RU2761697C1 - Modular installation for separation and transportation of gas through pipelines - Google Patents
Modular installation for separation and transportation of gas through pipelines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761697C1 RU2761697C1 RU2021102854A RU2021102854A RU2761697C1 RU 2761697 C1 RU2761697 C1 RU 2761697C1 RU 2021102854 A RU2021102854 A RU 2021102854A RU 2021102854 A RU2021102854 A RU 2021102854A RU 2761697 C1 RU2761697 C1 RU 2761697C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylindrical
- section
- tangential
- modular
- gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
- B01D45/12—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
- B01D45/14—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by rotating vanes, discs, drums or brushes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
- F15D1/00—Influencing flow of fluids
- F15D1/02—Influencing flow of fluids in pipes or conduits
Abstract
Description
Изобретение относится к сепарационной очистке газообразных продуктов, находящихся под давлением, транспортируемых по магистральным и другим трубопроводам, поступающим для переработки или использования его в качестве энергоносителя на промышленных предприятиях или на объектах гражданского строительства.The invention relates to the separation treatment of gaseous products under pressure, transported through the main and other pipelines, supplied for processing or use as an energy carrier at industrial enterprises or at civil construction sites.
Также, возможно использование изобретения в нефтедобывающей промышленности, в частности, на месторождениях, при обустройстве скважин во входном дроссельном штуцере, на установках УНТС в узле очистке и редуцирования, на отводах магистральных газопроводах с использованием перепада давлений установки.It is also possible to use the invention in the oil industry, in particular, in the fields, in the arrangement of wells in the inlet choke, in the UNTS installations in the cleaning and reduction unit, in the branches of the main gas pipelines using the pressure drop of the installation.
Установку можно размещать параллельно, с редуцирующим устройством на трубопроводах ГРС, где перепады давлений составляют интервалы от 2,5-7,5 МПа, до давлений в распределительной сети 0,2-0,12 МПа.The installation can be placed in parallel, with a reducing device on the gas distribution station pipelines, where the pressure drops range from 2.5-7.5 MPa to pressures in the distribution network of 0.2-0.12 MPa.
Используемый на объектах газ, должен быть стабильным по составу находящихся в нем углеводородных компонентов, а также допустимых компонентов нежелательных примесей таких как углекислота, сернистые соединения, водный конденсат и механические примеси.The gas used at the facilities must be stable in the composition of the hydrocarbon components contained in it, as well as the permissible components of undesirable impurities such as carbon dioxide, sulfur compounds, water condensate and mechanical impurities.
Известно изобретение на устройство RU 869796 Α1 В01D 45/12 от 03.10. 1981 [1] - устройство для очистки транспортируемого газа, содержащее корпус с размещенной коаксиально внутри него секцией, на входе которой установлены завихрители, причем фильтрующий элемент в виде усеченного конуса с определенным отношением (1,2-2,5) к диаметру фильтрующего элемента, а лопатки завихрителей установлены под углом к оси фильтрующего элемента.Known invention for the device RU 869796 Α1 B01D 45/12 from 03.10. 1981 [1] - a device for cleaning the transported gas, containing a housing with a section located coaxially inside it, at the inlet of which swirlers are installed, and the filter element is in the form of a truncated cone with a certain ratio (1.2-2.5) to the diameter of the filter element, and the swirler blades are installed at an angle to the axis of the filter element.
Недостатки:Flaws:
- наличие фильтрующего элемента приводит к постепенной забивке фильтрующего элемент, который необходимо периодически менять пористый материал, что приводит к необходимой остановке устройства и прекращению работы установки, что влечет неудобства в непрерывности производства;- the presence of a filter element leads to a gradual clogging of the filter element, which must periodically change the porous material, which leads to the necessary shutdown of the device and the termination of the operation of the installation, which entails inconvenience in the continuity of production;
- необходимость наличия расходного материала вызывает дополнительные расходы и технологически недопустимые остановки в работе и неоправданные затраты.- the need for consumables causes additional costs and technologically unacceptable stoppages in work and unjustified costs.
Известно, также устройство «Способ транспортировки газообразных и жидких продуктов по трубопроводам и устройство для его осуществления» по патенту РФ: RU 2528545 С2 F17D 1/20, F17D 1/20/09, от 31.08.2014 [2].It is also known a device "Method for transporting gaseous and liquid products through pipelines and a device for its implementation" according to the RF patent: RU 2528545 C2 F17D 1/20, F17D 1/20/09, dated 31.08.2014 [2].
Устройство для реализации способа по патенту [2] представляет собой отрезок трубопровода с расположенным в стыке участков активатора вращения транспортируемого газообразного продукта, состоящего из цилиндрического, соосно расположенному трубопроводу корпуса и установленных по окружности на своей внутренней поверхности направляющих лопаток, которые в центре трубопровода соединены на центральном обтекателе.The device for implementing the method according to the patent [2] is a section of a pipeline with a section of the pipeline located at the junction of the sections of the activator of rotation of the transported gaseous product, consisting of a cylindrical, coaxially located pipeline housing and installed circumferentially on its inner surface of guide vanes, which are connected in the center of the pipeline on the central fairing.
