УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА И УДАЛЕНИЯ КОНДЕНСАТА ИЗ ГАЗОПРОВОДА
DEVICE FOR GAS CLEANING AND CONDENSATE DRAINING FROM GAS PIPELINE

Изобретение относится к очистке газов и может быть использовано для очистки газов в системах газоснабжения различных отраслей народного хозяйства, а именно для очистки газа и удаления конденсата водяных паров и углеводородов, который накапливается в пониженных точках подземных газопроводов, во избежание образования ледяных и кристаллогидратных пробок в них.
Известно устройство, которое включает герметично закрепленный в нижней части газопровода конденсатосборник, в который погружен один конец конденсатоотводной трубки [1].
Основными недостатками известного устройства являются невозможность улавливания водяных паров из газа, что снижает эффективность очистки газа и защиты газопровода от закупорки ледяными пробками.
Более близким к предлагаемому изобретению является аппарат для улавливания взвешенных в газе частиц в центробежном поле (брызгоуловитель), содержащий корпус (трубу) с тангенциальным патрубком ввода газа, покрытый изнутри капиллярно-пористым материалом (фитилем), соединенным внизу с патрубком вывода жидкости и конденсатосборником, и вертикальную выхлопную трубу [2].
Основными недостатками известного устройства являются узкий диапазон изменения нагрузок по газу, необходимость размещения аппарата отдельно от газопровода, что требует при его монтаже дополнительных трубопроводов, снабженных соответствующей арматурой, усложняет конструкцию устройства, увеличивает его металлоемкость и в конечном счете снижает эффективность очистки и осушки газа и защиты газопровода от закупорки ледяными и кристаллогидратными пробками.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышения эффективности очистки газа от конденсата и углеводородовов для обеспечения эффективной защиты газопроводов от закупорки ледяными кристаллогидратными пробками.
Технический результат достигается в устройстве для очистки газа и удаления конденсата из газопровода, которое содержит установленный на поверхности земли конденсатосборник, снабженный сливным патрубком с вентилем и проходным патрубком, пропущенным внутрь его через днище таким образом, что его верхняя кромка расположена на высоте Н от днища, соединенным наружной трубой с патрубком, устроенным в верхней образующей самой нижней точки колена газопровода, внутри которого перпендикулярно направлению движения газа от его нижнего лотка установлена транспортная труба, заглушенная снизу, с прорезями у своей нижней кромки по всей окружности, снабженная винтовыми лопастями на своей наружной поверхности на участке в сечении газопровода и проходящая коаксиально через верхний патрубок газопровода, наружную трубу и проходной патрубок с образованием между их внутренней поверхностью и наружной поверхностью стенки транспортной трубы полости, образующей тепловую рубашку, заглушенную сверху на верхних кромках проходного патрубка и транспортной трубы кольцевой крышкой и разделенную вертикальными перегородками на подъемный и опускной каналы, сообщающиеся между собой вверху через окна и соединенные снизу с газопроводом через проемы, образованные его стенкой и направляющими наклонными лопатками, причем полость транспортной трубы заполнена капиллярно-пористым материалом (фитилем), нависающим над ее верхней кромкой в конденсатосборнике и накрытым колпаком с образованием внизу кольцевого зазора.
Предлагаемое устройство для очистки газа и удаления конденсата из газопровода приведено на фиг.1-8 (фиг.1 - общий вид устройства, фиг.2, 3, 4, 5 - разрезы узла (А) стыковки транспортной трубы 7 с колпаком 21; фиг.6,7 - узел (Б) стыковки наружной трубы 5 с верхним лотком газопровода ГП; фиг.8 - узел (В) стыковки транспортной трубы 7 с днищем газопровода ГП.
