SK1002008U1 - Zapojenie regulačnej stanice plynu - Google Patents

Abstract

Zapojenie regulačnej stanice plynu je tvorené tým, že ku vysokotlakovej vetve plynovodu (1) je pripojená odberná vysokotlaková vetva (2), ktorá je vedená do regulačnej stanice (3), pričom nízkotlakový výstup (4) z regulačnej stanice (3)je napojený na sekundárnu stranu výmenníka (5) tepla, ktorý je primárnou stranou zaradený do vysokotlakovej vetvy plynovodu (1).

Description

Zapojenie regulačnej stanice plynu

Oblasť techniky

Technické riešenie sa dotýka zapojenia regulačnej stanice plynu na plynovodoch.

Doterajší stav techniky

Oblasť odberných regulačných staníc plynu na plynovodoch je značne prepracovaná, ale napriek tomu nie sú všetky technické problémy doriešené. V prevažnej miere na každej odbernej regulačnej stanici plynu nastáva problém s mrznutím regulačných miest. V dôsledku mohutnej expanzie plynu pri prechode regulačnými ventilmi dochádza k prudkému poklesu teploty expandovaného prúdu plynu a tým k masívnemu podchladeniu regulačného miesta a k ochladeniu potrubia až do -30 ⁰ C, čo má za následok kondenzovanie vody, vypadávanie vyšších uhľovodíkov a zamrznutie takéhoto miesta, zamrznutie regulačných prvkov, zamrznutie riadiacich prvkov a následne skolabovanie systému. V niektorých prípadoch môže dokonca dôjsť k takému prudkému ochladeniu, na ktoré zariadenia plynovodu a samotné potrubie plynovodu nie sú projektované, pričom môže dôjsť k deštrukcii jednotlivých zariadení ich prasknutím chladom. Doteraz v prevažnej miere je tento problém riešený ohrevom zariadení a tiež plynu na vstupnej strane do regulačnej stanice. Ohrev je realizovaný elektrickým ohrevom, alebo ohrevom spaľovaním fosílnych palív, prevažne zemného plynu za pomoci celých zariadení kotolní s výmenníkom. Spravidla plynový horák ohrieva kvapalné médium v kotlovom systéme a ohrev je uskutočňovaný pomocou výmenníka tepla kvapalina - plyn. Tieto zariadenia sú samozrejme jednak investične, jednak prevádzkovo ekonomicky značne náročné.

Podstata technického riešenia

Tieto nedostatky do značnej miery odstraňuje zapojenie regulačnej stanice plynu podľa tohto technického riešenia.

Jeho podstata spočíva v tom, že pozostáva najmä z vysokotlakovej vetvy plynovodu, odbernej vysokotlakovej vetvy plynovodu, regulačnej stanice a najmenej jedného výmenníka tepla. Ku vysokotlakovej vetve plynovodu je napojená odberná vysokotlaková vetva, ktorá je vedená do regulačnej stanice plynu. Regulačná stanica môže byť jednostupňová alebo viacstupňová. Výstup z regulačnej stanice je napojený na sekundárnu stranu najmenej jedného výmenníka tepla, ktorý je primárnou stranou zaradený do vysokotlakovej vetvy plynovodu. Pri viacstupňových regulačných staniciach môže byť sekundárna strana výmenníka zaradená za každý stupeň, prípadne podľa potreby podľa teplotného spádu expandovaného plynu.

Výmenník tepla môže byť pravdaže akýkoľvek výmenník tepla typu napr. plyn/plyn, plyn/kvapalina/plyn, plyn/plyn/plyn, plyn/kvapalina/vzduch/plyn a podobne, s reguláciu prípadne bez nej, pričom môže byť jednostupňový prípadne aj viacstupňový s priamym, pripadne nepriamym prestupom tepla. Samotné výmenníky môžu byť voči sebe zapájané paralelne alebo sériovo.

Funkcia a výhody uvedeného technického riešenia sú zrejmé. Studený nízkotlakový prúd plynu z regulačnej stanice je ohrievaný samotným teplom vysokotlakovej vetvy plynovodu, takže nie je potrebný predohrev plynu pred vstupom do regulačnej stanice. Samotné regulačné prvky - pilot regulačnej stanice sú v prípade potreby vyhrievané niektorými zo známych spôsobov (napr. elektricky), čo však nepredstavuje podstatnú energetickú záťaž.