Активатор может содержать отдельный корпус, в виде отрезка трубы, внешний диаметр которого, равен внутреннему диаметру трубопровода, а внутренние кромки цилиндрического корпуса скошены, при этом корпус активатора неподвижно закреплен внутри трубопровода. Активаторы вращения придают вращательное движение поступающего потока газа на всем протяжении трубопровода.The activator may contain a separate body, in the form of a pipe segment, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the pipeline, and the inner edges of the cylindrical body are beveled, while the activator body is fixedly fixed inside the pipeline. Rotation activators impart a rotational motion to the incoming gas flow along the entire length of the pipeline.
Недостатки устройства по патенту [2]:Disadvantages of the device under the patent [2]:
- целью изобретения является повышение эффективности транспортировки газообразных и жидких продуктов во вращающемся потоке образуется газожидкостная смесь, состоящая из составляющих фаз, которые транспортируются, без их разделения и сепарации фаз.- the aim of the invention is to increase the efficiency of transportation of gaseous and liquid products in a rotating stream, a gas-liquid mixture is formed, consisting of the constituent phases that are transported without their separation and phase separation.
- активаторы вращения размещены на всем протяжении трубопровода, что практически не реально, а при реализации потребует значительных капиталовложений и трудозатрат, поэтому нецелесообразно это решение.- rotation activators are placed along the entire length of the pipeline, which is practically unrealistic, but upon implementation will require significant capital investments and labor costs, therefore this solution is impractical.
Пртотипом заявляемого изобретения является «Устройство транспортировки и сепарации газообразных продуктов по трубопроводам» по патенту РФ: RU 2670283 C1 F17D 1/20, F15D 1/04, от 12.04.2017 [3].The prototype of the claimed invention is "Device for transportation and separation of gaseous products through pipelines" according to the RF patent: RU 2670283 C1 F17D 1/20, F15D 1/04, dated 12.04.2017 [3].
Сущность устройства состоит в том, что устройство транспортировки и сепарации газообразных продуктов по трубопроводам содержит трубопровод с расположенным в стыке своих смежных участков активатора вращения транспортируемого газа, состоящего из соосно размещенного трубопровода корпуса и установленных по окружности на своей внутренней поверхности направляющих лопаток активатора, которые соединены в центре обтекателя. При этом, активатор вращения содержит цилиндрический корпус большего, чем трубопровод диаметра и соединен с трубопроводом коническими участками при помощи сварки или фланцевого соединения. В цилиндрическом корпусе центральный обтекатель выполнен в виде конуса, соединенного по ходу газообразного продукта с отрезком трубы. Конус имеет наклонные тангенциальные сквозные прорези. В цилиндрическом корпусе после отрезка трубы в нижней его части установлен патрубок с защитным козырьком, которые образуют зону для отбора из газа выделенной влаги и примесей. Нижняя часть патрубка подсоединена к накопительной емкости.The essence of the device lies in the fact that the device for transportation and separation of gaseous products through pipelines contains a pipeline located at the junction of its adjacent sections of the activator of rotation of the transported gas, consisting of a coaxially located pipeline of the body and installed circumferentially on its inner surface of the guide blades of the activator, which are connected in center of the fairing. In this case, the rotation activator contains a cylindrical body with a diameter larger than the pipeline and is connected to the pipeline by conical sections by means of welding or a flange connection. In the cylindrical body, the central fairing is made in the form of a cone connected along the course of the gaseous product with a pipe segment. The cone has inclined tangential through slots. In the cylindrical body, after the pipe section, a branch pipe with a protective visor is installed in its lower part, which form a zone for the selection of separated moisture and impurities from the gas. The lower part of the branch pipe is connected to a storage tank.
Работа устройства состоит в создании избыточного давления газообразному продукту на входе в трубопровод и придания ему вращательного движения в активаторе вращения при помощи лопаток, соединенных на центральном обтекателе. Транспортируемый газообразный продукт при входе в цилиндрический корпус большего, чем трубопровод диаметра направляют в активатор вращения, при этом одну часть потока направляют в наклонные тангенциальные сквозные прорези конуса центрального обтекателя, а другую часть потока направляют на направляющие лопатки. В результате этого обеим разделенным частям потока газа придают однонаправленное вращательное движение с разными тангенциальными (угловыми) скоростями, при этом тангенциальная скорость газа в центральном обтекателе превышает скорость газа на направляющих лопатках.The operation of the device consists in creating an overpressure of the gaseous product at the inlet to the pipeline and imparting a rotational motion to it in the rotation activator by means of blades connected to the central fairing. The transported gaseous product at the entrance to the cylindrical body with a diameter larger than the pipeline is directed to the rotation activator, while one part of the flow is directed into the inclined tangential through slots of the cone of the central fairing, and the other part of the flow is directed to the guide vanes. As a result, both separated parts of the gas flow are given a unidirectional rotational motion with different tangential (angular) velocities, while the tangential velocity of the gas in the central fairing exceeds the velocity of the gas on the guide vanes.
