PL233535B1

PL233535B1 - Gas filter heater

Info

Publication number: PL233535B1
Application number: PL40650113A
Authority: PL
Inventors: Janusz Borowik; Wojciech Hliniak
Original assignee: Przed Produkcji Handlu I Uslug H Gaz M Hliniak W Hliniak Spolka Jawna
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2019-10-31
Also published as: PL406501A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest filtropodgrzewacz do gazu, do zastosowania w stacjach redukcyjnych, gdzie wykorzystywane są czynniki grzewcze.The subject of the invention is a gas filter heater for use in reduction stations where heating agents are used.

Filtropodgrzewacz służy do usuwania zanieczyszczeń stałych z przesyłanego gazu oraz do ochrony urządzeń takich jak gazomierze, reduktory i inne przed zanieczyszczeniami niesionymi przez gaz oraz do utrzymania plusowej temperatury przesyłanego gazu w celu ochrony urządzeń takich jak reduktory, piloty i inne przed szronieniem.The filter heater is used to remove solid contaminants from the transferred gas and to protect devices such as gas meters, regulators and others from contaminants carried by the gas, and to maintain a positive temperature of the transferred gas in order to protect devices such as regulators, pilots and others against frost.

Przykładowo, znane są filtropodgrzewacze typu HGFP PN63 i PN110 produkowane przez przedsiębiorstwo PPHiU „FI-GAZ” Sp. j. z Rzeszowa.For example, there are known HGFP PN63 and PN110 filter heaters manufactured by PPHiU "FI-GAZ" Sp. j. from Rzeszów.

Istotną kwestią dotyczącą eksploatacji stacji redukcji ciśnienia gazu jest ilość czynności związanych z obsługą techniczną podgrzewacza gazu. W urządzeniu tym występuje szereg elementów, które muszą podlegać okresowej inspekcji. Ponadto, sprzęt podlega często próbom poprawności działania zarówno u producenta, jak i u eksploatującego. Ważne jest więc ograniczenie ilości elementów, które w takich sytuacjach wymagały by sprawdzenia i oceny poprawności działania.An important issue regarding the operation of the gas pressure reduction station is the number of activities related to the maintenance of the gas heater. This device has a number of elements that must be inspected periodically. Moreover, the equipment is often tested for correct operation both by the manufacturer and the operator. Therefore, it is important to limit the number of elements that would require checking and evaluation of correct operation in such situations.

Ponadto, uproszczona konstrukcja ułatwia i usprawnia montaż oraz transport. Jednoczesne zastosowanie odpowiednich materiałów pozwala na dłuższą i bezawaryjną pracę urządzenia, co przekłada się na mniej uciążliwą konserwację i eksploatację.In addition, the simplified design facilitates and facilitates assembly and transport. The simultaneous use of appropriate materials allows for longer and trouble-free operation of the device, which translates into less burdensome maintenance and operation.

Celowym byłoby opracowanie filtropodgrzewacza do gazu cechującego się konstrukcją pozwalającą na redukcję liczby czynności związanych z obsługą techniczną, przy jednoczesnym zapewnieniu wyższej odporności urządzenia na działanie zawartych w gazie ziemnym substancji.It would be advisable to develop a gas filter heater with a design that allows to reduce the number of activities related to maintenance, while ensuring a higher resistance of the device to substances contained in natural gas.

Przedmiotem wynalazku jest filtropodgrzewacz do gazu, zawierający część gazową z króćcem wlotowym i króćcem wylotowym gazu, przegrodę umieszczoną w części gazowej pomiędzy króćcem wlotowym a wylotowym, dno sitowe z przyłączoną wężownicą przystosowaną do prowadzenia gazu w obrębie zbiornika części wodnej od jednej strony przegrody części gazowej z króćcem wlotowym do drugiej strony przegrody części gazowej z króćcem wylotowym, wkład filtracyjny w części gazowej pomiędzy króćcem wlotowym gazu a wężownicą, przy czym część gazowa połączona jest z częścią wodną za pomocą śrub połączenia kołnierzowo-śrubowego, charakteryzujący się tym, że dno sitowe zawiera pionowe nieprzelotowe otwory połączone z otworami poziomymi połączonymi dalej z króćcami podgrzewania pilotów, przy czym do pionowych nieprzelotowych otworów przymocowane są wybrane rurki wężownicy tak, że w dnie sitowym utworzone są kanały doprowadzenia gazu z wybranych rurek wężownicy do króćców podgrzewania pilotów.The subject of the invention is a gas filter heater, comprising a gas part with an inlet and gas outlet port, a partition located in the gas part between the inlet and outlet ports, a tube sheet with an attached coil adapted to guide gas within the water part tank from one side of the gas part partition with with an inlet stub to the other side of the partition of the gas part with an outlet connection, a filter cartridge in the gas part between the gas inlet port and the coil, the gas part being connected to the water part by means of flange-screw connection bolts, characterized by the fact that the sieve bottom has a vertical blind holes connected to horizontal holes connected further to pilot heating nozzles, with selected coil tubes attached to the vertical blind holes so that gas supply channels are formed in the tube sheet from selected coil pipes to the pilot heating nozzles.

