PL233535B1 - Filtropodgrzewacz do gazu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest filtropodgrzewacz do gazu, do zastosowania w stacjach redukcyjnych, gdzie wykorzystywane są czynniki grzewcze.

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.

Przykładowo, znane są filtropodgrzewacze typu HGFP PN63 i PN110 produkowane przez przedsiębiorstwo PPHiU „FI-GAZ” Sp. j. z Rzeszowa.

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.

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.

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.

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.

Korzystnie, dno sitowe jest wykonane ze stali nierdzewnej.

Korzystnie, rurki wężownicy są wykonane ze stali nierdzewnej.

Korzystnie, króćce podgrzewania pilotów są przyspawane do dna sitowego w otworach nieprzelotowych z wykorzystaniem rurki wężownicy.

Korzystnie, dno sitowe ma naby z gwintowanymi otworami, przez które prowadzone są śruby mocujące do klem obejmujących zbiornik cieczy grzewczej z wężownicą.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia fitropodgrzewacz w widoku z boku.

Fig. 2 przedstawia przekrój części wodnej wraz z wężownicą.

Fig. 3a i 3b przedstawiają widoki dwóch przykładów dna sitowego.

Fig. 4 przedstawia przekrój dna sitowego.

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. 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 otwo

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.

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.

Fig. 3a i 3b przedstawiają widoki dwóch przykładów dna sitowego. Dno sitowe 9 zawiera otwory 15 w których umieszczone są rurki 12 wężownicy 3.

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.

PL 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.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. 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, znamienny tym, że dno sitowe (9) zawiera pionowe nieprzelotowe otwory (16) połączone z otworami poziomymi (17) połączonymi dalej z króćcami (18) podgrzewania pilotów, przy czym do pionowych nieprzelotowych otworów (16) przymocowane są wybrane rurki (12) wężownicy (3) tak, że w dnie sitowym (9) utworzone są kanały doprowadzenia gazu z wybranych rurek (12) wężownicy (3) do króćców (18) podgrzewania pilotów.
2. 2. Filtropodgrzewacz do gazu według zastrz. 1, znamienny tym, że dno sitowe (9) jest wykonane ze stali nierdzewnej.
3. 3. Filtropodgrzewacz do gazu według zastrz. 1, znamienny tym, że rurki (12) wężownicy (3) są wykonane ze stali nierdzewnej.
4. 4. Filtropodgrzewacz do gazu według zastrz. 1, znamienny tym, że króćce (18) podgrzewania pilotów są przyspawane do dna sitowego (9) w otworach nieprzelotowych (16) z wykorzystaniem rurki (12) wężownicy (3).
5. 5. Filtropodgrzewacz do gazu według zastrz. 1, znamienny tym, że dno sitowe (9) ma na- by (21) z gwintowanymi otworami, przez które prowadzone są śruby (22) mocujące do kłem (23) obejmujących zbiornik (11) cieczy grzewczej z wężownicą (3).