СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОДОРИЗАЦИИ ГАЗА
METHOD AND DEVICE FOR GAS ODORISING

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано для ввода одоранта в поток газа, транспортируемого по газопроводу.
Очищенный природный газ не имеет ни цвета, ни запаха, поэтому своевременно обнаружить его утечку довольно трудно. Для обеспечения безопасности транспортировки и использования газа его одорируют, т.е. придают ему запах, для чего вводят в газ вещества с резким и неприятным запахом - одоранты. В настоящее время в мировой практике для одоризации газа используется множество устройств, но все их можно разделить на три основных типа - капельные, испарительные или барботажные.
Известна установка для одоризации газа, содержащая барботажную камеру, источник одоранта, и трубопроводы, соединяющие их с газопроводом до и после дросселирующего устройства, расположенного в газопроводе. Рогожинский Д.Л., Стрижак И.В., Шведковский Г.А. Одоризация природного газа. - М.: ВНИИЭгазпром, 1973 г., а также осадительную камеру для осаждения взвешенных частиц одоранта, при этом вход барботажной камеры соединен с газопроводом перед дросселирующим устройством, а выход через осадительную камеру соединен с газопроводом после дросселирующего устройства. Дросселирующее устройство выполнено в виде диафрагмы. Степень одоризации регулируют специальным вентилем, при помощи которого изменяют количество одорированного газа, поступающего в газопровод. Недостатками этого устройства являются применение диафрагмы, которая при малых расходах основного потока газа не обеспечивает необходимого для работы перепада давления, а также низкая точность дозирования, т.к. не определяют концентрацию паров одоранта в газе после процесса барботации, которая зависит от термобарических параметров протекания процесса.
В последнее время перед разработчиками одоризаторов стоят задачи повышения точности дозирования при автоматическом регулировании соотношения газа и одоранта в процессе одоризации, защиты окружающей среды и упрощения технического обслуживания установок. На повышение точности дозирования направлено изобретение «Способ одоризации газа и устройство для его осуществления» (патент RU №2183134, B01F 3/04). Способ, заключающийся в измерении величины расхода газа в газопроводе в единицу времени и определении, с учетом измеренной величины, текущего значения расхода одоранта, отличающийся тем, что дополнительно измеряют концентрацию ароматического вещества в одоранте, а текущее значение расхода одоранта определяют с учетом измеренного значения концентрации ароматического вещества в одоранте, и устройство, содержащее емкость для хранения жидкого одоранта, расходомер, установленный на магистрали газопровода, дозатор одоранта, через который емкость для хранения жидкого одоранта соединена с магистралью газопровода, отличающееся тем, что в него введен блок вычисления расхода одоранта, при этом первый вход блока вычисления расхода одоранта соединен с выходом расходомера, второй вход блока вычисления расхода одоранта соединен с выходом блока измерения концентрации ароматического вещества в одоранте, а выход соединен со входом управления дозатора.
В данном устройстве измерение расхода одоранта осуществляют через измерение концентрации в одоранте ароматического вещества, объема и температуры одоранта. Но использование одоризаторов капельного типа, как правило, работающих в неотапливаемых помещениях, при низких температурах окружающей среды приводит к перемерзанию трубопроводов малого диаметра, что приводит к выходу из строя одоризирующего устройства. Кроме того, такие одоризаторы из-за использования калиброванных отверстий или прецезионных пар требуют тонкой очистки одоранта, с использованием дополнительных фильтров, которые требуют регулярной замены. Учитывая характерный резкий неприятный запах одорантов и их отношение к вредным для здоровья веществам, регулярное обслуживание одоризирующих установок затруднительно. Т.о. недостатками являются недостаточная надежность и сложность технического обслуживания одоризационной установки капельного типа.
Основными задачами заявляемого изобретения является расширение рабочего диапазона расходов одорируемого газа, проходящего в основном потоке, в частности возможность его использования для газопроводов малой пропускной способности, повышение надежности и упрощение технического обслуживания при сохранении высокой точности дозы вводимого одоранта.
Дополнительными задачами заявляемого изобретения является повышение точности одоризации газа, контролируя его качественные показатели в трубопроводе подачи потребителю, и стабилизация температурного режима в течение всего процесса барботации.
Решение поставленных задач достигается тем, что в способе одоризации газа, заключающемся в барботировании газа и введении насыщенного парами одоранта газа в основной поток газа, согласно изобретению посредством системы автоматизации определяют термобарические параметры течения процесса барботации, определяют количественные показатели насыщенности газа парами одоранта и, в зависимости от полученных данных и измеренной текущей величины расхода газа в основном трубопроводе, рассчитывают и вводят необходимое количество одорированного газа в основной поток газа. А устройство одоризации газа, включающее емкость для хранения жидкого одоранта, барботажную емкость, согласно изобретению оснащено системой автоматизации процесса, содержащей датчики контроля термобарических параметров течения процесса барботации, счетчик газа, определяющий текущее значение расхода газа после процесса барботации, и блок управления, обрабатывающий полученную информацию и формирующий управляющие команды для органов регулирования течения процесса одоризаци.
Кроме того, на основном трубопроводе, после введения насыщенного парами одоранта газа в основной поток, дополнительно установлен газоанализатор.
Кроме того, в барботажной емкости дополнительно установлен терморегулятор.
Заявленное изобретение поясняется графическими материалами.
Фиг.1 представляет схему устройства одоризации.