В результате, на выходе в районе конца отрезка трубы получают наложение вращающихся частей обеих потоков, с выделением из транспортируемого газообразного продукта механических примесей и влаги, вследствие чего, происходит выделение примесей и влаги. Их накапливают в нижнюю часть корпуса большого диаметра - зона сбора выделенных механических примесей и влаги, образованной патрубком с защитным козырьком. Далее, выделенные механические примеси и влагу направляют в накопительную емкость, из которой последние удаляют, посредством трубопровода с запорным вентилем, а очищенный газообразный продукт направляют в трубопровод, расположенный после цилиндрического корпуса.As a result, at the outlet in the vicinity of the end of the pipe section, an overlap of the rotating parts of both streams is obtained, with the release of mechanical impurities and moisture from the transported gaseous product, as a result of which impurities and moisture are released. They are accumulated in the lower part of the large-diameter body - the collection zone for the separated mechanical impurities and moisture formed by a branch pipe with a protective visor. Further, the separated mechanical impurities and moisture are directed to a storage tank, from which the latter are removed, through a pipeline with a shut-off valve, and the purified gaseous product is directed to a pipeline located after the cylindrical body.
Основные недостатки прототипа:The main disadvantages of the prototype:
- принятая конструкция активатора с лопастными активаторами позволяет осуществлять создание вращательного движения потока преимущественно в вертикальной плоскости, по осевой цилиндрического корпуса. В этом случае, во вращающемся потоке газа на периферийную область будет выделяться только часть взвесей, за счет тангенциальной составляющей, а часть будет выноситься по осевой направляющей, что является недостатком;- the adopted design of the activator with paddle activators allows the creation of a rotational movement of the flow mainly in the vertical plane, along the axial cylindrical body. In this case, in the rotating gas flow to the peripheral region, only part of the suspended matter will be released due to the tangential component, and part will be carried along the axial guide, which is a disadvantage;
- установка лопастного активатора, вращающегося в вертикальной плоскости в корпусе устройства, большего диаметра, чем основной трубопровод существующих сетей газопровода, что требует дополнительных объемов капитальных затрат;- installation of a vane activator rotating in a vertical plane in the device body, with a larger diameter than the main pipeline of existing gas pipeline networks, which requires additional capital expenditures;
- сепарационный отбор нежелательных примесей газообразных продуктов требует дополнительного обустройства и внешних коммуникаций для отвода сепарируемых компонентов из газа, что не технологично.- the separation selection of undesirable impurities of gaseous products requires additional arrangement and external communications to remove the separated components from the gas, which is not technologically feasible.
Указанные недостатки были учтены в предлагаемом изобретении, которые рассмотрим более подробно.These disadvantages were taken into account in the proposed invention, which we will consider in more detail.
Основными целями являлись:The main goals were:
- организовать более эффективное завихрение напорного потока газа, которое может быть многоступенчатым и комбинированным завихрением;- to organize a more efficient swirl of the pressure gas flow, which can be multistage and combined swirl;
- отвод выделенных взвесей конденсата и примесей необходимо организовать как можно раньше, сразу после их образования (укрупнения) и концентрации в периферийной области, не допуская вторичного уноса.- the removal of the separated condensate suspensions and impurities must be organized as early as possible, immediately after their formation (enlargement) and concentration in the peripheral area, avoiding secondary entrainment.
Технический результат и сущность заявленного технического решения модульной установки сепарационной очистки и транспортировки газа по трубопроводам, заключается в следующем. В цилиндрическом корпусе, являющемся частью трубопровода, соосно размещена со свободным продольным перемещением и возможностью съема, модульная цилиндрическая вставка меньшего диаметра по отношению к корпусу и равной длине корпуса, при этом между корпусом и модульной цилиндрической вставкой образовано кольцевое пространство, закрытое с торцов цилиндрическими кольцевыми заглушками, а внутри кольцевого пространства размещены опорные направляющие ребра. Внутреннее пространство модульной цилиндрической вставки разделено на четыре секции, из которых в первой секции размещен тангенциально-осевой завихритель, состоящий из лопастей, симметрично установленных по конической образующей с углом наклона лопастей к осевой. При этом входные концы лопастей закреплены во втулке меньшего диаметра, по отношению к концам лопастей, закрепленных по окружности большого диаметра. Втулка и концы лопастей закреплены посредством крепежных решеток, установленных на внутренней поверхности модульной вставки.The technical result and essence of the claimed technical solution of a modular installation for separation treatment and transportation of gas through pipelines is as follows. In the cylindrical body, which is part of the pipeline, a modular cylindrical insert of a smaller diameter in relation to the body and equal to the length of the body is coaxially placed with free longitudinal movement and the possibility of removal , and support guiding ribs are located inside the annular space. The inner space of the modular cylindrical insert is divided into four sections, of which the first section contains a tangential-axial swirler, consisting of blades symmetrically mounted along a conical generatrix with an angle of inclination of the blades to the axial one. In this case, the input ends of the blades are fixed in a sleeve of a smaller diameter, in relation to the ends of the blades, fixed along a circle of a large diameter. The hub and the ends of the blades are fixed by means of fastening grids installed on the inner surface of the modular insert.
