СИСТЕМА ОТВОДА ПЕРМЕАТА ИЗ ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО БЛОКА КОМПРЕССОРНОЙ АЗОТНОЙ СТАНЦИИ

Область техники
Заявляемая полезная модель является устройством, которое относится к области машиностроения, а именно к компрессорным азотным установкам для получения (производства) из атмосферного воздуха газовой смеси с высоким содержанием инертных газов (азота и др.) для использования в отраслях нефтяной и газодобычи.
Терминология (используемые понятия):
Ретентат (концентрат) - смесь газов, на одном из выходов мембранного аппарата (модуля), образовавшаяся после прохождения над мембраной. Ретентат - поток, не пропущенный мембраной.
Пермеат (фильтрат) - смесь газов, на втором выходе мембранного модуля (аппарата), образовавшаяся после прохождения газов сквозь мембрану. Пермеат - поток, проникший через мембрану.
В существующих газоразделительных блоках азотных компрессорных станций при работе газоразделительного блока (далее - ГРБ) компрессорной азотной станции (далее - КАС) образуется значительный объем пермеата, содержащего повышенную концентрацию газообразного кислорода. Пермеат образуется в мембранных модулях ГРБ при повышенном давлении в герметичном корпусе, то есть устройство работает с компримированными (сжатые компрессором) газами. За счет избыточного давления пермеат может вытеснять обычный атмосферный воздух из пространства, ограниченного капотом КАС. При недостаточной вентиляции такой процесс, накопления кислорода в повышенной концентрации в присутствии смазочных или горючих веществ, порождает увеличение пожароопасности и взрывоопасности в объеме замкнутых корпусных и кузовных элементов компрессорной азотной станции. Так как накопление пермеата во внутреннем объеме капота ГРБ недопустимо, возникает требование обеспеченного техническими средствами процесса отвода, удаления (утилизации) кислородсодержащего пермеата из объема капота КАС.
Предшествующий уровень техники.
Среди устройств, выполняющих роль отвода (выброса) газообразных веществ из определенного технологического объема, известно, например, устройство "Передвижная азотная компрессорная станция» (патент РФ 123070 на полезную модель МПК F04B 41/00, 20.12.2012 [1]), в котором имеется технический признак капот и известно, что пермеат, образующийся в процессе работы газоразделительного блока, выводится в атмосферу, причем топливный бак размещен снаружи станции. За счет этого достигается «повышение пожаро-взрывобезопасности передвижной азотной компрессорной станции». Но, как недостаток, в данном устройстве не указано техническое решение, направленное на удаление пермеата в атмосферу.
Известно устройство, предназначенное для вентиляции корпуса компрессора, состоящее из корпуса, компрессора с приводным двигателем и системы вентиляционных решеток (патент РФ 87126 ПМ "Компрессорная установка и система снабжения сжатым воздухом пневматических устройств грузовых вагонов, содержащая компрессорную установку» МПК В60Т 17/00 (2006.01) F04B 41/00 (2006.01) 27.09.2009) [2]. Использование вентиляционных решеток в данном устройстве не обеспечивает необходимое и достаточно полное удаление нежелательных газообразных смесей и нагретого воздуха из корпуса компрессорной установки. Этот недостаток характерен также для аналога [1].
Известно устройство вентиляции, применяемое в трюмах морских танкеров (Международная Конвенция СОЛАС-74. Глава 11-2. Правило 59 «Отвод газа. продувка, дегазация и вентиляция» Морская библиотека. Интернет-ресурс http://sea-library.ru/solas/32-glava-2-2. html?start=63) [3].
В устройстве газоотводных систем грузовых танков указаны технические признаки использования вентиляционных отверстий, а также других технологических отверстий, в судовых конструкциях. Указано наличие трубопроводов, выходные отверстия для отвода газа.
Данное газоотводное устройство имеет назначение, совпадающее с предлагаемым устройством, и содержит технические признаки, непосредственно определяющие получение технического результата "чтобы сводить к минимуму возможность скопления легковоспламеняющихся паров". По совпадающему назначению и наибольшему количеству общих технических признаков данное устройство принимается за наиболее близкий аналог.
Раскрытие полезной модели:
Технической задачей и техническим результатом полезной модели является создание технической системы, обеспечивающей надежный отвод газообразного пермеата из ГРБ КАС, и исключение условий образования взрывоопасных и горючих соединений, газовых смесей в объеме капота КАС.
Сущность полезной модели состоит в том, что система отвода пермеата из газоразделительного блока компрессорной азотной станции содержит по крайней мере один воздухоотвод. Воздухоотвод установлен в отверстии в боковой стенке капота станции. Система содержит по крайней мере один воздуховод. Воздухоотвод со стороны подкапотного пространства снабжен по крайней мере одним ниппелем. Входное отверстие воздуховода соединено с коллектором пермеата газоразделительного блока. Выходное отверстие воздуховода соединено с ниппелем.
Воздухоотвод может иметь с наружной стороны защитную решетку,
Воздуховод может быть выполнен в виде гибкого гофрированного шланга.
Краткое описание чертежей.
На фигуре показана схема взаимосвязей отдельных элементов системы отвода пермеата из ГРБ КАС.
Осуществление полезной модели.