Фиг.2 - схема устройства одоризации с газоанализатором.
Фиг.3 - схема устройства одоризации с терморегулятором.
На фиг.1 представлена схема устройства одоризации. На основном трубопроводе 1 расположены узел редуцирования 2 и узел учета 3. К основному трубопроводу 1, до узла редуцирования 2, подключен трубопровод 4, снабженный запорным клапаном 5 и регулятором давления 6, подведенный на вход в барботажную емкость 7, содержащую сепаратор 8. Выход из барботажной емкости связан с основным трубопроводом 1 трубопроводом 9, оснащенным счетчиком газа 10 и регулятором расхода 11. Емкость для хранения одоранта 12 связана с основным трубопроводом 1 посредством трубопровода 13, эжектора 14 и трубопровода 15, на котором расположена задвижка 16, а с барботажной емкостью 7 - трубопроводом 17, снабженным задвижкой 18. Система автоматизации процесса одоризации содержит датчик контроля уровня одоранта в барботажной емкости 19, три датчика температуры 20, давления в барботажной емкости 21, датчик давления в емкости хранения 22, датчик уровня одоранта в емкости хранения 23 и блок управления 24.
На фиг.2 представлена схема устройства одоризации, отличающегося тем, что на основном трубопроводе 1, после соединения с трубопроводом 9, дополнительно установлен газоанализатор 25.
На фиг.3 представлена схема устройства одоризации, отличающегося тем, что в барботажной емкости 7 установлен терморегулятор 26.
Из основного трубопровода высокого давления 1, с высокой стороны, т.е. до узла редуцирования 2, отбирают газ по трубопроводу 4, высокое давление которого посредством регулятора 6 уменьшают до значения чуть большего, чем давление общего потока газа на выходе, после процесса одоризации, в основном трубопроводе, и подают в барботажную емкость 7. В барботажной емкости 7 газ барботируют, пропуская его через жидкий одорант и предельно насыщая парами. В барботажной емкости 7, по ходу потока газа, установлен сепаратор 8, выполненный из мелкоячеистой сетки, отделяющий лишнюю капельную влагу, которая постепенно собираясь на сетке сепаратора 8 стекает по стенкам барботажной емкости обратно. Датчик уровня 19, контролируя текущий уровень одоранта в барботажной емкости 7, передает сигнал блоку управления 24. При достижении нижнего/верхнего значения рабочего уровня одоранта блок управления 24 формирует управляющий сигнал на открытие/закрытие задвижке 18, установленной на трубопроводе 17, автоматически сливая/пополняя одорант в/из емкости хранения 12. Для слива эжектор 14 создает разрежение в емкости хранения 12, и по трубопроводу 17 одорант из барботажной емкости 7 поступает в емкость хранения 12. Трубопровод 17 для полной очистки продувают газом и, через время t, необходимое для продувки, блок управления 24 командой закрывает задвижку 18. В емкости хранения 12 восстанавливается высокое давление, контролируемое датчиком давления 22. Передавливанием пополняют барботажную емкость 7 новой порцией одоранта. При достижении верхнего значения уровня одоранта в барботажной емкости, определяемого датчиком уровня 23, блок управления 24 командой закрывает задвижку 18. Датчики температуры 20 и датчик давления 21 определяют термобарические параметры, при которых протекает процесс барботирования, и передают полученные значения блоку управления 24. Насыщенный парами одоранта газ (без капельной влаги) поступает в трубопровод 9, где счетчик газа 10 определяет текущее значение расхода газа после процесса барботирования и передает полученное значение блоку управления 24, который с помощью прикладных программ, реализующих алгоритм расчета насыщенности газа в зависимости от термобарических параметров, определяет количество одоранта, содержащегося в единице газа после процесса барботирования на данный момент. На основании этих вычислений, а также данных о расходе газа в основном трубопроводе, получаемых с узла учета 3, блок управления 24 регулирует степень открытия клапана регулятора расхода 11 для ввода одорированного газа в основной трубопровод 1.
Кроме того, на основном трубопроводе 1 после трубопровода 9, по которому вводят насыщенный парами одоранта газ в основной газовый поток, дополнительно устанавливают газоанализатор 25, данные с которого о качественных характеристиках одорированного газа поступают на блок управления 24 и используются для более точного расчета количества насыщенного парами одоранта газа, необходимого для введения в основной газовый поток.
Кроме того, в барботажной емкости 7 дополнительно устанавливают терморегулятор 26, регулирующий и стабилизирующий температурный режим в течение всего процесса барботации.
Т.о. исключением использования сужающего устройства для создания перепада давления в основном трубопроводе достигают расширения рабочего диапазона расходов одорируемого газа, проходящего в основном потоке, в частности возможности его использования для газопроводов малой пропускной способности. За счет использования процесса барботации для насыщения газа парами одоранта и, как следствие, исключения фильтра тонкой очистки из устройства одоризации, а также определением термобарических параметров посредством системы автоматизации, влияющих на количественные показатели насыщенности газа парами одоранта, рассчитывая с помощью прикладных программ и вводя в газ необходимое количество одоранта, повышают надежность работы и упрощают техническое обслуживание устройства одоризации.
Дополнительно устанавливая газоанализатор в схему устройства, повышают точность одоризации газа, контролируя его качественные показатели в трубопроводе подачи потребителю, а дополнительно устанавливая терморегулятор, стабилизируют температурный режим в течение всего процесса барботации.