирование жидкости при поступлении в него газа из жиклера 31.The evaporator 15 is a container in which a partition 16 is installed, dividing it into two communicating cavities: an external cavity 17 and an internal cavity 18. The external cavity 17 is filled with a permeable insert, for example, a set of metal grids or porous material. The evaporator 15 is equipped with a heater 19, maintaining in it a constant temperature T ₂ , providing for the evaporation of liquid odorant. For a mixture of natural mercaptans, the temperature T ₂ can be set in the temperature range 40 ... 120 ° C. The operation of the heater 19 is controlled by a relay 20 and a temperature sensor T ₂ together with a control unit 35. The outer cavity 17 of the evaporator 15 is connected to the mixer 32. The permeable insert is any material that accumulates heat and is permeable to a gas-liquid mixture, for example, a set of metal grids, porous material and other things. The mixer 32 provides dispersion of the liquid upon receipt of gas from the nozzle 31.

Канал подачи газа из магистрали высокого давления (канал наддува) 27 соединяет магистраль газа высокого давления 1 со смесителем 32. В канале подачи газа из магистрали высокого давления (канал наддува) 27 последовательно установлены: запорный вентиль В₉, фильтр газа 26, редуктор 28, датчик давления P_R 29, отсечной клапан 30, обратный клапан ОК₂ и жиклер 31.The gas supply channel from the high-pressure line (boost channel) 27 connects the high-pressure gas line 1 to the mixer 32. In the gas supply channel from the high-pressure line (boost channel) 27, the following are installed: shut-off valve B ₉ , gas filter 26, gearbox 28, pressure sensor P _R 29, shut-off valve 30, non-return valve OK ₂ and nozzle 31.

Канал подачи одорирующей смеси 21 соединяет внутреннюю полость 18 испарителя 15 с форсунками 25. В канале подачи одорирующей смеси последовательно установлены: датчик давления (P_O) 23, регулятор расхода 22, расходомер счетчик количества 24, запорный вентиль В₈.The supply channel of the odorizing mixture 21 connects the internal cavity 18 of the evaporator 15 with the nozzles 25. In the supply channel of the odorizing mixture, the following are installed in series: pressure sensor (P _O ) 23, flow regulator 22, flow meter, quantity 24 meter, shut-off valve B ₈ .

Исходное состояние одоризатора газа: емкость 5 заправлена жидким одорантом до рабочего уровня. Редуктор 28 настроен на определенное давление P_R, превышающее давление газа Р_Н в магистрали газа низкого давления 4. Вентили B₁, В₂, В₄, В₅ и В₆ находятся в положении «закрыто», остальные вентили В₃, В₇, B₈, В₉ - в положении «открыто».The initial state of the gas odorizer: the tank 5 is filled with liquid odorant to the working level. The gearbox 28 is set to a specific pressure P _R exceeding the gas pressure P _N in the low pressure gas line 4. Valves B ₁ , B ₂ , B ₄ , B ₅ and B ₆ are in the “closed” position, the rest of the valves B ₃ , B ₇ , B ₈ , B ₉ - in the "open" position.

