×
09.08.2018
218.016.7a1c

Результат интеллектуальной деятельности: ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области газоснабжения и может быть использовано в составе газораспределительных станций (ГРС) и газорегуляторных пунктов (ГРП) для редуцирования давления природного газа с попутной утилизации энергии потока газа для повышения автономности и безотказности систем ГРС и ГРП. Техническим результатом является возможность снижения давления природного газа и поддержания его на заданном уровне в пунктах редуцирования с относительно малыми расходами и давлениями при попутной утилизации энергии потока газа вне зависимости от внешних воздействий, влияющих на параметры газового потока, без применения регулятора давления как отдельного устройства и без индивидуальной системы стабилизации частоты вращения детандера. 1 ил.

Изобретение относится к области газоснабжения и может быть использовано в составе газораспределительных станций (ГРС) и газорегуляторных пунктов (ГРП) для редуцирования давления природного газа с попутной утилизации энергии потока газа для повышения автономности и безотказности систем ГРС и ГРП.

Известна энергетическая установка для редуцирования давления природного газа (патент РФ №2032822, опубл. 10.04.1995 г.). Изобретение обеспечивает повышение эффективности и улучшение экологических показателей газораспределительных станций при потребителях тепла и холода, например теплиц, холодильников и овощехранилищ, за счет утилизации энергии газа в двух турбодетандерах без его сжигания, а также расширение функциональных возможностей путем получения дополнительно к хладоресурсу еще и некоторого количества горячего воздуха.

Недостатками такой установки являются необходимость наличия потребителей тепла и холода, а также, вследствие наличия расширительных машин турбинного типа, необходимость питания данной установки довольно большими расходами природного газа, что ограничивает применимость установки для большого числа малых пунктов редуцирования. Кроме этого в установке не предусмотрена возможность преобразования энергии потока газа в электричество, что могло бы существенно повысить автономность, как самой установки, так и пункта редуцирования.

Известна газораспределительная станция с электрогенерирующим устройством (патент РФ №81767, опубл. 27.03.2009 г.). Изобретение за счет высокооборотных детандера и генератора, а также преобразователя частоты тока позволяет снижать давление природного газа и преобразовывать энергию его потока в электроэнергию при обеспечении микропроцессором, получающим сигналы с датчиков температуры, давления, скорости и влажности, расположенных до и после установки, оптимального режима работы электронагревателя газа под различными внешними возмущающими воздействиями.

Недостатками являются наличие высокоскоростных детандера и генератора, что усложняет процесс их производства и обслуживания, а также расчет на относительно высокие значения расхода и входного давления газа, что подразумевает использование нагревателей и, таким образом, не может эффективно применяться на малых пунктах редуцирования.

Известно устройство регулирования турбодетандера (патент РФ №2579301, опубл. 10.04.2016 г.), устанавливаемое параллельно газораспределительной станции и содержащее турбодетандер, генератор, стопорный клапан, два регулирующих органа с приводами, байпасный клапан, переключатель режимов работы, сумматор, три элемента сравнения, датчики давления и нагрузки внешней электрической сети, частотный преобразователь, фильтр и выпрямитель. Данное устройство позволяет регулировать работу турбодетандера в зависимости от величины нагрузки внешней электрической сети, снизить колебания давления газа в магистрали низкого давления, а также повысить надежность работы турбодетандера.

Недостатками этого устройства являются возможность эффективной работы детандер-генераторной установки в целом лишь на стабильных относительно высоких давлениях и расходах газа, а также чрезмерная сложность системы с высокими потерями энергии потока газа.

Известен детандер-генераторный агрегат с системой его регулирования (патент РФ №2620624, опубл. 29.05.2017 г.), принятый за прототип. Изобретение, за счет применения регулируемого объемного пневмодвигателя, позволяет утилизировать энергию потока газа на относительно малых давлениях и расходах, независимо от неравномерности отбора газа потребителями и изменения момента сопротивления.

Недостатком этого агрегата является необходимость наличия отдельного регулятора давления, на котором происходит потеря энергии и который необходимо подвергать перенастройке при значительном изменении входных параметров потока газа. Кроме этого регулятор давления подвержен возможным автоколебаниям вследствие работы системы регулирования детандер-генераторного агрегата.

Техническим результатом является возможность снижения давления природного газа и поддержания его на заданном уровне в пунктах редуцирования с относительно малыми расходами и давлениями при попутной утилизации энергии потока газа вне зависимости от внешних воздействий, влияющих на параметры газового потока, без применения регулятора давления как отдельного устройства и без индивидуальной системы стабилизации частоты вращения детандера, что повышает эффективность процесса редуцирования, утилизации энергии газа и безотказность пункта редуцирования в целом.