Korzystnie, dno sitowe jest wykonane ze stali nierdzewnej.Preferably, the tube sheet is made of stainless steel.

Korzystnie, rurki wężownicy są wykonane ze stali nierdzewnej.Preferably, the coil tubes are made of stainless steel.

Korzystnie, króćce podgrzewania pilotów są przyspawane do dna sitowego w otworach nieprzelotowych z wykorzystaniem rurki wężownicy.Preferably, the pilot heating stubs are welded to the tube sheet in blind holes by means of a coil tube.

Korzystnie, dno sitowe ma naby z gwintowanymi otworami, przez które prowadzone są śruby mocujące do klem obejmujących zbiornik cieczy grzewczej z wężownicą.Preferably, the tube sheet is provided with threaded holes through which the screws for fastening to the clamps that enclose the heating fluid reservoir with the coil are guided.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym:The subject of the invention has been presented in the examples of embodiments in the drawing, where:

Fig. 1 przedstawia fitropodgrzewacz w widoku z boku.Fig. 1 is a side view of the phytheater.

Fig. 2 przedstawia przekrój części wodnej wraz z wężownicą.Fig. 2 shows the cross section of the water part with the coil.

Fig. 3a i 3b przedstawiają widoki dwóch przykładów dna sitowego.Figures 3a and 3b show views of two examples of a tube sheet.

Fig. 4 przedstawia przekrój dna sitowego.Fig. 4 shows a section of the tube sheet.

Fig. 1 przedstawia filtropodgrzewacz w widoku z boku. Filtropodgrzewacz zawiera część gazową 1, część wodną 2 oraz wężownicę 3. Część gazowa 1 zawiera króciec wlotowy 4 oraz króciec wylotowy 5 gazu, a część wodna 2 zawiera króciec wlotowy 6 i króciec wylotowy 7 wody. Część gazowa 1 zawiera wkład filtracyjny 8. Gaz wpływając przez króciec wlotowy 4 do wydzielonej przestrzeni części gazowej przepływa przez filtr a następnie trafia do wężownicy, gdzie następuje jego ogrzanie. Z wężownicy gaz trafia z powrotem do oddzielnej wydzielonej przestrzeni części gazowej i poprzez króciec 5 do dalszej instalacji. Część wodna 2 wraz z wężownicą 3 znajdują się nad częścią gazową 1. Część wodna 2 zawiera zbiornik, który ograniczony jest od dołu dnem sitowym 9. Część wodna 2 zawiera ponadto głowicę bezpieczeństwa 10.Fig. 1 shows the side view of the filter heater. The filter heater comprises a gas portion 1, a water portion 2 and a coil 3. The gas portion 1 includes an inlet port 4 and a gas outlet port 5, and the water portion 2 includes an inlet port 6 and an outlet port 7 for water. The gas part 1 contains a filter cartridge 8. The gas flowing through the inlet stub pipe 4 into the separated space of the gas part flows through the filter and then goes to the coil where it is heated. From the coil, the gas goes back to a separate, separated space of the gas part and through the connector 5 for further installation. The water part 2 with the coil 3 is located above the gas part 1. The water part 2 comprises a tank which is limited at the bottom by the tube sheet 9. The water part 2 further comprises a safety head 10.