Одоризатор газа работает следующим образом. По магистрали 1 газ с высоким давлением P_B поступает на ГРС 2, где происходит его редуцирование до давления P_H<P_B. Датчик расхода газа 3 измеряет текущий расход и передает измерительную информацию блоку управления 35. По команде блока управления 35 из емкости 5 по каналу 12 с помощью насоса-дозатора 13 забирается определенная доза одоранта и подается в смеситель 32. После этого открывается отсечной клапан 30 и газ поступает из магистрали высокого давления 1 по каналу 27 через жиклер 31 в смеситель 32. При прохождении газа через смеситель 32, заполненный определенной дозой жидкого одоранта, образуется дисперсная газожидкостная смесь, которая далее поступает во внешнюю полость 17 испарителя 15. Давление газа, поступающего в жиклер 31 задается редуктором 28 и контролируется датчиком давления 29. Назначение жиклера 31 - ограничение скорости прохождения газа через смеситель 32 и ограничение темпа увеличения давления в испарителе 15. Газожидкостная смесь проходит через проницаемую вставку, размещенную во внешней полости 17 испарителя 15. Проницаемая вставка нагрета до определенной температуры и обладает теплосодержанием Н, достаточным для испарения поступившей дозы одоранта, H>m⋅r, где Н - теплосодержание пористой вставки, m - масса дозы одоранта, r - скрытая теплота парообразования одоранта. Газожидкостная среда, попадая в нагретую проницаемую вставку, вследствие испарения жидкой фазы, образует газовую смесь, состоящую из паров одоранта и газа. Наряду с испарением жидкой фазы, проницаемая вставка способствует перемешиванию компонентов смеси, состоящей из газа и паров одоранта. Из внешней полости 17 смесь поступает во внутреннюю полость 18 испарителя 15, и далее в канал подачи одорирующей смеси 21. По каналу 21 смесь паров одоранта и газа поступает через регулятор расхода 22, расходомер-счетчик количества 24, форсунки 25 в магистраль газа низкого давления 4.The gas odorizer works as follows. On line 1, gas with high pressure P _B enters the GDS 2, where it is reduced to a pressure P _H <P _B. The gas flow sensor 3 measures the current flow rate and transmits the measuring information to the control unit 35. At the command of the control unit 35, a certain dose of odorant is taken from the tank 5 through the channel 12 using a metering pump 13 and fed to the mixer 32. After that, the shut-off valve 30 and gas enters from the high-pressure line 1 through channel 27 through the nozzle 31 to the mixer 32. When gas passes through the mixer 32, filled with a certain dose of liquid odorant, a dispersed gas-liquid mixture is formed, which then enters the external cavity 17 of the evaporator 15. The pressure of the gas entering the nozzle 31 is set by the pressure reducer 28 and is controlled by the pressure sensor 29. The purpose of the nozzle 31 is to limit the rate of gas passage through the mixer 32 and to limit the rate of increase in pressure in the evaporator 15. The gas-liquid mixture passes through a permeable insert placed in the outer cavity 17 of the evaporator 15. The permeable insert is heated to a certain temperature and has a heat content H sufficient to evaporate the received dose of odorant, H> m⋅r, where N is the heat content of the pore stand insert, m is the mass of the odorant dose, r is the latent heat of vaporization of the odorant. A gas-liquid medium, falling into a heated permeable insert, due to evaporation of the liquid phase, forms a gas mixture consisting of odorant and gas vapors. Along with the evaporation of the liquid phase, the permeable insert promotes mixing of the components of the mixture consisting of gas and odorant vapor. From the external cavity 17, the mixture enters the internal cavity 18 of the evaporator 15, and then into the supply channel of the odorizing mixture 21. Through channel 21, the mixture of odorant and gas vapors enters through a flow regulator 22, a flow meter-counter of quantity 24, nozzles 25 into the low-pressure gas line 4 .

Пропорциональность одорирования газа задается величиной и числом доз, подаваемых насосом-дозатором 13 в смеситель 32 и далее в испаритель 15. Измерение величины дозы, подаваемой насосом-дозатором 13, ее регулирование и текущий контроль осуществляется с помощью калибратора 14, установленного в канале подачи жидкого одоранта 12. Для измерения и регулирования величины дозы вентиль В₇ закрывается, а вентиль В₄ открывается. После чего задается один или более циклов срабатывания насоса-дозатора 13 и измеряется с помощью мерного устройства калибратора 14 объем подаваемой дозы. При необходимости проводится корректировка механизма насоса-дозатора 13, задающего объем дозы. Пропорциональность одорирования обеспечивается блоком управления 35, который согласует частоту циклов срабатывания насоса-дозатора 13 с величиной текущего расхода газа, измеряемого датчиком расхода 3. Пропорциональность одорирования может корректироваться регулятором расхода 22 по сигналу расходомера-счетчика количества 24 с помощью блока управления блока управления 35.The proportionality of gas odorization is determined by the size and number of doses supplied by the metering pump 13 to the mixer 32 and then to the evaporator 15. The dose rate supplied by the metering pump 13 is measured, controlled and monitored using a calibrator 14 installed in the liquid odorant supply channel 12. To measure and control the dose, valve B ₇ closes and valve B ₄ opens. After which one or more cycles of operation of the metering pump 13 are set and the volume of the delivered dose is measured using a calibrator 14 measuring device. If necessary, an adjustment is made to the mechanism of the metering pump 13, which sets the dose volume. The proportionality of the odorization is provided by the control unit 35, which matches the frequency of the cycles of the metering pump 13 with the value of the current gas flow rate measured by the flow sensor 3. The proportionality of the odorization can be adjusted by the flow regulator 22 according to the signal from the flowmeter-counter of quantity 24 using the control unit of the control unit 35.

