УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ЗНАЧЕНИЙ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВОК ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ

Полезная модель относится к газоснабжению, в частности, к контролю предельно допустимых значений эксплуатационных параметров установок очистки (УО) природного газа от твердых частиц и может быть использована в составе газорегуляторных пунктов систем газораспределения.
Предельно допустимыми значениями эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц являются: максимально допустимое значение падения давления на установке очистки, при достижении которого должны удаляться накопившиеся в ней твердые частицы; и минимально допустимая пропускная способность установки очистки, при достижении которой должны выявляться и устраняться причины, вызвавшие снижение пропускной способности (загрязнение твердыми частицами, снижение давления и расхода перед установкой очистки).
Значения максимально допустимого падения давления сильно различаются для разных типов установок очистки газа и устанавливается заводом изготовителем. Превышение максимально допустимого падения давления может привести к разрушению фильтрующего элемента установки очистки, попаданию накопленных в нем твердых частиц, а также фрагментов и обломков, полученных в результате разрушения в различные виды газового оборудования. Срок, когда из установки очистки необходимо удалять накопившиеся в ней твердые частицы с достаточной степенью достоверности может быть определен только путем регистрации максимально допустимого падения давления с помощью соответствующих приборов.
Минимально допустимая пропускная способность загрязненной установки очистки наступает, когда ее значение снижается до величины расчетного часового расхода газа, необходимого для газоснабжения потребителя. При проведении расчетов основных эксплуатационных параметров значение пропускной способности установки очистки в любой период ее эксплуатации, принимается выше величины расчетного часового расхода газа. Снижение пропускной способности установки очистки ниже расчетного часового расхода газа может наступить до момента достижения значения максимально допустимого падения давления. Такое снижение приводит к уменьшению давления и скорости газа, к срабатыванию предохранительного запорного клапана, прекращению газоснабжения, возникновению аварийной ситуации, недопоставкам газа потребителю.
Известно устройство контроля максимально допустимого значения падения давления на установке очистки природного газа от твердых частиц, включающее в себя пружинные манометры для измерения максимально допустимого значения перепада (разности) давления, расположенные на входном и выходном штуцерах до и после установки очистки [см. стр.201. Шур И.А. Газорегуляторные пункты и установки. Л.: Недра, 1985. 288 с].
Недостатком известного устройства является низкая точность определения падения давления на установке очистки при использовании пружинного манометра, так как цена деления шкалы такого манометра не превышает 0,05·10-1 МПа, что соизмеримо с величиной измеряемого перепада давления ΔР<(0,05-0,1)·10-1 МПа. Другим недостатком известного устройства является отсутствие автоматического непрерывного контроля падения давления и пропускной способности на фильтрующем элементе.
Известно также устройство контроля максимально допустимого значения падения давления на установке очистки природного газа от твердых частиц, включающее в себя индикатор падения давления на установке очистки, подключенный одним импульсным трубопроводом к ее входному штуцеру, а вторым импульсным трубопроводом к ее выходному штуцеру [см. стр.314, 323-324, 346-349. Промышленное газовое оборудование. Справочник. Саратов: Газовик, 2010. 992 с]. Определение максимально допустимого падения давления осуществляется путем перемещения стрелки индикатора из зеленого в красный сектор. Если стрелка индикатора падения давления находится в зеленом секторе, то это свидетельствует о том, что установка очистки не засорена до предельно допустимого значения, если стрелка индикатора падения давления находится в красном секторе, то тогда установка очистки засорена и требует очистки от твердых примесей.