Во второй секции установлен конический патрубок, который вплотную примыкает к центральной части, образующей лопастей большого диаметра, а выход конического патрубка со стороны малого диаметра соосно вплотную примыкает к входу первого из трех последовательно, соосно размещенных тангенциальных патрубков, которые вплотную примыкают своими основаниями друг к другу. Тангенциальные патрубки имеют равные длины, но разные диаметры, увеличивающиеся последовательно по ходу газового потока газа. При этом тангенциальные патрубки закреплены посредством двух крепежных решеток к внутренней цилиндрической поверхности вставки, при этом внутренняя часть каждого патрубка перфорирована сквозными отверстиями по всей цилиндрической поверхности, причем с наружной стороны патрубка имеются винтообразные лопасти с направляющими от центра к периферии, а в четвертой секции соосно размещен цилиндроконический направляющий патрубок, с двумя конусами, установленными на входе и выходе цилиндрической образующей вставки, причем, на ее поверхности имеются наклонные тангенциальные сквозные прорези.In the second section, a conical branch pipe is installed, which is closely adjacent to the central part, which forms blades of large diameter, and the outlet of the conical branch pipe from the small diameter side coaxially closely adjoins the inlet of the first of three successively, coaxially placed tangential branch pipes, which adjoin each other closely with their bases ... Tangential pipes have equal lengths, but different diameters, increasing sequentially along the gas flow. In this case, the tangential pipes are fixed by means of two fastening grids to the inner cylindrical surface of the insert, while the inner part of each pipe is perforated with through holes along the entire cylindrical surface, and on the outer side of the pipe there are helical blades with guides from the center to the periphery, and in the fourth section it is coaxially located cylindrical-conical guide pipe, with two cones installed at the inlet and outlet of the cylindrical generatrix of the insert, and on its surface there are inclined tangential through slots.
В нижней части модульной цилиндрической вставки имеются сквозные отверстия и два ряда сепарационных отбойников, в виде отогнутых под углом пластин к внутренней цилиндрической образующей и сквозных отверстий, под отогнутыми пластинами, размещенными на границе раздела между третьей и четвертой секциями.In the lower part of the modular cylindrical insert there are through holes and two rows of separation bumpers, in the form of plates bent at an angle to the inner cylindrical generatrix and through holes, under bent plates located at the interface between the third and fourth sections.
На выходном участке четвертой секции в верхней половине модульной цилиндрической образующей отсутствуют сквозные отверстия.There are no through holes at the outlet section of the fourth section in the upper half of the modular cylindrical generatrix.
Вывод отсепарированного конденсата и примесей из кольцевого пространства за пределы установки производят посредством патрубка и размещенного на нем запорного вентиля.The separated condensate and impurities are removed from the annular space outside the installation by means of a branch pipe and a shut-off valve located on it.
Техническое решение установки сепарационной очистки и транспортировки газа по трубопроводам представлено на фигуре 1 и на фигуре 2. При этом, на фигуре 1 представлен схематический разрез модульной установки соосной в стыке фланцевого разъема трубопровода, включающего корпус установки сепарационной очистки и транспортировки газа по трубопроводам. На фигуре 2 представлено сечение в разрезе цилиндрического корпуса на входе в завихритель 1-й ступени.The technical solution of the installation for separation treatment and transportation of gas through pipelines is shown in figure 1 and figure 2. At the same time, figure 1 shows a schematic section of a modular installation coaxial at the joint of a flange connector of the pipeline, including the body of the installation for separation cleaning and transportation of gas through pipelines. Figure 2 shows a cross-sectional view of a cylindrical body at the entrance to the swirler of the 1st stage.
На фигуре 1 представлено деление горизонтальных участков корпуса установки на секции: А - первая секция; В - вторая секция; С - третья секция; G - четвертая секция.Figure 1 shows the division of the horizontal sections of the body of the installation into sections: A - the first section; B - second section; C - third section; G is the fourth section.