Zapojenie regulačnej stanice plynu vo svojej najjednoduchšej podobe je jednoduchej konštrukcie a je tvorené vysokotlakovou vetvou plynovodu, odbernou vysokotlakovou vetvou, klasickou regulačnou stanicou s požadovanými bezpečnostnými a ochrannými prvkami a výmenníkom tepla. Výstup z výmenníka je do rozvodnej nízkotlakovej siete.

Výmenník tepla je s výhodou tvorený na primárnej strane samotným vysokotlakovým potrubím vysokotlakovej vetvy plynovodu a na sekundárnej strane príslušne dimenzovaným trubkovým ovinom ovinutým okolo vysokotlakovej vetvy plynovodu alebo napr. pozdĺžne či špirálovo uloženými tvarovanými trubkami, ktorými je obložené vysokotlakové potrubie. Tieto riešenia majú tú výhodu, že je ich možné realizovať za plnej prevádzky vysokotlakovej vetvy a výmenník tepla môže byť zaradený do stavajúcej vysokotlakovej vetvy plynovodu bez potreby odstavenia a rozpojenia vysokotlakovej vetvy plynovodu. Takéto výmenníky môžu byť navyše výhodne ponorené do teplovodnej látky, pre zvýšenie účinnosti prestupu tepla.

Je zrejmé, že do zapojenia môže byť zaradený akýkoľvek výmenník tepla, ktorý zabezpečí prenos tepla medzi vysokotlakovou vetvou a nízkotlakovou odbernou vetvou, s výhodou napr. duplikátorový plášť, ktorý predstavuje ekonomicky veľmi výhodné riešenie.

V prípade výstavby nového plynovodu je možné realizovať dané technické riešenie zaradením napr. optimalizovaného trubkového výmenníka.

Ako zo zapojenia vyplýva, oproti konvenčnému riešeniu z doterajšieho stavu techniky nie sú potrebné investičné náklady na kotolne zohrievajúce regulačné miesta, náklady na samotné palivo, zväčša plyn alebo elektrické ohrevy.

Príklady uskutočnenia technického riešenia

Príklad 1

Zapojenie regulačnej stanice plynu j e znázornené na obr.l. K vysokotlakovej vetve plynovodu 1 je napojená odberná vysokotlaková vetva 2, ktorá je vedená do klasickej regulačnej stanice 3. Nízkotlakový výstup 4 z regulačnej stanice 3 je napojený na sekundárnu stranu výmenníka“ tepla ktorý je primárnou stranou zaradený do vysokotlakovej vetvy plynovodu 1. Výmenník tepla f je tvorený na primárnej strane samotným potrubím vysokotlakovej vetvy plynovodu 1 a na sekundárnej strane trubkovým ovinom okolo potrubia vysokotlakovej vetvy plynovodu. Výstup zo sekundárnej strany výmenníka tepla gje napojený na nízkotlakovú rozvodnú sieť 6.

Príklad 2

Zapojenie regulačnej stanice plynu je znázornené na obr.2. K vysokotlakovej vetve plynovodu 1 je napojená odberná vysokotlaková vetva 2, ktorá je vedená do klasickej regulačnej stanice 3. Nízkotlakový výstup 4 z regulačnej stanice 3 je napojený na sekundárnu stranu výmenníka tepla $ ktorý je primárnou stranou zaradený do vysokotlakovej vetvy plynovodu 1, Výmenník tepla £ je tvorený na primárnej strane samotným potrubím vysokotlakovej vetvy plynovodu 1 a na sekundárnej strane duplikátorovým plášťom vytvoreným okolo potrubia vysokotlakovej vetvy plynovodu, Výstup zo sekundárnej strany výmenníkätepla^je napojený na nízkotlakovú rozvodnú sieť 6.