Недостатком данного устройства является отсутствие автоматического дистанционного контроля падения давления и пропускной способности установки очистки.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство контроля максимально допустимого значения падения давления на установке очистки природного газа от твердых частиц, включающее в себя входной и выходной штуцера, дифференциальный датчик преобразования падения давления на установке очистки в пропорциональный падению давления электрический сигнал, подключенный к штуцерам импульсными трубопроводами, подключенный к выходному электрическому контакту дифференциального датчика преобразования блок контроллера автоматического дистанционного контроля и предупреждения световым, звуковым или иным сигналом обслуживающего персонала о достижении максимально допустимого значения падения давления [см. стр.318-319, 776-777. Справочник. Промышленное газовое оборудование. Саратов: Газовик, 2010. 992 с]. Точное текущее значение падения давления выводится на экран дифференциального датчика, одновременно преобразовывается в электрический сигнал и поступает на блок автоматического контроля и сигнализации с возможностью передачи сигнала на диспетчерский пункт аварийной службы, что позволяет осуществлять автоматический дистанционный контроль падения давления [см. стр.761. Промышленное газовое оборудование. Справочник. Саратов: Газовик, 2010. 992 с].
Недостатком данного устройства является отсутствие автоматического дистанционного контроля пропускной способности установки очистки, уменьшение которой ниже величины расчетного часового расхода газа приводит к снижению давления и скорости газа, к возможности срабатывания предохранительного запорного клапана, прекращению газоснабжения, возникновению аварийной ситуации, а также к недопоставкам газа потребителю.
Задачей настоящей полезной модели является повышение безопасности эксплуатации установок по очистке природного газа от твердых частиц.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является снижение уровня риска при определении предельно допустимых значений эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц.
Поставленная задача достигается тем, что устройство по контролю предельно допустимых значений эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц, включающее входной и выходной штуцера, установку очистки, герметично подключенную между входным и выходным штуцерами, дифференциальный датчик, подключенный к входному и выходному штуцерам посредством импульсных трубопроводов, блок автоматического дистанционного контроля и предупреждения о моменте достижения максимально допустимого значения падения давления, подключенный своей входной линией к выходному электрическому контакту дифференциального датчика, согласно заявляемому техническому решению содержит узел контроля и преобразования значения пропускной способности установки очистки в пропорциональный электрический сигнал, расположенный после установки очистки и снабженный выходным контактом, и блок автоматического дистанционного контроля и предупреждения о моменте уменьшения пропускной способности ниже значения расчетного часового расхода газа, снабженный входной линией для подключения к выходному контакту узла контроля и преобразования.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг.), на котором изображена схема устройства контроля предельно допустимых значений эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц. Позициями на чертеже обозначены 1 - входной штуцер; 2 - выходной штуцер; 3 - установка очистки газа от твердых частиц; 4, 5 - импульсные трубопроводы; 6 - дифференциальный датчик падения давления на установке очистки; 7 - блок автоматического дистанционного контроля и предупреждения о моменте достижения максимально допустимого значения падения давления; 8 - контроллер; 9 - световой сигнализатор; 10 - звуковой сигнализатор; 11 - входная линия блока автоматического дистанционного контроля и предупреждения 7; 12 - выходной контакт дифференциального датчика 6; 13 - узел контроля и преобразования значения пропускной способности установки очистки 3 в пропорциональный электрический сигнал; 14 - выходной контакт электрического сигнала узла контроля и преобразования 13; 15 - блок автоматического дистанционного контроля и предупреждения о моменте уменьшения пропускной способности ниже значения расчетного часового расхода газа; 16 - входная линия блока автоматического дистанционного контроля и предупреждения 15. Стрелки на схеме показывают направление движения природного газа и электрических сигналов.