Fig. 2 przedstawia przekrój części wodnej wraz z wężownicą. W zbiorniku 11 umieszczona jest wężownica 3 w postaci pęczka rurek 12. Rurki 12 wykonane są korzystnie z materiału nierdzewnego. Rurki 12 ukształtowane są tak, że przebiegają pionowo w górę, zakręcają przy szczycie zbiornika 11 i następnie przebiegają pionowo w dół. Końce rurek 12 przymocowane są do otwoFig. 2 shows the cross section of the water part with the coil. A coil 3 in the form of a bundle of tubes 12 is placed in the tank 11. The tubes 12 are preferably made of a stainless material. The tubes 12 are shaped to extend vertically upwards, twist at the top of the reservoir 11 and then extend vertically downwards. The ends of the tubes 12 are attached to the openings

PL 233 535 B1 rów dna sitowego 9 tak, że gaz wpływający przez otwory dna sitowego 9 po jednej stronie przegrody części gazowej przebiega przez rurki 12 wężownicy 3 przyłączone po tej stronie ku górze zbiornika 11 i następnie ku dołowi zbiornika 11, wychodząc przez otwory dna sitowego 9 po drugiej stronie przegrody części gazowej. Dno sitowe 9 wykonane jest korzystnie z materiału nierdzewnego. Zbiornik 11 wyposażony jest w przegrody kierujące 13 umocowane do pręta/prętów 14. Przegrody kierujące 13 ułożone są równomiernie, naprzemiennie pod obu stronach zbiornika 11 wzdłuż jego wysokości. Przegrody kierujące 13 są ukształtowa ne wg wytycznych projektanta wykonującego obliczenia cieplne związane z wymianą ciepła, pomiędzy cieczą grzewczą a gazem przepływającym w rurkach 12 i są projektowane jako krążek blachy. Przegrody kierujące 13 szczelnie przylegają wewnątrz zbiornika 11 do tworzącej płaszcza zbiornika 11. Zastosowanie przegród kierujących 13 pozwala na wydłużenie drogi jaką pokonuje płynąca ciecz grzewcza. Ciecz grzewcza płynie asymptotycznie do powierzchni przegrody kierującej 13, która szczelnie przylega wewnątrz zbiornika do tworzącej płaszcza zbiornika 11, a opuszczając przegrodę kierującą 13 tworzy kaskadę, które tworząc turbulencje spowalniającą przepływ, czego efektem jest możliwie maksymalne oddanie ciepła z cieczy grzewczej do przepływającego w rurkach 12 gazu. Przegrody kierujące 13 przymocowane są do prętów mocujących 14, jak widać na szczegółach C i B ukazanych na Fig. 2, nie do rurek wężownicy 3. Naby 21 dna sitowego 9 wyposażone są w otwory gwintowane, przez które prowadzone są śruby 22 mocujące klemy 23, które pozwalają na łatwy montaż i demontaż zbiornika 11 cieczy grzewczej z wężownicą 3 wraz z dnem sitowym 9.Of the tube sheet 9, so that the gas flowing through the holes of the tube sheet 9 on one side of the partition of the gas part runs through the tubes 12 of the coil 3 connected on that side up to the top of the reservoir 11 and then down to the bottom of the reservoir 11, exiting through the holes of the tube 9 on the other side of the gas part partition. The tube sheet 9 is preferably made of a stainless material. The reservoir 11 is equipped with directing baffles 13 fixed to the rod (s) 14. The directing baffles 13 are arranged evenly, alternately under both sides of the container 11 along its height. The directing baffles 13 are shaped according to the guidelines of the designer who carries out the thermal calculations related to the heat transfer between the heating fluid and the gas flowing in the tubes 12 and are designed as a sheet disc. The directing baffles 13 tightly adjoin inside the tank 11 to the shell of the tank 11. The use of baffles 13 allows to extend the path covered by the flowing heating liquid. The heating liquid flows asymptotically to the surface of the baffle plate 13, which tightly adheres inside the tank to the shell of the tank 11, and when leaving the baffle plate 13 it forms a cascade, which creates turbulence that slows down the flow, which results in the maximum possible transfer of heat from the heating liquid to the heat flowing in the tubes 12 gas. The directing baffles 13 are attached to the fixing rods 14, as seen in details C and B shown in Fig. 2, not to the coil tubes 3. The tubes 21 of the tube sheet 9 are provided with threaded holes through which the screws 22 for the clamps 23 are guided. which allow for easy assembly and disassembly of the heating liquid tank 11 with a coil 3 and the tube sheet 9.