Príklad 3

Zapojenie regulačnej stanice plynu je znázornené na obr.3. K vysokotlakovej vetve plynovodu 1 je napojená odberná vysokotlaková vetva 2, ktorá je vedená do klasickej regulačnej stanice 3. Nízkotlakový výstup 4 z regulačnej stanice 3 je napojený na sekundárnu stranu výmenníka’ tepla $ ktoiý je primárnou stranou zaradený do vysokotlakovej vetvy plynovodu 1. Výmennílftepla^je typu plyn/kvapalina/plyn s regulovateľným čerpadlom chladiacej kvapaliny. Výstup zo sekundárnej strany výmenníka tepla 5 je napojený na nízkotlakovú rozvodnú sieť 6.

Príklad 4

Zapojenie víacstupňovej regulačnej stanice plynu je znázornené na obr.3. K vysokotlakovej vetve plynovodu 1 je napojená odberná vysokotlaková vetva 2, ktorá je vedená do 1. stupňa stupňovej regulačnej • T' 1 . , stanice. Výstup 4.1 z 1. stupňa 3.1 regulačnej stanice je napojený na sekundárnu stranu výmenníkápepla , ktorý je primárnou stranou zaradený do vysokotlakovej vetvy plynovodu 1. Výstup z výmenníka 5.1 ie vedený do 2.stupňa 3.2 regulačnej stanice. Výstup 4.2 z 2. stupňa 3.2 regulačnej stanice je napojený na sekundárnu stranu výmenníka tepla 5.2, ktorý je primárnou stranou zaradený do vysokotlakovej vetvy plynovodu 1. Výstup 43 z 3. stupňa 3.3 regulačnej stanice je napojený na sekundárnu stranu výmenníká~íépla ktorý je primárnou strakoupradený do vysokotlakovej vetvy plynovodu 1. Výstup zo sekundárnej strany výmenníka tepla 5.3 ie napojený na nízkotlakovú rozvodnú sieť 6.

Príklad 5

Zapojenie regulačnej stanice plynu je znázornené na obr. 5. K vysokotlakovej vetve plynovodu 1 je napojená odberná vysokotlaková vetva 2, ktorá je vedená do klasickej regulačnej stanice 3. Nízkotlakový výstup 4 z regulačnej stanice 3 je napojený na sekundárne strany výmenníkov tepla 5.1 a 5.2 ,¹ ktoré sú primárnou stranou zaradené do vysokotlakovej vetvy plynovodu 1. Výmenníky 5.1 a 5.2 Sú zapojené paralelne. Výstupy zo sekundárnej strany výmenníkov tepla 5.1 a 5.2 sú napojené na nízkotlakovú rozvodnú sieť 6.

Priemyselná využiteľnosť

Zapojenie regulačnej stanice plynu je možné priemyselne využiť vo všetkých plynárenských rozvodoch, prípadne veľkých rozvodoch vzduchu, kde je potrebné regulovať tlakov plynu, prípadne aj teplotu plynu.

Claims (3)

1) Zapojenie regulačnej stanice plynu vyznačujúce sa tým, že ku vysokotlakovej vetve plynovodu (1) je napojená odberná vysokotlaková vetva (2), ktorá je vedená do regulačnej stanice (3), pričom nízkotlakový výstup (4) z regulačnej stanice (3) je napojený na sekundárnu stranu najmenej jedného výmenníkC^cpla^ a tento je primárnou stranou zaradený do vysokotlakovej vetvy plynovodu (1).

2) Zapojenie regulačnej stanice plynu podľabedu ^vyznačujúce sa tým, že výmenník tepla je tvorený na primárnej strane samotným potrubím vysokotlakovej vetvy plynovodu (1) a na sekundárnej strane trubkovým ovinom, a / alebo pozdĺžne a! alebo špirálovo uloženými trubkami, okolo potrubia vysokotlakovej vetvy plynovodu (1).

3) Zapojenie regulačnej stanice plynu podľa bodu 1^ vyznačujúce sa tým, že výmenní /tepla je tvorený na primárnej strane samotným potrubím vysokotlakovej vetvy plynovodu 1 a na sekundárnej strane duplikátorovým plášťom vytvoreným okolo potrubia vysokotlakovej vetvy plynovodu (1).