Газификационная установка

 

Союз Соеетскык

Соцыалмстмческмк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

687309 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 17.01.77 (2l ) 2443429/23-26 (51) Щ (Л

F 17 С 7/02

G 05 Л) 27/00 с присоединением заявки М

Геееврстеееввй еенвтет

СССР ее делам взебретеевй в етвритев (23) Приоритет—

Опубликовано 25.09.79. Бюллетень Рй 35 (53) УДК 66.012-52 (088.8 ) Дата опубликования описания 27,09.79 (72) Авторы изобретения

Г. С. Виницкий и A. М. Бойко

Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения (7!) Заявитель (54) ГАЗИФИКАЫИОННАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к газификационным установкам для хранения и переключения под давлением вешеств в жидкой фазе с последуюшей их газификацией, например криогенных вешеств.

Известна газификационная установка, содержашая резервуар для хранения сжиженного газа, линию, соединяюшую нижнюю и верхнюю части резервуара, с находяшимися на ней вентилем и испарителем, 10 датчик давления, линию отбора жидкости, исполнительный механизм позиционного действия на линии подачи жидкости потребителю и два входных триггера (11.

Однако такая газификационная установ15 ка может использоваться только как сосуд-хранилише сжиженных газов и не обеспечивает бесперебойной выдачи продукта потреб ителю.

Известна гаэификационная установка, содержашая резервуар для хранения сжиженного газа, линию, соединяюшую нижнюю и верхнюю части резервуара, с находяшимися на ней вентилем и испарителем сжиженного газа, а также линию сброса давления из резервуара с установленными на ней датчиком давления и вентилем(2).

Такую установку нельзя применять для получения высоких давлений, Резервуар в ней связан линией отбора жидкости непосредственно с основным испарителем. Перед заправкой из резервуара сбрасывают давление, при этом остаток жидкости в ней закипает; потеря испаряюшегося про .Ъ дукта при давлении в резервуаре 2МН/м

L (20 кгс/см ) превышает 10% и увеличивается с ростом давления..

Наиболее близка к предлагаемому изобретению гаэификационная установка, содержашая резервуар для хранения сжиженного газа, линию, соединяюшую нижнюю и верхнюю части резервуара, с находяшимися на ней первым вентилем и испарителем сжиженного газа, линию сброса давления с установленными на ней датчиком давления и вторым вентилем, насос, линию отборе жидкости и линию отвода утечек,соединяюшую насос с верхней частью резер687309

3 вуара, нижняя часть которого связана линией отбора жидкости с насосом (3).

Недостатками такой газификационной установки являются необходимость периодического прекрашения перекачивания жид- кости из-аа того, что насос сжиженного газа. со всасываюшим клапаном не может работать без предварительной подготовки . из-эа закипания жидкости в цилиндре, а также большие потери продукта. Насос может перекачивать только переохлажденную жидкость относительно температуры кипения при данном давлении. До начала работы насоса жидкость в установке, как

I правило, хранится при атмосферном давлении, и кипит вследствие наличия теплопритока через изоляцию. Перед началом работы поднимают давление в резервуаре; при этом жидкость может закипать только при температуре более высокой, чем первоначальная. Вследствие ограчиченности теплопритоков через теплоизоляцию некоторое время масса жидкости сохраняет температуру, соответствуюшую точке

25 кипения при атмосферном давлении, то есчь оказывается переохлажденной. Однако с течением времени жидкость в резервуаре нагревается (вследствие теплопритока) и при проходе через всасываюший клапан начинается кипение жидкости в насосе, приводяшее к отказу в работе. При атом останаг.пинают насос, поднимаюг давление в резерву.-. и затем вновь включают насос. Такое пр- рашение работы уста35

НоВКН происходит довольно часто и Вызываетт необходимость доцолнительного обслуживания персонала.