Система отвода потоков газа пермеата из ГРБ КАС (1, фиг.) состоит из коллектора (2) пермеата газоразделительного блока, воздуховода (3), воздухоотвода (4), установленного в отверстии в боковой стенке капота станции
(5). Со стороны подкапотного пространства к воздухоотводу прикреплен ниппель
(6). Воздуховод (3) входным отверстием соединен с выпускным отверстием коллектора. Выходным отверстием воздуховод присоединен к ниппелю (6). С наружной стороны воздухоотвод имеет защитную решетку (7).
Коллектор (2) предназначен для объединения отдельных газовых потоков пермеата (1) из выходных отверстий газоразделительного блока АКС - в общий поток пермеата. На выпускное отверстие коллектора присоединен входным отверстием воздуховод (3). Воздуховод предназначен для передачи потока пермеата от коллектора к воздухоотводу (4). Воздухоотвод (4), установленный в отверстии боковой стенки капота станции (5), служит для отвода пермеата в атмосферу. Воздуховод (3) выполнен предпочтительно в виде шланга (Ду75), гофрированным, гибким. Выходное отверстие воздуховода (3) соединено с ниппелем предпочтительно Ду 75 (6). Ниппель закреплен на воздухоотводе (4) с его внутренней стороны. Ниппель (6) предназначен для фиксации воздуховода на воздухоотводе. Количество ниппелей соответствует количеству отводимого пермеата и, соответственно, количеству воздуховодов, подходящих к воздухоотводу. Количество ниппелей и воздуховодов в зависимости от количества отводимого пермеата может быть равно одному, двум или трем. Воздухоотвод (4) выполнен предпочтительно с жалюзи в виде сварной металлической решетки из уголка 25×25 мм, оснащенной защитной решеткой (6) с наружной стороны. Размер воздухоотвода предпочтительно 500×500 миллиметров. Защитная решетка предназначена для защиты системы отвода пермеата от попадания атмосферных осадков, насекомых, пыли и грязи. Воздухоотвод (4) находится в непосредственном контакте с наружной атмосферой с внешней стороны капота.
Реализация конструктивных элементов заявляемой полезной модели не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
В процессе работы газоразделительного блока на выпускных отверстиях мембранных модулей (не показано), предназначенных для выхода пермеата, создается избыточное давление потоков пермеата (1). Из выпускных отверстий газоразделительного блока газовые потоки пермеата сразу переходят в коллектор (2), в котором соединяются для последующей транспортировки в воздуховод (3). При попадании пермеата из коллектора в воздуховод, его давление понижается и за счет этого исключается накопление его в коллекторе. Соответственно предотвращается попадание кислородсодержащего пермеата во внутреннее пространство капота станции. Через воздуховод пермеат под остаточным давлением достигает выпускного отверстия (не показано) воздуховода и воздухоотвода (4).
Воздухоотвод (4) неподвижно закреплен в окне боковой стенки капота (5) КАС и одновременно выполняет вентиляционную и монтажную функцию элементов устройства. Воздухоотвод фиксирует ниппели (6) и защитную решетку (7). В процессе транспортировки пермеата его поток проходит через воздуховод в ниппель воздухоотвода. Так как воздуховод (3) выполнен в виде гибкого гофрированного шланга, транспортировка пермеата происходит изолированно от потенциально опасных веществ в объеме капота станции. Пермеат с остаточным давлением проходит через ниппель в Воздухоотвод и далее - через защитную решетку - во атмосферу за пределы капота КАС.
В заявляемом устройстве «Система отвода пермеата от ГРБ КАС», заявляемый технический результат: обеспечение надежного отвода газообразного пермеата из ГРБ КАС и исключение условий образования взрывоопасных и горючих соединений, газовых смесей в объеме капота (кузова) КАС, достигается за счет того, что система отвода пермеата из газоразделительного блока компрессорной азотной станции содержит по крайней мере один воздухоотвод. Воздухоотвод установлен в отверстии в боковой стенке капота станции. Система содержит по крайней мере один воздуховод. Воздухоотвод со стороны подкапотного пространства снабжен по крайней мере одним ниппелем. Входное отверстие воздуховода соединено с коллектором пермеата газоразделительного блока. Выходное отверстие воздуховода соединено с ниппелем.
Промышленная применимость.
Заявляемая система отвода пермеата от газоразделительного блока компрессорной азотной станции реализована с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть собрана на любом машиностроительном предприятии, и найдет широкое применение в химической, угольной и горнодобывающей промышленности, областях добычи, переработки, транспортировки и сбыта нефтяных и газовых продуктов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. 123070 ПМ «Передвижная азотная компрессорная станция» МПК F04B 41/00, опубл. 20.12.2012.
2. 87126 ПМ "Компрессорная установка и система снабжения сжатым воздухом пневматических устройств грузовых вагонов, содержащая компрессорную установку" МПК В60Т 17/00 (2006.01) F04B 41/00 (2006.01) публ. 27.09.2009
3. Международная Конвенция СОЛАС-74. Глава 11-2, Правило 59 «Отвод газа, продувка, дегазация и вентиляция» Морская библиотека. Интернет-ресурс http://sea-library.ru/solas/32-glava-2-2. html?start=63