Способ управления пневматическим приводом криогенной арматуры

Способ управления пневматическим приводом криогенной арматуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области техники криогенной арматуры и может быть использовано на объектах малотоннажного производства и потребления сжиженного природного газа в условиях переключения потоков криогенных пожаро- и взрывоопасных жидкостей.

Из уровня техники известен способ управления температурой криогенной арматуры, технической реализацией которого является устройство для адаптивного обогрева криогенного аппарата [патент RU 159991, МПК H05B 1/02, опубл. 27.02.2016]. Известный способ основан на том, что формируют поток теплого воздуха от электрического нагревателя, подключенного к выходу регулятора электрического напряжения, измеряют температуру и влажность окружающего воздуха, измеряют температуру обогреваемого криогенного аппарата (клапана), формируют электрические сигналы измеренных физических величин температур и влажности воздуха, направляют измеренные электрические сигналы на управляющие входы автоматического регулятора и отслеживают с помощью автоматического регулятора заданную температуру обогреваемого криогенного аппарата.

Недостаток известного способа управления температурой криогенной арматуры состоит в том, что действие по электрическому нагреву криогенной арматуры, в случае работы с такими пожаро- и взрывоопасными веществами, как сжиженный природный газ, кислород, водород, снижает безопасность ее эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому известным техническим решением в качестве прототипа является способ холодной регазификации криогенной жидкости бесперебойного действия, который основан на том, что формируют воздушный поток атмосферного воздуха, осушают его в роторном адсорбционном осушителе воздуха низкого давления, направляют осушенный поток атмосферного воздуха вертикально вниз через продукционный испаритель и испаритель наддува, формируют напор гидростатического столба криогенной жидкости, направляют жидкий криогенный продукт из резервуара в продукционный испаритель с обеспечением условий для его испарения за счет тепла окружающего воздуха, нагревают полученный продукционный поток газа до заданной температуры и направляют его потребителю [Заявка RU 2015142804, МПК F15B 15/02, приоритет 08.10.2015]. При этом обеспечивается интенсификация теплообмена без интенсивного обмерзания теплообменных поверхностей посредством обдува блоков продукционных испарителей осушенным воздухом.

Недостаток прототипа состоит в том, что в случае работы со сжиженным природным газом и другими легковоспламеняющимися веществами для управления приводами криогенной арматуры и флегматизации оборудования необходимы дополнительные моноблоки с азотом, что снижает инвариантность регазификации криогенных жидкостей.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности регазификации криогенных жидкостей за счет организации производства азота, который обеспечивает безопасное управление пневматическими приводами криогенной арматуры и флегматизацию трубопроводов и емкостей непосредственно на станции регазификации криогенных жидкостей.

Технический результат изобретения состоит в том, что повышается инвариантность регазификации криогенных жидкостей и безопасность управления приводом криогенной арматуры.

Сущность изобретения состоит в том, что, кроме известной и общей совокупности существенных действий, основанных на том, что формируют воздушный поток атмосферного воздуха и осушают его в роторном адсорбционном осушителе воздуха низкого давления, в предлагаемом способе управления приводом криогенной арматуры ранее осушенный поток атмосферного воздуха направляют в воздушный компрессор для его сжатия, разделяют сжатый воздух с помощью разделителя воздуха на два потока, один поток сжатого воздуха, обогащенный кислородом, направляют потребителю кислорода, а другой поток сжатого воздуха направляют через азотный компрессор в накопительный ресивер в качестве продукционного азота для последующего осуществления пневматического привода криогенной арматуры.

Новизна изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе управления приводом криогенной арматуры ранее осушенный поток атмосферного воздуха направляют в воздушный компрессор для его сжатия, разделяют сжатый воздух с помощью разделителя воздуха на два потока, один поток сжатого воздуха, обогащенный кислородом, направляют потребителю кислорода, а другой поток сжатого воздуха направляют через азотный компрессор в накопительный ресивер в качестве продукционного азота для последующего осуществления пневматического привода криогенной арматуры, что обеспечивает повышение степени инвариантности регазификации криогенных жидкостей и безопасности управления приводом криогенной арматуры.

Устройство, реализующее предлагаемый способ управления приводом криогенной арматуры, в качестве примера изображено на чертеже, где обозначено:

1 - роторный адсорбционный осушитель воздуха низкого давления;

2 - воздушный компрессор;

3 - разделитель воздуха;

4 - азотный компрессор;

5 - азотный ресивер.

В исходном положении роторный адсорбционный осушитель воздуха низкого давления 1 последовательно соединен с воздушным компрессором 2 и разделителем воздуха 3, один выход которого соединен с потребителем кислорода, а второй выход соединен с азотным компрессором 4 и далее с азотным ресивером 5.

Предлагаемый способ управления пневматическим приводом реализуется следующим образом.

Известные действия по формированию воздушного потока атмосферного воздуха и его осушения с требуемой точкой росы осуществляют с помощью роторного адсорбционного осушителя воздуха низкого давления 1. Предлагаемые действия, а именно: ранее осушенный поток атмосферного воздуха направляют в воздушный компрессор 2 для его сжатия, разделяют сжатый воздух с помощью разделителя воздуха 3 на два потока, один поток сжатого воздуха, обогащенный кислородом, направляют потребителю кислорода, а другой поток сжатого воздуха направляют через азотный компрессор 4 в накопительный ресивер 5 в качестве продукционного азота, реализуют путем увеличения давления потока осушенного воздуха с помощью компрессора 2 и выполняют последующее действие по разделению потока осушенного воздуха на продукционный азот и воздух, насыщенный кислородом, с помощью разделителя воздуха 3. Далее, поток воздуха, насыщенного кислородом, направляют потребителю кислорода, а продукционный азот направляют в азотный компрессор 4 и осуществляют его накопление и хранение в азотном ресивере 5 для последующего осуществления пневматического привода криогенной арматуры.

Промышленная осуществимость предлагаемого способа обосновывается тем, что в нем используются действия и операции, известные в аналоге и прототипе по своему прямому функциональному назначению. В организации-заявителе разработана функциональная схема действующей модели, реализующая заявленный способ управления пневматическим приводом криогенной арматуры в 2016 году.

Положительный эффект от использования изобретения состоит в том, что повышается не менее чем на 15-20% инвариантность регазификации криогенных жидкостей и безопасность управления приводом криогенной арматуры за счет организации производства азота, который обеспечивает безопасное управление пневматическими приводами криогенной арматуры и флегматизацию трубопроводов и емкостей непосредственно на станции регазификации криогенных жидкостей.

Кроме того, повышается коэффициент полезного действия в случае, если предлагаемый способ реализован совместно с газификатором сжиженного природного газа котельной, куда воздух, обогащенный кислородом, из разделителя 3 подается в качестве окислителя.

Способ управления пневматическим приводом криогенной арматуры, основанный на том, что формируют воздушный поток атмосферного воздуха и осушают его в роторном адсорбционном осушителе воздуха низкого давления, отличающийся тем, что ранее осушенный поток атмосферного воздуха направляют в воздушный компрессор для его сжатия, разделяют сжатый воздух с помощью разделителя воздуха на два потока, один поток сжатого воздуха, обогащенный кислородом, направляют потребителю кислорода, а другой поток сжатого воздуха направляют через азотный компрессор в накопительный ресивер в качестве продукционного азота для последующего осуществления пневматического привода криогенной арматуры.