Способ одоризации газа и устройство для его осуществления

Способ одоризации газа и устройство для его осуществления

Реферат

 

Изобретение относится к подаче жидкого одоранта в поток горючего газа, транспортируемого по газопроводу. Измеряют величину расхода газа в газопроводе в единицу времени и определяют с учетом измеренной величины текущее значение расхода одоранта - смеси природных меркаптанов. Дополнительно измеряют концентрацию ароматического вещества в одоранте. Текущее значение расхода одоранта определяют с учетом значения концентрации ароматического вещества, при этом учитывают также плотность одоранта и концентрацию ароматического вещества в неодорированном газе. Устройство содержит емкость для одоранта, блоки измерения концентрации ароматического вещества в одоранте и вычисления расхода одоранта, расходомер и дозатор одоранта. Технический результат состоит в снижении расхода одоранта и повышении точности определения текущего значения расхода одоранта. 2 c. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области газовой промышленности и может быть использовано для подачи жидкого одоранта в поток горючего газа, транспортируемого по газопроводу.

Известен способ одоризации согласно патенту РФ 2056919 МПК 6 В 01 F 3/04, G 05 D 27/00, опубл. 27.03.96. Бюл. 9, выбранный в качестве наиближайшего аналога. Способ заключается в том, что определяют расход газа в единицу времени, для чего помещают на пути прохождения газа расходомерную диафрагму с калиброванным отверстием, создавая тем самым перепад давлений, и по перепаду давлений на сужающем устройстве, а также с учетом параметров диафрагмы и физико-химических свойств газа определяют расход газа в единицу времени в стандартных условиях.

В соответствии с измеренной величиной расхода газа и постоянным заданным значением концентрации одоранта в единице объема природного газа определяют текущее значение расхода одоранта. Заданное постоянное значение концентрации одоранта в единице объема природного газа обычно составляет 16 мг/1 м³ для таких одорантов, как этилмеркаптан и смесь природных меркаптанов (СПМ), и определяется экспериментально органолептическим методом, т.е. по интенсивности запаха одорированного газа. При этом в случае использования в качестве одоранта СПМ не учитывается изменение концентрации меркаптановой серы в разных типах одорантов и в компонентах неодорированного природного газа.

Недостаток вышеописанного способа заключается в том, что при определении текущего значения расхода одоранта в виде СПМ не учитывается содержание меркаптановой серы в одоранте, которое изменяется в зависимости от партии и завода изготовителя, а также зависит от наличия меркаптановой серы в компонентах неодорированного газа. В результате не обеспечивается высокая точность поддержания заданной концентрации ароматического вещества (меркаптановой серы) в газе, что может привести как к перерасходу одоранта, так и к недостатку ароматического вещества в газе.

Изобретение направлено на решение задачи снижения расхода одоранта и повышения точности поддержания заданной концентрации ароматического вещества в газе за счет повышения точности определения текущего значения расхода одоранта.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе одоризации газа, при котором измеряют величину расхода газа в газопроводе в единицу времени и определяют с учетом измеренной величины текущее значение расхода одоранта, в качестве которого используют преимущественно смесь природных меркаптанов, включающую меркаптановую серу в качестве ароматического вещества, в соответствии с текущим значением расхода одоранта осуществляют его подачу в газопровод, предлагается дополнительно измерять концентрацию ароматического вещества в одоранте, а текущее значение расхода одоранта определять с учетом измеренного значения концентрации ароматического вещества в одоранте.

Дополнительно может измеряться также и концентрация ароматического вещества в неодорированном газе, при этом текущее значение расхода одоранта определяется с учетом измеренного значения концентрации ароматического вещества в неодорированном газе.

Дополнительно может измеряться плотность одоранта, при этом текущее значение расхода одоранта определяют с учетом измеренного значения плотности одоранта.

Сущность изобретения заключается также в том, что в устройство для одоризации газа, содержащее емкость для хранения жидкого одоранта, в качестве которого используют преимущественно смесь природных меркаптанов, включающую меркаптановую серу в качестве ароматического вещества, расходомер, установленный на магистрали газопровода, и дозатор одоранта, через который емкость для хранения жидкого одоранта соединена с магистралью газопровода, предлагается ввести блок измерения концентрации ароматического вещества в одоранте и 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.