Piloty sterujące reduktorem i reduktorem awaryjnym (monitor) są urządzeniami kontrolującymi pracę tych urządzeń. Każda zmiana wymaganego natężenia przepływu generuje zmianę ciśnienia za reduktorem i wówczas pilot, analizując ciśnienie w reduktorze i za reduktorem, wpływa na reduktor sterując jego pracą tak, aby zapewnić żądane natężenie przepływu poprzez utrzymanie stałego ciśnienia po stronie wylotowej. M onitor (reduktor awaryjny) i jest sterowany pilotem, a jego funkcja to ochrona układu przed ewentualnym nadmiernym wzrostem ciśnienia, przy jednoczesnym utrzymaniu układu redukcyjnego w ruchu. Jeżeli na skutek jakiejkolwiek awarii reduktora roboczego ciśnienie wylotowe wzrasta, to z chwilą gdy przekroczy ono zakres nastawy ciśnienia monitora, pilot włącza monitor do pracy i monitor obniża ciśnienie za reduktorem do ciśnienia projektowanego. Podgrzewanie ma zastosowanie w miejscach redukcji ciśnienia gazu, ponieważ w wyniku tej redukcji z ciśnienia wysokiego na średnie (np. z 63 barów na 16 barów), następuje spadek jego temperatury. Zmiana temperatury spowodowana jest efektem „Jule-Thomsona”. Z wystarczającą dokładnością można przyjmować spadek temperatury o 0,5°C/bar. Spadek temperatury może wynosić przykładowo ok.19°C. Jeżeli rurociąg jest ułożony pod powierzchnią gruntu, a temperatura gleby na głębokości 1.5m w zimie oscyluje na poziomie 4°C, to wewnątrz pilota wystąpi temperatura -14°C. Wytrąca się wtedy woda („punkt rosy”) i urządzenie pilota pokrywa się wewnątrz i z zewnątrz lodem. Pilot przestaje wtedy spełniać swoją misję - stąd też konieczność jego podgrzewania. Głównym przeznaczeniem montażu podgrzewaczy gazu są stacje redukcyjne, gdzie czynnikiem grzewczym jest woda lub inne medium grzejne o maksymalnej temperaturze 100°C np. gotowy płyn do chłodnic K2 Kuler.The pilots controlling the reducer and the emergency reducer (monitor) are devices that control the operation of these devices. Each change in the required flow rate generates a change in downstream pressure and the pilot, by analyzing the downstream and downstream pressure, influences the reducer to control its operation to ensure the desired flow rate by maintaining a constant downstream pressure. Monitor (emergency regulator) and is controlled by a pilot, and its function is to protect the system against possible excessive pressure increase, while maintaining the reduction system in motion. If, due to any failure of the working regulator, the outlet pressure rises, as soon as it exceeds the monitor pressure setting range, the pilot turns the monitor on and the monitor lowers the downstream pressure to the design pressure. Preheating is applicable at points where the gas pressure is reduced, since this reduction from high to medium pressure (e.g. from 63 bar to 16 bar) causes its temperature to drop. The temperature change is due to the "Jule-Thomson" effect. A temperature drop of 0.5 ° C / bar can be assumed with sufficient accuracy. The temperature drop may be, for example, approximately 19 ° C. If the pipeline is laid beneath the ground and the temperature of the soil at a depth of 1.5 m in winter is 4 ° C, the temperature inside the pilot will be -14 ° C. Water then precipitates (the "dew point") and the pilot unit becomes covered with ice inside and out. The pilot then ceases to fulfill its mission - hence the need to heat it up. The main purpose of the installation of gas heaters are reduction stations, where the heating medium is water or other heating medium with a maximum temperature of 100 ° C, e.g. K2 Kuler ready-made coolant.

Fig. 3a i 3b przedstawiają widoki dwóch przykładów dna sitowego. Dno sitowe 9 zawiera otwory 15 w których umieszczone są rurki 12 wężownicy 3.Figures 3a and 3b show views of two examples of a tube sheet. The tube sheet 9 has openings 15 in which the tubes 12 of the coil 3 are placed.