Когда жидкость в резервуаре нагреется до такой температуры, что насос может отказать при максимальном для данного сосуда давлении, в резервуаре счижают давление до атмосферного (предварительно отключив насос)..Жидкость при этом начинает интенсивно кипеть. Образуюшиеся пары отбирают от массы жидкости тепло и температура понижается go величивь:, соответствуюшей кипению::.-.ри атмосферном давлении. Так как про:.;:-;сс понижения температуры сопровождается сушественной потерей продукта, необходимо принимать меры, чтобы сброс давления осушествлялся как можно реже, т.е. давление в резервуаре поднималось бы до своего максимального значения как можно медленнее. Величина, на которую нужно поднять давление в установке ITpH отказе насоса, точно неизвестна. Поэтому величины повышения давлений каждый раз доволно ве4 лики и не являются минимально необходимыми. В результате давление в резервуаре быстрее достигает своего максималь ного значения, чаше происходит сброс давления, чем это необходимо. Поэтому велики потери продукта.

Кель изобретения - достижение бесперебойной работы газификационной установки и уменьшение потерь продукта путем автоматического обеспечения необходимой степени переохлаждения жидкости перед насосом.

Это достигается тем, что газификационная установка снабжена блоком управления и регулятором соотношения температур, датчиками температур на линиях отбора жидкости и отвода утечек и задаюшим устройством, причем выходы датчиков температур и задаюшего устройства соединены с входом регулятора соотношения температур, выход которого связан с первым входом блока управления, второй вход блока управления соединен с выходом датчика давления, а выходы блока управления — с первым и вторым вентилями и насосом

На чертеже дана принципиальная схема газификационной установки.

Газификационная установка содержит резервуар 1 для хранения сжиженного газа, связанный линией 2 отбора жидкости из нижней гочки резервуара 1 со всасываюшим клапаном насоса 3. Объем насоса 3, ограниченный стенками цилиндра, поршнем и сальником, связан линией 4 отвода утечек с верхней частью резервуара 1. На линиях 2 и 4 установлены ga чики 5 и 6 температуры, связанные с регулятором 7 соотношения температур, в свою очередь, связанным с задаюшим устройством 8. Нижняя и верхняя части резервуара соединены между собой линией

9, на которой находятся первый вентиль

10 и испаритель 11 сжиженного газа.

Верхняя часть резервуара сообшена с атмосферой с помошью линии 12 сброса давления, на которой находятся второй вентиль 13 и датчик 14 давления, представляющий собой манометр с электрическим выходом.,Батчик 14 давления и регулятор 7 соотношения температур связаны с блоком 15 управпения, имеюшим в своем составе кнопки управления, реле времени, магнитный пускатель для управ ления насосом и несколько промежуточных реле, осушествляюших функции управления работой исполнительных устройств уста6873

Газификационная установка, содержашая резервуар для хранения сжиженного газа, линию, соединяюшую нижнюю и верхнюю части резервуара, с находяшимися на ней первым вентилем и испарителем сжиженного газа, линию сброса давления с установленными на ней датчиком давления и вторым вентилем, насос, линию отбора жидкости и линию отвода утечек, соединяюшую насос с верхней частью резервуара, нижняя часть которого связана линией отбора жидкости. с насосом, о тл и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью достижения бесперебойной работы гиэификационной установки и уменьшения потерь продукта путем автоматического обеспе5 новки. Блок 15 управления связан также с насосом 3 и вентилями 10 и 13.

Газификационная установка работает следуюшим образом.

При нажатии кнопки Пуск" установки

5 закрывается второй вентиль 13 и откры« вается первый вентиль 10. При этом часть жидкости поступает по линии 9 в испаритель 11, где испаряется. Образуюшиеся пары поступают в объем над жидкостью резервуара 1 ° B результате в резервуаре 1 начинает расти давление. Так как при этом температура жидкости не успевает измениться, кипение в резервуаре

1 прекрашается. При достижении заданно- 15 го давления датчик 14 давления посылает сигнал в блок 15 управления, который подает команду на включение насоса 3 и эа« крытие первого вентиля 10. При работе .насоса 3 в линии 2 отбора жидкости тем- 0 пература ниже точки кипения. Часть жидкости просачивается через уплотнение поршня насоса 3, нагревается и начинает кипеть. Пара-жидкостная смесь утечек уплотнения поршня по трубопроводу линии