На фигуре 1 и фигуре 2 представлены технологические потоки: I - ввод исходного потока газа; II - вывод газа с установки после сепарационной очистки; III - вывод отсепарированного конденсата и примесей; ойFigure 1 and figure 2 show the process streams: I - input of the initial gas stream; II - gas outlet from the installation after separation cleaning; III - withdrawal of separated condensate and impurities; Oh
Элементы конструкции модульной установки сепарационночистки и транспортировки газа по трубопроводам представлены на фигуре 1 и фигуре 2, включая следующие: 1 - корпус цилиндрической трубы; 2, 3 - фланцевые соединения, установленные на трубопроводе в местах стыка участков трубопровода; 4 - корпус модульной цилиндрической вставки; 5 - цилиндрические кольцевые заглушки; 6 - лопасти тангенциально-осевого завихрителя; 7 - втулка, соединяющая основания лопастей тангенциально-осевого завихрителя; 8 - крепежная решетка, соединяющая втулку с корпусом модульной цилиндрической вставки; 9 - крепежная решетка концов лопастей завихрителя; 10 - конический патрубок; 11 - опорные направляющие ребра; 12 - тангенциальный патрубок первой ступени; 13 - винтообразные лопасти тангенциального патрубка первой ступени; 14 - отверстия в тангенциальном патрубке первой ступени; 15 - крепежная решетка первой и второй ступеней тангенциальных завихрителей; 16 - тангенциальный патрубок второй ступени; 17 - отверстия в тангенциальном патрубке второй ступени; 18 - винтообразные лопасти тангенциального патрубка второй ступени; 19 - кольцевое пространство; 20 - тангенциальный патрубок третьей ступени; 21 - отверстия в тангенциальном патрубке третьей ступени; 22 - винтообразные лопасти третьей ступени; 23 - заглушка с отверстием на выходе тангенциального патрубка третьей ступени; 24 - цилиндроконическая направляющая 25 - входной конус цилиндроконической направляющей; 26 - крепежная решетка цилиндроконической направляющей; 27 - выходной конус цилиндроконической направляющей; 28 - тангенциальные наклонные прорези в цилиндрической части цилиндроконической направляющей; 29 - сепарационные отбойники; 30, 31, 32 - сквозные отверстия в корпусе модульной цилиндрической вставки; 33 - патрубок вывода отсепарированного конденсата и примесей; 34 - запорный вентиль.Structural elements of a modular installation for separation cleaning and transportation of gas through pipelines are shown in figure 1 and figure 2, including the following: 1 - the body of a cylindrical pipe; 2, 3 - flange connections installed on the pipeline at the junction of the pipeline sections; 4 - housing of a modular cylindrical insert; 5 - cylindrical annular plugs; 6 - blades of the tangential-axial swirler; 7 - bushing connecting the bases of the tangential-axial swirler blades; 8 - fastening lattice connecting the sleeve with the body of the modular cylindrical insert; 9 - fastening lattice of the ends of the swirler blades; 10 - conical branch pipe; 11 - supporting guiding ribs; 12 - tangential branch pipe of the first stage; 13 - helical blades of the tangential branch pipe of the first stage; 14 - holes in the tangential branch pipe of the first stage; 15 - fastening lattice of the first and second stages of tangential swirlers; 16 - second stage tangential branch pipe; 17 - holes in the tangential branch pipe of the second stage; 18 - helical blades of the second stage tangential branch pipe; 19 - annular space; 20 - third stage tangential branch pipe; 21 - holes in the tangential branch pipe of the third stage; 22 - helical blades of the third stage; 23 - plug with a hole at the outlet of the third stage tangential branch pipe; 24 - cylindrical-conical guide 25 - inlet cone of the cylindrical-conical guide; 26 - fastening lattice of the cylindrical-conical guide; 27 - outlet cone of the cylindrical-conical guide; 28 - tangential inclined slots in the cylindrical part of the cylindrical-conical guide; 29 - separation bumpers; 30, 31, 32 — through holes in the housing of the modular cylindrical insert; 33 - branch pipe for withdrawing separated condensate and impurities; 34 - shut-off valve.
Техническая сущность модульной установки сепарационной очистки и транспортировки газа по трубопроводам заключается в том, что содержащей трубопровод с расположенным в стыке своих участков лопастного активатора вращения транспортируемого газа, состоящего из цилиндрического соосного трубопроводу корпуса 1 равного диаметра с трубопроводом при помощи сварки или фланцевого соединения 2, 3, при этом в цилиндрическом корпусе соосно размещена модульная цилиндрическая вставка меньшего диаметра по отношению к корпусу и равной длины корпуса, при этом между корпусом 1 и цилиндрической вставкой 4 образовано кольцевое пространство 19 для отвода отсепарированной жидкости. Причем, кольцевое пространство закрыто с торцов цилиндрическими кольцевыми заглушками 5, а внутри кольцевого пространства размещены опорные направляющие ребра 11, а внутреннее пространство цилиндрической вставки разделено на четыре секции (А), (В), (С) и (G), из которых в первой секции (А) размещен тангенциально-осевой завихритель, состоящий из лопастей 6, симметрично установленных по конической образующей с углом наклона лопастей к осевой, при этом входные концы лопастей закреплены во втулке 7 меньшего диаметра, по отношению к концам лопастей 6, закрепленных по окружности большего диаметра, причем втулка и концы лопастей закреплены посредством крепежных решеток 8 и 9, установленных на внутренней поверхности вставки 4. Во второй секции (В) установлен конический патрубок 10, который вплотную примыкает к центральной части, образующей лопастей большего диаметра. Выход конического патрубка со стороны малого диаметра соосно вплотную примыкает к входу первого 12 из трех последовательно, соосно размещенных тангенциальных патрубков 12, 16, 20, которые вплотную примыкают своими основаниями друг к другу, причем патрубки имеют равные длины, но разные диаметры, увеличивающиеся последовательно по ходу газового потока. При этом, тангенциальные патрубки закреплены посредством двух крепежных решеток 15, 15а к внутренней цилиндрической поверхности вставки.The technical essence of a modular installation for separation treatment and transportation of gas through pipelines is that containing a pipeline with a vane activator of rotation of the transported gas located at the junction of its sections, consisting of a