Устройство может содержать блок измерения концентрации ароматического вещества в неодорированном газе, соединенный с третьим входом блока вычисления расхода одоранта.

Устройство может также содержать блок измерения плотности одоранта, соединенный с четвертым входом блока вычисления расхода одоранта.

На чертеже приведена функциональная схема устройство для одоризации газа.

Устройство для одоризации газа содержит емкость 1 для хранения жидкого одоранта СПМ, в котором в качестве ароматического вещества присутствует меркаптановая сера, расходомер 2, установленный на магистрали 3 газопровода, дозатор 4 одоранта, через который емкость 1 для хранения жидкого одоранта соединена с магистралью 3 газопровода, блок 5 измерения концентрации ароматического вещества в одоранте и блок 6 вычисления расхода одоранта, при этом первый вход блока 6 соединен с выходом расходомера 2, второй вход блока 6 вычисления расхода одоранта соединен с выходом блока 5 измерения концентрации ароматического вещества в одоранте, а выход соединен со входом управления дозатора 4. Блок 7 измерения концентрации ароматического вещества в неодорированном газе соединен с третьим входом блока 6 вычисления расхода одоранта. Блок 8 измерения плотности одоранта соединен с четвертым входом блока 6 вычисления расхода одоранта.

Расходомер 2 газа выполнен на основе сужающего устройства 9, установленного в поперечном сечении магистрали 3 и соединенного с блоком 10 измерения перепада давления и избыточного давления в газе. Выход блока 10 соединен с одним входом вычислителя 11 расхода газа, в то время как другой вход вычислителя 11 соединен с выходом измерителя 12 температуры газа, установленного на магистрали 3.

Вычислитель 11 расхода газа может, например, представлять собой стандартное микропроцессорное устройство типа "Super Flo-2", производимое совместным предприятием "Совтексавтоматика" г. Москва. Измеритель 12 температуры газа может, например, представлять собой стандартный термопреобразователь типа ТСМ-100М. Блок 10 измерения перепада давления и избыточного давления в газе может быть выполнен на основе преобразователя перепада давления - модель 3051 фирмы Fisher-Rozemount и преобразователя избыточного давления фирмы Druch.

Дозатор 4 может, например, быть выполнен на основе регулируемого клапана.

Блок 5 измерения концентрации ароматических веществ в одоранте может, например, представлять собой хроматограф с капельной колонкой.

Блок 6 вычисления расхода одоранта может, например, быть реализован на основе цифроаналогового преобразователя и ЭВМ, которая вычисляет расход одоранта в соответствии с заданной программой и формирует сигнал управления дозатором 4.

Блок 7 измерения концентрации ароматического вещества в неодорированном газе может представлять собой хроматограф с газовым дозатором.

Блок 8 измерения плотности одоранта может, например, представлять собой пикнометр для жидкости емкостью 2 мл.

Расходная емкость 1 в нижней части имеет отверстие, соединенное трубопроводом со входом дозатора 4 одоранта, выход которого трубопроводом соединен с участком магистрали 3 с одоририруемым газом. Расходная емкость 1 в верхней части имеет отверстие, которое через вентиля 13, 14 и трубопровод 15 соединено с магистралью 3 для выравнивания давления в емкости 1. Расходная емкость 1 снабжена пробоотборником 16 для обеспечения возможности взятия проб одоранта для измерения концентрации в нем ароматического вещества и измерения плотности одоранта. Часть магистрали 3 с неодорированным газом снабжена пробоотборником 17 для взятия пробы неодорированного газа.

Предлагаемый способ осуществляется с помощью вышеописанного устройства следующим образом.