Предлагаемое устройство для очистки газа и удаления конденсата из газопровода содержит установленный на поверхности земли конденсатосборник 1, снабженный сливным патрубком 2 с вентилем 3 и проходным патрубком 4, пропущенным через днище конденсатосборника 1 таким образом, что его верхняя кромка расположена внутри конденсатосборника 1 на высоте Н от его днища. Патрубок 4 соединен наружной трубой 5 с патрубком 6, устроенным в верхней образующей самой нижней точки колена газопровода ГП, внутри которого перпендикулярно направлению движения газа от его нижнего лотка установлена транспортная труба 7, заглушенная снизу, с прорезями 8 у своей нижней кромки по всей окружности, снабженная винтовыми лопастями 9 на своей наружной поверхности на участке в сечении газопровода ГП, проходящая коаксиально через патрубок 6, наружную трубу 5 и проходной патрубок 4 с образованием между наружной поверхностью стенки транспортной трубы 7 и внутренней поверхностью патрубков 4, 6 и трубы 5 полости - тепловой рубашки 10. Тепловая рубашка 10 заглушена сверху на верхних кромках патрубка 4 и транспортной трубы 7 кольцевой крышкой 11 и разделена вертикальными перегородками 12 и 13 на подъемный и опускной каналы 14 и 15 соответственно, сообщающиеся между собой вверху через окна 16 и 17 и соединенные снизу с газопроводом ГП через проемы, образованные его стенкой и направляющими наклонными лопатками 18 и 19 соответственно. При этом вся транспортная труба 7 заполнена капиллярно-пористым материалом (фитилем) 20, нависающим над ее верхней кромкой и накрытым колпаком 21 с образованием внизу кольцевого зазора 22.
Предлагаемое устройство для очистки газа и удаления конденсата из газопровода работает следующим образом.
Г
Ф
Г
A
Газ, содержащий капли конденсата водяных паров и углеводородов, ударяется о винтовые лопасти 9 транспортной трубы 7, в результате чего образуется закрученный поток, направленный вниз, который под воздействием предыдущей массы газа отрывается от транспортной трубы 7 в виде самостоятельного вихря, вовлекающего во вращение спутные частицы газа, движется далее в продольном направлении. При этом процесс образования подобных вихрей протекает непрерывно, они распространяются по сечению газопровода ГП и количество их велико. В образовавшихся вихрях возникает центробежная сила, которая воздействует на капли конденсата и углеводородов, находящиеся в газе, и отбрасывает их на периферию, а именно на стенки газопровода ГП, откуда они под действием силы тяжести стекают в наиболее заниженный участок лотка газопровода ГП, где помещен нижний торец транспортной трубы 7. Как только уровень конденсата на нижнем лотке газопровода ГП достигает прорезей 8, он при давлении в газопроводе ГП Р под действием капиллярных сил всасывается фитилем 20 и транспортируется им по транспортной трубе 7 [3, с.290] до колпака 21 и через кольцевой зазор 22 по наружной поверхности проходного патрубка 4 под действием сил тяжести и разности давления конденсата в порах фильтра 20, равного Р≈Р, и давления в конденсатосборнике 1, равного атмосферному Р, стекает на его дно, откуда через патрубок 2 выводится по мере накопления. Одновременно в подъемный канал 14 тепловой рубашки 10 через проем, образованный стенкой газопровода ГП и направляющей лопаткой 18, поступает часть транзитного газа, который через окна 16 и 17 поступает в опускной канал 15, попутно обогревая транспортную трубу 7, и через проем, образованный стенкой газопровода ГП и направляющей лопаткой 19 под действием разрежения, создаваемого в этом проеме движущимся в газопроводе потоком транзитного газа, удаляется из тепловой рубашки 10. Высоту подъема транспортной трубы над днищем конденсатосборника 1 Н выбирают такой, чтобы она была выше максимального уровня заполнения во избежание преждевременной закупорки капилляров фильтра 20.
Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает эффективную очистку газа от капель конденсата водяных паров и углеводородов транзитного газа и одновременное удаление конденсата из газопровода, что предотвращает образование кристаллогидратных пробок.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.С. СССР №339500, М Кл. С01В 31/20, 1972.
2. Патент США №3813854, Кл. 55-339, 1974.
3. Лыков А.В. Тепломассообмен. (Справочник). - М.: Энергия, 480 с., 1978.