Внутренняя часть каждого патрубка перфорирована сквозными отверстиями 14, 17, 21 по всей цилиндрической поверхности, причем с наружной стороны патрубка имеются винтообразные лопасти 13, 18, 22 с направляющими от центра к периферии, а в четвертой секции (G) соосно размещен цилиндроконический направляющий патрубок 24 с двумя конусами 23, 27, установленными на входе и выходе цилиндрической образующей, примем на ее поверхности имеются наклонные тангенциальные сквозные прорези 28, а в секции (G) в нижней части модульной цилиндрической вставки имеются сквозные отверстия 30, 31 и два ряда сепарационных отбойников 29, в виде отогнутых под углом пластин к внутренней цилиндрической образующей и сквозных отверстий 32, под отогнутыми пластинами, которые размещены на границе раздела между третьей и четвертой секциями, а на выходном участке четвертой секции, при этом в секции (G) в верхней половине диаметра цилиндрической образующей отсутствуют сквозные отверстия, а выход отсепарированного конденсата и примесей (поток III) из нижней части кольцевого пространства за пределы установки осуществляют посредством патрубка 33 и размещенного на нем запорного вентиля 34.The inner part of each branch pipe is perforated with through
Предлагаемое изобретение - модульную установку сепарационной очистки предлагается устанавливать в стыках газового напорного газопровода, преимущественно на байпасах магистральных трубопроводов с давлениями порядка от 12 до 75 кг/см2, а также на врезках в магистральные газопроводы, на газораспределительных станциях (ГРС) и газокомпрессорных станциях, на товарно-сырьевых базах и хранилищах сжиженных газов, в газодобывающей промышленности, для очистки газа от механических примесей, в установках низкотемпературной сепарации (УНТС).The proposed invention - a modular separation treatment plant is proposed to be installed at the joints of a gas pressure gas pipeline, mainly on bypasses of main pipelines with pressures of the order of 12 to 75 kg / cm 2 , as well as on tie-ins into main gas pipelines, at gas distribution stations (GDS) and gas compressor stations, at commodity bases and storage facilities of liquefied gases, in the gas production industry, for gas purification from mechanical impurities, in low-temperature separation units (UNTS).
Для съема и замены модульной вставки установки, необходимо ее вынуть через фланцевый разъем 2 или 3 из основного корпуса 1. Это возможно, поскольку модульная вставка соосно установлена внутри корпуса 1, перемещение поступательное внутри основного корпуса осуществляется благодаря скользящим опорные направляющие ребрам 11, установленных на наружной поверхности цилиндрической образующей модульной вставки. Пластин-ребер для центровки модульной вставки может быть порядка от 4 до 8, с равномерной разбивкой по периметру цилиндрической образующей корпуса вставки, установленных на корпусе вставки (путем приварки или винтового крепления) в 2 ряда: на начальном и выходящем участках вставки на расстояниях от фланцевых разъемов порядка 400 мм, при ориентировочной общей длине 1,6-2,2 м (в зависимости от диаметра магистрального или другого трубопровода).To remove and replace the modular insert of the installation, it is necessary to remove it through the flange connector 2 or 3 from the
Способ работы модульной установки сепарационной очистки и транспортировки газа по трубопроводам заключается в подаче напорного газа (поток I) в корпус 1, в котором размещена модульная вставка 4, в которой осуществляют создание вращательного завихренного потока газа в тангенциально-осевом завихрители 6 (секция А) После чего, часть потока направляют (секции В и С) в периферийную область внутреннего пространства модульной вставки 4, а другую часть центрального потока газа отбирают посредством направляющего конуса 10 и направляют в трехступенчатый тангенциальный завихритель (секция С), состоящий их трех последовательно установленных по осевой тангенциальных патрубков 12, 16, 20. В результате, центральная часть закрученного на входе тангенциально-осевого завихрителя последовательно проходит по внутреннему пространству тангенциальных патрубков. Из тангенциальных патрубков закрученный поток частично выходит струями посредством отверстий14, 17, 21 в цилиндрических корпусах тангенциальных патрубков, а затем выходящие струи газа дополнительно закручиваются посредством, находящихся на наружной поверхности патрубков винтообразных лопастей 13, 18, 22 и выходят, встречаясь с периферийным завихренным потоком из тангенциально-осевого завихрителя 6. В результате наложения встречных закрученных частей потоков происходит дополнительное выделение сконденсированных капель влаги, которая поступает в секцию G.The method of operation of a modular installation for separation treatment and transportation of gas through pipelines consists in supplying pressure gas (stream I) to
