НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ПРИРОДНОГО ГАЗА ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ

Настоящая полезная модель относится к области транспортировки и переработки природного газа, и в частности к оборудованию для его подогрева, в целях предотвращения образования гидратов в природном газе перед его редуцированием в составе газораспределительного и газоиспользующего оборудования, применяемого на объектах газовой промышленности, например в составе газораспределительных станций магистральных газопроводов.
Известно, что при редуцировании природного газа на газораспределительных станциях, температура газа уменьшается. Это приводит к образованию гидратов, которые в виде твердых кристаллов оседают на стенках трубопроводов.
Одним из методов по предотвращению образования гидратов, является предварительный подогрев газа. Как правило, он осуществляется с помощью промежуточного теплоносителя, в качестве которого используют антифриз.
Недостатками указанного способа является то, что для осуществления нагрева в составе узла подогрева газа необходимы мощные котельные установки. Кроме того, даже при близком расположении теплообменников и котельной установки и хорошей теплоизоляции происходят потери тепла. Также неудобство использования данного способа связано с необходимостью периодической замены теплоносителя и его утилизации, так как антифризы являются чрезвычайно токсичными веществами.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для предотвращения образования гидратов в природном газе (патент РФ №77667 U1, опубл. 27.10.08). Недостатком данного устройства, является то, данный аппарат подведомствен Росгостехнадзору и нуждается в регистрации, вследствие высокой опасности эксплуатации аппарата. Это вызвано тем, что газ движется в межтрубном пространстве, из-за чего рабочий объем аппарата оказывается очень высоким, что в сочетании с большим давлением природного газа в магистральном газопроводе, вызывает высокую опасность эксплуатации аппарата.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка электрического нагревателя природного газа, наиболее эффективного и безопасного в эксплуатации.
Поставленная задача решается благодаря тому, что низковольтный электрический нагреватель природного газа прямого действия, характеризующийся тем, что включает в себя камеру, разделенную перегородкой на две полости, имеющие штуцера для слива газового конденсата, штуцер входа холодного природного газа и выхода нагретого природного газа, трубный пучок, обмотанный теплоизоляционным материалом, состоящий из трубок и трубных решеток и закрытый крышкой, образующей полость и целиком накрыт корпусом, имеющем штуцер для выхода газа на свечу и отверстие для электропровода. Трубные решетки также могут использоваться как прокладки во фланцевых соединениях. Трубки также могут иметь U-образную форму.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение безопасности эксплуатации аппарата, за счет уменьшения рабочего объема аппарата, увеличение интенсивности теплообмена за счет высоких скоростей газа в трубках.
Сущность аппарата поясняется Фиг., на которой изображен чертеж аппарата в разрезе.
Низковольтный электрический нагреватель природного газа прямого действия включает в себя камеру, разделенную перегородкой на две полости 1 и 2, имеющие штуцера для слива газового конденсата 14 и 15, штуцер входа холодного природного газа 3 и выхода нагретого природного газа 4, трубный пучок, обмотанный теплоизоляционным материалом 11, состоящий из трубок 5 и трубных решеток 6 и 7 и закрытый крышкой 8, образующей полость 9 и целиком накрыт корпусом 10, имеющем штуцер 12 для выхода газа на свечу и отверстие для электропровода 13.
Низковольтный электрический нагреватель природного газа прямого действия может использовать трубные решетки как прокладки, между фланцами (на чертеже не показано).
Низковольтный электрический нагреватель природного газа прямого действия может иметь U-образные трубки (на чертеже не показано).
Работает устройство следующим образом. Холодный природный газ подается через штуцер 3 и попадает в полость 1. Газ продолжает движение вверх и попадает в трубки 5. Трубки выполнены из металла высокого электрического сопротивления, относительно остального аппарата. По трубкам течет электрический ток. По закону Джоуля-Ленца на трубках выделяется теплота, которая передается газу. На выходе из трубок 5 газ попадает в полость 9, образованную между трубной решеткой 7 и крышкой 8. В ней газ меняет свое направление и отправляется в остальные трубки 5. В них газ также подогревается электрическим током и на выходе попадает в полость 2, откуда ужу нагретым, газ выходит через штуцер 4. Далее газ отправляется на редуцирование. Напряжение к аппарату подводиться через трубные решетки 6 и 7, на которых установлены медные кольца (на чертеже не показаны). Трубный пучок обернут теплоизоляционным материалом 11. В том случае, если во время работы аппарата будет нарушена герметичность фланцевого соединения, образованного трубной решеткой 7 и крышкой 8, или целостность одной из трубок будет нарушена, то выходящий газ будет двигаться к штуцеру 12 и выходить на свечу, откуда по интенсивности горения пламени можно сигнализировать об утечке. Для слива газового конденсата предусмотрены штуцера 14 и 15. Стрелками показано направление движения газа.
Заявленное техническое решение позволит снизить энергетические затраты при нагреве природного газа и повысить безопасность эксплуатации аппарата за счет применения низкого напряжения и уменьшения рабочего объема аппарата.