Устройство контроля предельно допустимых значений эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц включает входной штуцер 1 и выходной штуцер 2, герметично присоединенные к установке очистки 3; импульсные трубопроводы 5 и 4, дифференциальный датчик 6, герметично соединенный с входным 1 и выходным 2 штуцерами установки очистки 3 посредством импульсных трубопроводов 5 и 4; блок автоматического дистанционного контроля и предупреждения о моменте достижения максимально допустимого значения падения давления 7, подключенный своей входной линией 11 к выходному электрическому контакту 12 дифференциального датчика 6 и являющийся составной частью контроллера 8; световой 9 и звуковой 10 сигнализаторы, соединенные с контроллером 8 и передающие световой и звуковой сигналы обслуживающему персоналу в случае достижения перепада давления на штуцерах 1 и 2 установки очистки 3 до максимально допустимого значения и в случае уменьшения значения пропускной способности установки очистки 3; входную линию 11 блока 7 контроллера 8 для подключения к выходному электрическому контакту 12 дифференциального датчика 6; узел контроля и преобразования 13 значения пропускной способности установки очистки 3 в пропорциональный электрический сигнал, соединенный с установкой очистки 3 и снабженный выходным контактом электрического сигнала 14 для подключения к блоку автоматического дистанционного контроля и предупреждения 15 контроллера 8 о моменте уменьшения пропускной способности ниже значения расчетного часового расхода газа посредством входной линии 16 блока автоматического дистанционного контроля и предупреждения 15.
Устройство контроля предельно допустимых значений эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц работает следующим образом.
Природный газ из распределительного газопровода с находящимися в нем твердыми частицами подают через установку очистки 3. В определенный период эксплуатации в зависимости от концентрации твердых частиц, расхода и давления газа установка очистки 3 полностью засоряется, что приводит к падению давления между штуцерами 1 и 2 на входе и выходе до максимально допустимого значения. Падение давления по импульсным трубопроводам 4 и 5 поступает на дифференциальный датчик 6, где преобразуется в пропорциональный ему электрический сигнал.
Электрический сигнал через выходной контакт 12 дифференциального датчика 6 и входную линию 11 поступает на блок 7 автоматического дистанционного контроля и предупреждения контроллера 8. Превышение перепада давления выше максимально допустимого значения приводит к разрушению фильтрующего элемента установки очистки, попаданию накопленных в нем частиц, а также фрагментов и обломков, полученных в результате разрушения, в поток газа. Поэтому при достижении величины падения давления на штуцерах 1 и 2 установки очистки 3 и, как следствие, пропорционального ему электрического сигнала, до максимально допустимого значения, по сигналу с блока 7 контроллера 8 срабатывают сигнализаторы 9 и 10, которые предупреждают обслуживающий персонал световым и звуковым сигналом о необходимости удаления твердых частиц из установки очистки 3. Блок 7 контроллера 8 дистанционно передает сигнал на центральный диспетчерский пункт аварийной службы для анализа, принятия решения и осуществления оперативного управления процессом удаления твердых частиц из установки очистки 3.
Далее очищенный от твердых частиц в установке 3 природный газ, через газопровод подают в узел контроля и преобразования 13, где значение расхода газа преобразуется в пропорциональный ей электрический сигнал. Электрический сигнал через выходной контакт 14 и входную линию 16 поступает на блок 15 автоматического дистанционного контроля и предупреждения о моменте уменьшения пропускной способности ниже значения расчетного часового расхода газа контроллера 8. Снижение пропускной способности установки очистки 3 ниже расчетного часового расхода газа приводит к снижению давления и скорости газа, к возможности срабатывания предохранительного запорного клапана, прекращению газоснабжения, возникновению аварийной ситуации, а также недопоставкам газа потребителю. Поэтому при достижении величины расхода газа в узле контроля и преобразования 13 до значения минимально допустимой пропускной способности установки очистки 3, и, как следствие при достижении пропорционального ему электрического сигнала, передаваемого по линии 16, до минимально допустимого значения, блок 15 контроллера 8 включает сигнализаторы 9 и 10, которые предупреждают обслуживающий персонал световым и звуковым сигналом о необходимости устранения причин и восстановления пропускной способности. Блок 15 контроллера 8 позволяет передавать сигнал дистанционно на центральный диспетчерский пункт для анализа, принятия решения и осуществления оперативного управления процессом восстановления пропускной способности установки очистки 3.
Использование предлагаемых устройств по контролю предельно допустимых значений эксплуатационных параметров установок очистки природного газа от твердых частиц в составе газорегуляторных пунктов позволит повысить их безопасность, снизит риск возникновения аварийных ситуаций.