Другая часть центрального потока, выходящая из внутреннего пространства тангенциальных патрубков поступает в цилиндроконический завихритель 24, из которого также выходят две части потока, одна выходит из полости патрубка и конической направляющей 27 при расширении после конической части, а другая, проходя центральную часть с тангенциальными прорезями 28 закручивается и на выходе из цилиндрической части 24 проходя тангенциальные прорези 28, в результате встречных струй укрупняется в результате изменяющихся механических и термодинамических изменений параметров укрупняясь в капли, которые отбираются посредством сепарационных отбойнков29 и имеющихся отверстий 30, 31, 32. Вывод укрупненных капель конденсата осуществляется в кольцевое пространство, а затем, посредством патрубка 33 и запорного вентиля 34 выводится за пределы модульной установки (поток III).Another part of the central flow leaving the inner space of the tangential nozzles enters the cylindrical-
По сравнению с известными изобретениями, заявленная установка имеет следующие преимущества:Compared with the known inventions, the claimed installation has the following advantages:
- благодаря наличию модульной вставки, предлагаемая установка может быть использована в опытно-промышленных установках, когда требуется проверить эффективность подготовки различных газовых и газожидкостных смесей. С помощью данной установки, могут отрабатываться различные режимы работы с изменяемыми конструкциями статических активаторов-завихрителей потока, изменениями проходных сечений сквозных окон винтообразных каналов, с учетом отвода отсепарированного конденсата и примесей;- due to the presence of a modular insert, the proposed installation can be used in pilot plants when it is required to check the efficiency of preparation of various gas and gas-liquid mixtures. With the help of this installation, various operating modes can be tested with variable designs of static activators-swirlers of the flow, changes in the flow cross-sections of through windows of helical channels, taking into account the removal of separated condensate and impurities;
- установка, являющаяся модульной, может быть установлена на байпасной линии, на ответвлениях от магистрального газопровода, для отработки оптимального режима работы и на время ремонта аварийного участка магистрального газопровода; когда установка может быть включена на рабочий режим, на время ремонта.- the unit, which is modular, can be installed on the bypass line, on the branches from the main gas pipeline, to work out the optimal operating mode and during the repair of the emergency section of the main gas pipeline; when the unit can be turned on for operating mode, at the time of repair.
- в качестве завихрителей потока используют тангенциально-осевые и тангенциальные, сочетание которых имеет существенные преимущества, заключающиеся в том, что комбинирование разнонаправленных потоков в данном изобретении позволяют наиболее эффективно выделять конденсируемые пары и механические примеси. Это достигается за счет взаимодействия периферийного потока закрученного тангенциально-осевым завихрителем с встречным угловыми, завихренными потоками, газа выходящими в перпендикулярном направлении тангенциальных струй из тангенциальных завихрителей трех ступеней;- as swirlers of the flow, tangential-axial and tangential are used, the combination of which has significant advantages, namely that the combination of multidirectional flows in this invention allows the most efficient separation of condensed vapors and mechanical impurities. This is achieved due to the interaction of the peripheral flow of the swirled tangential-axial swirler with the counter angular, swirling gas flows escaping in the perpendicular direction of the tangential jets from the tangential swirlers of three stages;
- используемые завихрители и их применение в комбинированном сочетании способствуют увеличению времени пребывания жидкой фазы в жидко-капельном состоянии, а следовательно, преимущественно под действием центробежной составляющей скорости, своевременно выведены в кольцевые сборники без вторичного ее уноса;- the swirlers used and their use in a combined combination contribute to an increase in the residence time of the liquid phase in the liquid-droplet state, and therefore, mainly under the influence of the centrifugal component of the velocity, are promptly withdrawn into the annular collectors without its secondary entrainment;
Предложенное техническое решение - модульная установка по сепарационной очистке и транспортировки газа по трубопроводам, многоступенчатую сепарационную очистку закрученного потока посредством использования двух разных типов завихрителей позволяет более эффективно выделять из газожидкостного потока конденсат и примеси, что является новым конструктивным решением для устройств типа модульной установки и, следовательно, соответствует критерию «новизна».The proposed technical solution is a modular installation for separation cleaning and transportation of gas through pipelines, multi-stage separation cleaning of a swirling stream by using two different types of swirlers allows more efficient separation of condensate and impurities from the gas-liquid stream, which is a new design solution for devices such as a modular installation and, therefore , meets the criterion "novelty".
Вышеприведенная совокупность отличительных признаков заявленного устройства - установки не известна на данном уровне развития техники и не следует из общеизвестных правил известных установок совместной сепарации и транспорта газообразных продуктов по трубопроводам, что доказывает соответствию критерию «изобретательский уровень».The above set of distinctive features of the claimed device - installation is not known at this level of technical development and does not follow from the well-known rules of known installations for joint separation and transport of gaseous products through pipelines, which proves that the criterion of "inventive step" is met.
Источники информацииSources of information
1. (SU) 869796 Α1 В01D 45/12 от 03.10. 1981.1. (SU) 869796 Α1 В01D 45/12 from 03.10. 1981.