Технический результат достигается тем, что объемный пневмодвигатель устанавливается между предохранительным запорным клапаном и выходной запорной арматурой линии редуцирования, при этом выход датчика давления, установленного на выходе детандер-генераторного регулятора давления, связан с входом управляющего контроллера, выход которого связан с входом исполнительного устройства регулирующего клапана.

Устройство поясняется следующей фигурой:

фиг. 1 - общая схема устройства, где:

1 - детандер-генераторный регулятор давления природного газа;

2 - линия редуцирования;

3 - входная запорная арматура;

4 - устройство очистки;

5 - предохранительный запорный клапан (ПЗК);

6 - объемный пневмодвигатель;

7 - электрогенератор;

8 - регулирующий клапан;

9 - датчик давления;

10 - контроллер;

11 - исполнительное устройство регулирующего клапана;

12 - выходная запорная арматура;

13 - предохранительный сбросной клапан (ПСК).

Детандер-генераторный регулятор давления природного газа 1 (фиг. 1), находящийся на линии редуцирования 2 между предохранительным запорным клапаном 5 и выходной запорной арматурой 12, содержит объемный пневмодвигатель 6, установленный между предохранительным запорным клапаном 5 и выходной запорной арматурой 12 линии редуцирования и кинематически связанный с электрогенератором 7, выход пневмодвигателя связан с его входом через регулирующий клапан 8, при этом выход датчика давления 9, установленного на выходе детандер-генераторного регулятора давления 1, связан с входом управляющего контроллера 10, выход которого связан с входом исполнительного устройства 11 регулирующего клапана 8.

На трубопроводе линии редуцирования 2 последовательно располагаются: входная запорная арматура 3, фильтр 4, предохранительный запорный клапан 5, детандер-генераторный регулятор давления природного газа 1, выходная запорная арматура 12 и предохранительный сбросной клапан 13.

Устройство работает следующим образом. После прохождения предохранительного запорного клапана 5 на линии редуцирования 2 природный газ разделяется на два потока, количественное соотношение которых определяется степенью открытия регулирующего клапана 8. Управление регулирующим клапаном 8 при помощи исполнительного устройства 11 происходит контроллером 10 в зависимости от величины рассогласования значения давления на выходе регулятора давления 1, определяемого датчиком 9, с уставкой, т.е. с требуемой величиной давления. Один поток поступает на объемный пневмодвигатель 6, где расширяется и совершает полезную работу, которая преобразуется в механическую, а затем, при помощи электрогенератора 7, в электрическую энергию. Другой поток проходит через регулирующий клапан 8, где дросселируется в зависимости от степени его открытия. После этого ранее разделенные потоки соединяются в один, уже имеющий требуемые значения давления и температуры, и, через выходную запорную арматуру 12, направляются в трубопровод потребителей.

Давление на выходе детандер-генераторного регулятора давления 1 зависит от количеств подачи природного газа через регулирующий клапан 8 и через объемный пневмодвигатель 6, а также от степеней понижения давления на них. Поддержание давления в трубопроводе потребителя на заданном уровне в данном случае является не только требованием системы газораспределения, но и позволяет обеспечить стабилизацию частоты вращения объемного пневмодвигателя 6, т.к. она зависит от перепада давлений на ее входе и выходе, что, в свою очередь, повышает качество получаемой электрогенератором энергии.

При уменьшении отбора газа потребителями давление после детандер-генераторного регулятора давления 1 увеличивается, уменьшая при этом перепад давлений на объемном пневмодвигателе 6 и, таким образом, уменьшая частоту его вращения. Превышение давления над уставкой при помощи датчика 9 регистрируется контроллером 10, который посылает исполнительному устройству 11 сигнал на уменьшение степени открытия регулирующего клапана 8 до тех пор, пока давление на выходе детандер-генераторного регулятора давления 1 не сравняется с уставкой, восстановив при этом перепад давлений на объемном пневмодвигателе 6.

При увеличении отбора газа потребителями, для поддержания давления на выходе детандер-генераторного регулятора давления, регулирующий клапан 8 открывается.

