2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ЖИДКОЙ CO
2
METHOD AND DEVICE FOR CO TRANSPORTATION

2
Изобретение относится к трубопроводному транспорту сжиженных газов, в частности к транспортированию и раздаче жидкой двуокиси углерода CO в баллоны.
2
Ближайшим аналогом заявленного способа является способ транспортирования жидкой СО, включающий ее перекачку в жидкой фазе (см. а.с. СССР № 1100458, F17C 7/04, 1984 (1)).
2
Недостатком способа является ненадежность работы, невозможность подачи потребителю на протяженное расстояние CO в жидком виде.
2
Цель изобретения в части способа - снижение энергозатрат при подаче потребителю СО на протяженное расстояние за счет поддержания ее параметров, соответствующих жидкому состоянию, при помощи автоматизированной системы регулирования расхода.
2
2
Поставленная цель достигается за счет того, что в способе транспортирования жидкой СО, включающем ее перекачку в жидкой фазе, согласно изобретению расход СО регулируют исполнительным механизмом, обеспечивающим давление в диапазоне 6,0…7,5 МПа, при этом контролируют принадлежность давления и температуры значениям, соответствующим жидкой фазе.
2
Ближайшим аналогом заявленного устройства является устройство транспортирования жидкой CO, содержащее баллоны (см. (1)).
2
Недостатком такой установки является сложность конструкции и, как следствие, ненадежность работы, невозможность подачи потребителю на протяженное расстояние CO в жидком виде.
2
Цель изобретения в части устройства - снижение энергозатрат при подаче потребителю СО на протяженное расстояние за счет поддержания ее параметров, соответствующих жидкому состоянию, при помощи автоматизированной системы регулирования расхода.
2
2
Это достигается тем, что устройство транспортирования жидкой СО, содержащее баллоны, согласно изобретению снабжено исполнительным механизмом регулирования расхода, расходомером, датчиками температуры и давления, предохранительным клапаном аварийного сброса жидкой СО и клапаном для предупреждения падения давления при резком увеличении расхода у потребителя.
2
2
2
г
Г
ж
ж
2
г
ж
г
г
ж
ж
2
2
3
3
2
2
Подача потребителям жидкой CO, в отличие от газообразной CO, экономически более выгодна. При одинаковом расходе CO по массе G [кг/ч] средняя скорость ее транспортировки по трубопроводу с внутренним диаметром d составит v=4G/(πdρ). При G=220 кг/ч, d=50 мм для газообразной фазы (ρ=2 кг/м) скорость v=15,6 м/с, для жидкой фазы (ρ=950 кг/м) скорость v=0,03 м/с. При этом отношение потерь давления на преодоление сил трения, примерно пропорциональное соответствующим мощностям компрессора, а следовательно, и технологическим расходам, при перекачке СО в газообразной и жидкой фазах составит Δр/Δр=(ρv )/(ρv )=570. Этот расчет показывает, что на перекачку СО в жидкой фазе потребуется в 570 раз меньше энергии, чем на соответствующую перекачку ее в газообразной фазе.
2
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Процесс перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое протекает с изменением температуры и давления. Например, процесс перехода жидкой СО, транспортируемой по трубопроводу, в газообразную фазу сопровождается изменением температуры и давления. Возникающие при этом напряжения приводят к деформациям в трубопроводах и их разрывам.
2
В предлагаемом способе и устройстве агрегатные переходы предотвращаются тем, что параметры состояния - давление и температура поддерживаются в диапазоне, соответствующем жидкой фазе на диаграмме состояния СО с помощью автоматизированной системы регулирования расхода.
На чертеже приведена схема устройства, осуществляющего способ.
2
Пример. Предложенное устройство включает исполнительный механизм (1), расходомер (2), датчики температуры (3) и давления (4), предохранительный клапан аварийного сброса жидкой СО (5), запорный клапан (6), емкость-накопитель (7), трубопровод (8), устройство связи с объектом (УСО) (9), автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора (10).
Описанное устройство работает следующим образом.
2
2
2
Жидкая CO транспортируется по теплоизолированному трубопроводу (8) в емкость-накопитель (7). Расход регулируется исполнительным механизмом (1) и контролируется расходомером (2). На трубопроводе установлены датчики давления (4) и температуры (3). Сигналы от расходомера (2), датчиков давления (4), температуры (3) поступают в устройство связи с объектом (УСО) (9), а через него - в автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора (10). УСО преобразует измеряемые параметры в унифицированные электрические сигналы, которые непрерывно обрабатываются компьютером в АРМ. Компьютер контролирует принадлежность физических параметров состояния - давления и температуры их значениям на диаграмме состояния СО, соответствующим жидкой фазе. На основании значений давления и температуры и скорости их изменения предлагаются варианты действия оператора, который либо позволяет системе работать автоматически, либо берет управление на себя. Давление в диапазоне 6,0…7,5 МПа поддерживается регулятором расхода (1), при этом температура жидкой СО на входе в трубопровод поддерживается в диапазоне -30…+30°С.
2
Запорный клапан (6) предназначен для предупреждения падения давления при резком увеличении расхода у потребителя. Во избежание резкого понижения давления ниже заданного предела (6,0 МПа) происходит перекрывание трубопровода и тем самым обеспечивается поддержание давления в заданных пределах. Предохранительный клапан (5) служит для аварийного сброса жидкой СО при недопустимо резком росте давления.