Для обеспечения надежности управления расходом одорирующей смеси в канале подачи одорирующей смеси 21 установлен датчик давления P_O 23, обладающий функцией регистрации установленного диапазона давлений (P_max и P_min). Датчик давления 23 обеспечивает поддержание давления в испарителе 15 в определенном диапазоне давлений P_max…P_min. Подача газа из магистрали высокого давления по каналу 27 в смеситель 32 и испаритель 15 прекращается по команде датчика давления 23 при достижении давления Р=P_max и подача газа возобновляется при уменьшении давления до величины Р=P_min. Значение давления P_max задается равным давлению P_R и соответствует давлению, на которое настраивается редуктор 28. Концентрация одоранта в смеси (природный газ + пары одоранта) зависит от термодинамических параметров газовой среды (Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкин, A.M. Братковский и др. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232). Стабилизация температуры в испарителе 15 и поддержание давления в определенном диапазоне позволяет обеспечивать определенную концентрацию паров одоранта в газовой смеси. Таким образом, обеспечивается надежность и пропорциональность одорирования газа в магистрали низкого давления 4.To ensure reliable control of the flow of odorizing mixture in the supply channel of odorizing mixture 21, a pressure sensor P _O 23 is installed, which has the function of registering the set pressure range (P _max and P _min ). The pressure sensor 23 maintains the pressure in the evaporator 15 in a certain pressure range P _max ... P _min . The gas supply from the high-pressure line through channel 27 to the mixer 32 and the evaporator 15 is stopped by the command of the pressure sensor 23 when the pressure P = P _{max is} reached and the gas supply resumes when the pressure decreases to the value P = P _min . The pressure value P _max is set equal to the pressure P _R and corresponds to the pressure at which the pressure reducer 28 is adjusted. The concentration of the odorant in the mixture (natural gas + odorant vapor) depends on the thermodynamic parameters of the gas medium (Physical quantities: Reference book / A.P. Babichev, N. A. Babushkin, AM Bratkovsky et al. - M.: Energoatomizdat, 1991. - 1232). Stabilization of the temperature in the evaporator 15 and maintaining the pressure in a certain range allows you to provide a certain concentration of odorant vapor in the gas mixture. Thus, the reliability and proportionality of odorization of gas in the low pressure line 4 is ensured.

Предлагаемое устройство имеет минимальное количество подвижных элементов, что позволяет упростить конструкцию одоризатора, повысить надежность его работы и расширить диапазон расхода газа, при которых возможна контролируемая и пропорциональная одоризация газа в магистраль 4 без изменения конструкции и размеров одоризатора газа и обеспечивает точность дозирования одоранта, поступающего в газовый поток в широком диапазоне расходов газа, а также в режимах переменного газопотребления.The proposed device has a minimum number of movable elements, which allows to simplify the design of the odorizer, to increase the reliability of its operation and to expand the range of gas flow at which a controlled and proportional odorization of gas into the line 4 is possible without changing the design and size of the gas odorizer and ensures the accuracy of dosing of the odorant entering gas flow in a wide range of gas flow rates, as well as in variable gas consumption modes.

Claims

1. A gas odorizer containing a flow container for an odorizing liquid with a nozzle for supplying a liquid odorant, characterized in that it includes a channel for supplying a liquid odorant communicated with the mixer through a metering pump and a non-return valve, a gas supply channel from the high pressure through a reducer, a shut-off valve and a nozzle successively installed in it, also in communication with the aforementioned mixer, the outlet of which is connected to the evaporator, and the outlet of the evaporator is communicated by the odo supply channel iziruyuschey mixture through successively mounted therein a flow regulator and a flow meter-counter of odoriziruyuschey admixture with the low pressure manifold.

2. Gas odorizer according to claim 1, characterized in that the liquid odorant supply channel is equipped with a calibrator.

3. The gas odorizer according to claim 1, characterized in that the feed channel of the odorizing mixture is equipped with a pressure sensor.

4. The gas odorizer according to claim 1, characterized in that the evaporator is made in the form of a container with a partition dividing it into an internal cavity and an external cavity in which a permeable insert is installed.

5. The gas odorizer according to claim 1, characterized in that the evaporator is equipped with a heater.

6. The gas odorizer according to claim 1, characterized in that at the outlet of the supply channel of the odorizing mixture, nozzles are installed for supplying the odorizing mixture to the low pressure line.