Детандер-генераторный регулятор давления природного газа, включающий электрогенератор, исполнительное устройство и объемный пневмодвигатель, вход которого соединен с его выходом через регулирующий клапан, отличающийся тем, что объемный пневмодвигатель устанавливается между предохранительным запорным клапаном и выходной запорной арматурой линии редуцирования, при этом выход датчика давления, установленного на выходе детандер-генераторного регулятора давления, связан с входом управляющего контроллера, выход которого связан с входом исполнительного устройства регулирующего клапана.
ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА
ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-150 из 204.
31.05.2019
№219.017.7072

Устройство для дегазации углеводородного конденсата

Изобретение относится к устройству для дегазации углеводородного конденсата и может быть использовано в нефтехимической отрасли при подготовке нефти и углеводородного конденсата к транспорту. Устройство для дегазации включает емкость, в которой ступенями по высоте размещены трубчатые элементы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689740
Дата охранного документа: 28.05.2019
08.06.2019
№219.017.7585

Способ изготовления державки режущего инструмента

Способ включает выполнение державки из по меньшей мере трех слоев: опорного, промежуточного и верхнего, предназначенного для закрепления режущего инструмента, имеющих различную ориентацию по отношению к составляющим силы резания по осям X, Y и Z. Упомянутые слои выполняют в виде макрослоев,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690875
Дата охранного документа: 06.06.2019
09.06.2019
№219.017.7627

Вяжущее

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в подземном и транспортном строительстве для изготовления бетонов и строительных растворов с повышенной ударной прочностью. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак с содержанием зерен размером менее 10...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691038
Дата охранного документа: 07.06.2019
19.06.2019
№219.017.83c5

Способ извлечения концентратов металлов из нефти

Предложен способ извлечения концентратов металлов из нефти, включающий контактирование углеводородной среды с водной средой для образования эмульсии и ее разделения. В качестве углеводородной среды используют тяжелую нефть и воду в объемном соотношении 1:1, которую помещают в камеру реактора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691660
Дата охранного документа: 17.06.2019
26.06.2019
№219.017.91fe

Тяговый электропривод автономного транспортного средства

Изобретение относится к электрическим силовым установкам для транспортных средств. Тяговый электропривод автономного транспортного средства содержит синхронный генератор, преобразователь частоты с конденсатором фильтра в звене постоянного тока, автономный инвертор напряжения, асинхронный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692288
Дата охранного документа: 24.06.2019
26.06.2019
№219.017.92a5

Забойный скребковый конвейер

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к забойным скребковым конвейерам, с тяговой транспортирующей цепью замкнутой вертикальной плоскости. Техническим результатом является повышение устойчивости положения скребков и степени заполнения, желоба рештаков, надежности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692392
Дата охранного документа: 24.06.2019
02.07.2019
№219.017.a2c2

Устройство автономного электропитания

Изобретение относится к области электротехники и энергетики. Устройство автономного электропитания содержит ветрогенератор, преобразователь солнечной энергии в электрическую, блок заряда аккумуляторных батарей, аккумуляторные батареи, выходы которых присоединены через инвертор напряжения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692866
Дата охранного документа: 28.06.2019
03.07.2019
№219.017.a3da

Способ получения топливных брикетов

Изобретение описывает способ получения топливных брикетов, включающий смешение углеродсодержащих материалов, отходов деревообработки и продуктов пылеулавливания процессов сланцепереработки, их формование, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют угольные шламы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693043
Дата охранного документа: 01.07.2019
04.07.2019
№219.017.a4eb

Способ магнитно-абразивной обработки

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при магнитно-абразивной обработке смежных участков изделия. Осуществляют обработку, например, метчика при регулировании магнитно-абразивной массы посредством круговых насадок с форсунками, через которые в зону обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693274
Дата охранного документа: 02.07.2019
09.08.2019
№219.017.bd52

Способ механической обработки с дроблением стружки

Способ включает предварительный локальный электроконтактный нагрев заготовки по винтовой траектории внешним источником тепла с регулируемой температурой до достижения в срезаемом слое температуры фазового перехода с последующим охлаждением и срезанием припуска. Электроконтактный нагрев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696512
Дата охранного документа: 02.08.2019
Показаны записи 1-2 из 2.
20.09.2013
№216.012.6c8a

Система управления турбоагрегатом

Изобретение относится к области управления турбоагрегатами и направлено на обеспечение их работы с максимально возможным коэффициентом полезного действия не зависимо от изменения характеристики трубопровода. Система управления включает центробежный насос, электродвигатель, блок изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493437
Дата охранного документа: 20.09.2013
23.05.2023
№223.018.6bf5

Термоакустический регулятор давления

Изобретение относится к области газовой промышленности, а именно к регуляторам давления. Регулятор содержит центральное тело сопла, регулирующий клапан с исполнительным устройством, управляющий контроллер и датчик давления, причем центральное тело расположено внутри сопла, вход и выход...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002737214
Дата охранного документа: 26.11.2020
+ добавить свой РИД