С помощью блоков 10, 12 измеряют значение перепада давления газа на сужающем устройстве 9 и значение температуры газа в магистрали 3 соответственно, после чего измеренные значения перепада давления и температуры поступают в блок 11, в котором вычисляется расход газа, приведенный к стандартным условиям, по известной методике согласно ГОСТ 8.563.1-3-98, учитывающей также физико-химические свойства газа (плотность, состав и т.п.) и параметры сужающего устройства 9. Полученное значение расхода газа с выхода блока 11, являющегося выходом расходомера 2, поступает на вход блока 6 вычисления расхода одоранта, куда поступают также данные об измеренном в блоке 8 значении плотности газа, а также данные об измеренном в блоке 5 значении концентрации ароматических веществ в одоранте и данные об измеренном в блоке 7 значении концентрации ароматических веществ в неодорированном газе.

На основе полученных данных ЭВМ блока 6 вычисляет текущее значение расхода одоранта в зависимости от типа используемого дозатора 4 и заданного значения концентрации ароматического вещества в газе, которая для таких одорантов как СПМ и этилмеркоптан составляет 8,25 г/1000 м³, согласно приведенной ниже формуле: K = [8,25q_c/S_{аром.в одор.}-S_{аром.в н.газ}q_c]/, где К - текущее значение расхода одоранта; 8,25 - заданное значение концентрации ароматического вещества в газе (вычисленное по химической формуле этилмеркаптана количество меркаптановой серы в 16 г этилмеркаптана, г/тыс.м³; q_с - измеренная величина расхода газа, приведенная к стандартным условиям; S_{аром. в одор.} - измеренное значение концентрации меркаптановой серы в одоранте; S_{аром. в н.газ} - измеренное значение концентрации меркаптановой серы в серосодержащих компонентах неодорированного газа; - - плотность одоранта, г/см³.

Вычисленное текущее значение расхода одоранта может как отражаться на индикаторе (дисплее) ЭВМ или распечатываться с помощью принтера, так и записываться в память ЭВМ блока 6, откуда данные о текущем значении расхода одоранта поступают в аналого-цифровой преобразователь блока 6, где они преобразуются в сигнал управления дозатора 4.

Дозатор 4 в зависимости от управляющего сигнала, соответствующего текущему значению расхода одоранта, меняет проходное сечение, через которое одорант из емкости 1 поступает в магистраль 3, тем самым изменяя концентрацию одоранта в одорируемом газе. При любом изменении значений измеренных величин, поступающих с выходов блоков 2, 5, 7, 8 на входы блока 6, текущее значение расхода одоранта претерпевает соответствующие изменения. При этом, например, в случае увеличения концентрации ароматических веществ в одоранте значение расхода одоранта уменьшается, и наоборот.

Таким образом повышается точность поддержания постоянной концентрации ароматических веществ в одорируемом газе, составляющей для СПМ 8,25 мг меркаптановой серы в 1 м³ газа.

Формула изобретения

1. Способ одоризации газа, при котором измеряют величину расхода газа в газопроводе в единицу времени и определяют с учетом измеренной величины текущее значение расхода одоранта, в качестве которого используют преимущественно смесь природных меркаптанов, включающую меркаптановую серу в качестве ароматического вещества, в соответствии с текущим значением расхода одоранта осуществляют его подачу в газопровод, 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.

2. Способ одоризации газа по п.1, отличающийся тем, что дополнительно измеряют концентрацию ароматического вещества в неодорированном газе, при этом текущее значение расхода одоранта определяют с учетом измеренного значения концентрации ароматического вещества в неодорированном газе.

3. Способ одоризации газа по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно измеряют плотность одоранта, при этом текущее значение расхода одоранта определяют с учетом измеренного значения плотности одоранта.

4. Устройство для одоризации газа, содержащее емкость для хранения жидкого одоранта, в качестве которого используют преимущественно смесь природных меркаптанов, включающую меркаптановую серу в качестве ароматического вещества, расходомер, установленный на магистрали газопровода, и дозатор одоранта, через который емкость для хранения жидкого одоранта соединена с магистралью газопровода, отличающееся тем, что в него введены блок измерения концентрации ароматического вещества в одоранте и 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.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно содержит блок измерения концентрации ароматического вещества в неодорированном газе, соединенный с третьим входом блока вычисления расхода одоранта.

6. Устройство по любому из пп.4 и 5, отличающееся тем, что оно содержит блок измерения плотности одоранта, соединенный с четвертым входом блока вычисления расхода одоранта.

РИСУНКИ

Рисунок 1