2. Патент RU 2528545 С2 F17D 1/20, F17D 1/20/09 от 31.08.2012.2. Patent RU 2528545
3. Патент RU 2670283 С2 F17D 1/20, F15D 1/04 от 12.04.2017 - прототип.3. Patent RU 2670283
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021102854A RU2761697C1 (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Modular installation for separation and transportation of gas through pipelines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021102854A RU2761697C1 (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Modular installation for separation and transportation of gas through pipelines |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2761697C1 true RU2761697C1 (en) | 2021-12-13 |
Family
ID=79175001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021102854A RU2761697C1 (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Modular installation for separation and transportation of gas through pipelines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2761697C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794725C1 (en) * | 2022-05-18 | 2023-04-24 | Валентин Николаевич Косенков | Centrifugal vortex separator |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU869796A1 (en) * | 1975-10-03 | 1981-10-07 | Украинский научно-исследовательский институт природных газов "УкрНИИГАЗ" | Apparatus for cleaning gas being transported |
| RU2048925C1 (en) * | 1992-03-13 | 1995-11-27 | Александр Алексеевич Пешков | Moisture separator |
| US6632351B1 (en) * | 2000-03-08 | 2003-10-14 | Shell Oil Company | Thermal cracking of crude oil and crude oil fractions containing pitch in an ethylene furnace |
| RU2528545C2 (en) * | 2012-08-31 | 2014-09-20 | Евгений Климович Тюпаев | Pipeline transportation of gases and fluids and device to this end |
| RU2670283C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-22 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Device for transporting and separating gaseous products via pipelines |
| US10688504B2 (en) * | 2017-09-30 | 2020-06-23 | Uop Llc | Apparatus and process for gas-solids separation |
-
2021
- 2021-02-05 RU RU2021102854A patent/RU2761697C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU869796A1 (en) * | 1975-10-03 | 1981-10-07 | Украинский научно-исследовательский институт природных газов "УкрНИИГАЗ" | Apparatus for cleaning gas being transported |
| RU2048925C1 (en) * | 1992-03-13 | 1995-11-27 | Александр Алексеевич Пешков | Moisture separator |
| US6632351B1 (en) * | 2000-03-08 | 2003-10-14 | Shell Oil Company | Thermal cracking of crude oil and crude oil fractions containing pitch in an ethylene furnace |
| RU2528545C2 (en) * | 2012-08-31 | 2014-09-20 | Евгений Климович Тюпаев | Pipeline transportation of gases and fluids and device to this end |
| RU2670283C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-22 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации | Device for transporting and separating gaseous products via pipelines |
| US10688504B2 (en) * | 2017-09-30 | 2020-06-23 | Uop Llc | Apparatus and process for gas-solids separation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2794725C1 (en) * | 2022-05-18 | 2023-04-24 | Валентин Николаевич Косенков | Centrifugal vortex separator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3884660A (en) | Gas-liquid separator | |
| US6513345B1 (en) | Nozzle for supersonic gas flow and an inertia separator | |
| US8790447B2 (en) | Separation device for removing liquid from a mixture comprising a gas and liquid | |
| US20110192190A1 (en) | Process for removing gaseous contaminants from a feed gas stream comprising methane and gaseous contaminants | |
| US20100107687A1 (en) | Process for removing gaseous contaminants from a feed gas stream comprising methane and gaseous contaminants | |
| RU2670283C1 (en) | Device for transporting and separating gaseous products via pipelines | |
| RU2070441C1 (en) | Device for separation of solid particles from mixture of solid substances and liquid or gaseous medium | |
| US20140116255A1 (en) | Axial gas-liquid cyclone separator | |
| CA2118005C (en) | Liquid/gas separator | |
| US4279624A (en) | Downflow separator method and apparatus | |
| CN110891669B (en) | Rotary absorber device and method for scrubbing absorbate from gas | |
| US3526082A (en) | Apparatus for removing dust from gases | |
| CN105107355B (en) | Absorption and separation integration sulfurous gas desulfurization cyclone reaction device | |
| CN114555205A (en) | Separating device with plug-in | |
| RU2761697C1 (en) | Modular installation for separation and transportation of gas through pipelines | |
| US20140374364A1 (en) | Method for the sedimentation of sediment particles in a method for extracting diesel | |
| US6514322B2 (en) | System for separating an entrained immiscible liquid component from a wet gas stream | |
| RU2388520C2 (en) | Tangential inlet device to feed fluid flow saturated with gas into column head end | |
| RU2777157C1 (en) | Separation treatment plant for pressure transportation of gaseous products through pipelines | |
| GB2507662A (en) | Axial gas-liquid cyclone separator | |
| CN104096512B (en) | A kind of hydrolysis of urea reactor outlet demister | |
| CN107174913B (en) | Multistage integrated coking waste gas treatment device | |
| CN210121385U (en) | Multistage cyclone gas-liquid separation device | |
| RU2760690C1 (en) | Centrifugal-vortex two-flow separator | |
| RU2407582C2 (en) | Installation for gas dynamic drying of gas |