Dno sitowe 9 zawiera również otwory nieprzelotowe 16, do których z bocznej strony, z wykorzystaniem poziomych otworów 17, wykonane jest połączenie podgrzewania pilotów z wykorzystaniem wybranych rurek 12 (np. dwóch z pęczka rur 12 odpowiednio dla wlotu i wy lotu gazu do podgrzewania pilotów). Pozwala to na doprowadzenie gazu do podgrzewania pilotów bezpośrednio z wybranych rurek 12 wężownicy. Poziomy otwór 17 podgrzewania pilotów zakończony jest połączeniem gwintowanym z króćcami 18. Króćce 18 wlotu i wylotu gazu umieszczone są pomiędzy otworami 19 na śruby połączenia kołnierzowo-śrubowego tak, by z nimi nie kolidowały. Na Fig. 3a i 3b widoczne są dwa przykłady rozmieszczenia króćców 18 i otworów poziomych 17 w różnych konfiguracjach, dla dwóch różnych wielkości den sitowych 9. Na Fig. 3a króćce rozmieszczone są względem siebie kątowo, a na Fig. 3b równolegle. Dokładniejszy sposób poprowadzenia połączeń widoczny jest na szczegółach C i E. Króciec spustowy 20 służy do spuszczania resztek medium grzewczego w przypadku zdejmowania zbiornika górnego, co zapobiega wylaniu się medium grzewczego na nogi osób obsługujących urządzenia ciśnieniowe, jak również w przypadku przeprowadzania hydraulicznych prób wytrzymałości i szczelności.The tube sheet 9 also includes blind holes 16 to which, on the side, by means of horizontal openings 17, a pilot heating connection is made using selected tubes 12 (e.g. two from a bundle of tubes 12 for gas inlet and outlet for heating pilots, respectively). . This allows gas to heat the pilots to be supplied directly from selected tubes 12 of the coil. The horizontal pilot heating opening 17 ends with a threaded connection with the stub pipes 18. The stubs 18 for the gas inlet and the gas outlet are placed between the openings 19 for the bolts of the flange-screw connection so that they do not collide with them. Figs. 3a and 3b show two examples of the arrangement of nozzles 18 and horizontal openings 17 in different configurations, for two different sizes of tube sheets 9. In Fig. 3a the connections are angularly arranged to each other, and in Fig. 3b parallel. A more precise method of connecting connections is visible on details C and E. Drain connector 20 is used for draining the remnants of the heating medium when removing the upper tank, which prevents the heating medium from spilling onto the legs of pressure equipment operators, as well as when carrying out hydraulic strength and tightness tests. .

PL 233 535 B1PL 233 535 B1

Fig. 4 przedstawia przekrój dna sitowego. Środkowa rurka 12 jest przedstawicielem pozostałych rurek 12 w pęczku rurek wężownicy 3 i umownie jest przedstawiona jako pojedyncza. Na rysunku jest widoczny również króciec spustowy 20 oraz pręt 14 przegrody kierującej. Króćce 18 podgrzewania pilotów są korzystnie przyspawane do dna sitowego 9 w otworach nieprzelotowych 16 z wykorzystaniem rurki 12 wężownicy 3.Fig. 4 shows a section of the tube sheet. The center tube 12 represents the rest of the tubes 12 in the coil 3 tube bundle and is conventionally shown as single. The drawing also shows the discharge connection 20 and the rod 14 of the guide partition. Pilot heating stubs 18 are preferably welded to the tube sheet 9 in blind holes 16 by means of a tube 12 of the coil 3.

Claims

Patent claims

1. Filter heater for gas, including the gas part with the inlet and the gas outlet, a partition located in the gas part between the inlet and the outlet, tube sheet with an attached coil adapted to guide gas within the water part tank from one side of the gas part partition with a stub pipe to the other side of the partition of the gas part with the outlet stub, a filter insert in the gas part between the gas inlet connector and the coil, the gas part being connected to the water part by means of flange-screw connection bolts, characterized in that the tube sheet (9) comprises vertical blind holes (16) connected with horizontal holes (17) connected further with pilot heating stubs (18), with selected pipes (12) of the coil (3) fixed to the vertical blind holes (16) so that in the tube sheet ( 9), gas supply channels are formed from selected tubes (12) of the coil (3) to the pilot heating stubs (18).

2. Gas filter heater according to claim The tube as claimed in claim 1, characterized in that the tube sheet (9) is made of stainless steel.

3. Gas filter heater according to claim The process of claim 1, characterized in that the tubes (12) of the coil (3) are made of stainless steel.

4. Gas filter heater according to claim A method as claimed in claim 1, characterized in that the pilot heating stubs (18) are welded to the tube sheet (9) in the blind holes (16) by means of the coil pipe (12) (3).

5. Gas filter heater according to claim The tube as claimed in claim 1, characterized in that the tube sheet (9) has holes (21) with threaded holes through which bolts (22) are guided for fastening to the claw (23) enclosing the heating fluid reservoir (11) with the coil (3).