4 возврашается в резервуар 1. Давление в линии 4 равно давлению в резервуаре

1, а жидкость утечек кипит. Следовательно, температура в линии 4, измеряемая датчиком 6 температуры, равна температуре на поверхности раздела жидкой и паровой фаз в резервуаре 1. Электрические сигналы, пропорциональные температурам, измеряемым на линки 2 отбора жидкости ,из резервуара 1 и на линии 4 отвода утечек З5 датчиками 5 и 6 температур, поступают на регулятор 7 соотношения температур. Необходимые величины соотношений температур задают устройством 8. Вследствие

40 теплопритока в резервуаре 1 температура жидкости растет и, когда соотношение температур, измеряемых в линии 2 отбора жидкости и на линии 4 отвода утечек станет меньше заданной минимальной ве45 личины, регулятор 7 через блок 15 управления подает команду на открытие первого вентиля 10. Часть жидкости поступает в испаритель 11, испаряется там, и тем самым, поднимает давление в резервуар 1 до тех пор, пока соотношение температур, измеряемых датчиками 5 и 6 температур, не станет равным заданной максимальной величине. После этого регулятор 7 подает команду, и первый вентиль 10 закрывается.

В связи с тем, что в течение всего периода работы насоса необходимо повышать давление в резервуаре 1 (так как

09

6 температура жидкости иэ-.за теплопритоков растет), оно может достичь максимальной для данного сосуда величины. При этом датчик 14 давления через блок 15 управления подает команду на остановку насоса 3, открытие второго вентиля 13 и закрытие первого вентиля 10. В результате, пары по линии 12 уходят в атмосферу, и давление в резервуаре 1 понижается. Так как температура жидкости в резервуаре 1 выи е, чем температура кипения ее при атмосферном давлении, жидкость начинает кипеть. С выдержкой времени, достаточной для охлаждения жидкости (вследствие испарения части ее ), блок 15 управления подает команду на вентили 10 и 13, в результате второй вентиль 13 закрывается и открывается первый вентиль 10.

Снова испаряется часть жидкости в испарителе 11, и растет давление в резервуаре 1.

При достижении заданного давления дат» чик 14 давления через блок 15 управления подает команду на включение насоса

3 и закрытие первого вентиля 10.

Цикл повторяется до тех пор, пока насос не будет остановлен вручную.

Предлагаемое изобретение позволяет поддерживать нормальную работу насоса сжиженного газа путем периодического повышения давления в резервуаре и осушествлять повышение давления каждый раз на строго определенную величину. B результате чего давление иэ резервуара можно сбрасывать значительно реже. Это обеспечивает работу установки в автоматическом режиме, избавляет от необходимости постоянного контроля эа ее работой и уменьшает потери продукта.

Формула изобретения

;ия — с первым и вторым вентилями и н&сосом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 397711, кл. F 17 С 7/02, 1970, 2. Разделение воздуха методом глубокого охлаждения, - Под ред. B. И. Епи о,фановой. — М., Машиностроение, 1973, с. 44 2- 44.

3. Каталог оборудования завода Автогенмаш. - Одесса. 1968 (прототип).

687309 чения необходимой степени переохлаждения жидкости перед насосом,,она снабжена блоком управления и регулятором соотношения температур, датчиками темперВ на линиях GT6op& жидкости и отво» да утечек и задаюшим устройством, причем выходы датчиков температур и задаюшего устройства соединены с входом Регулятора соотношения температур, выход которого связан с первым входом блока управления, второй вход блока управления соединен с "выходом дат чика давления, а выходы блока управлеСоставитель Э. Склярский

Редактор Л. Гребенникова Техред Э. Чужнк Корректор B. Синицкая

Заказ 5709/37 Тираж 619 Подписное.ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4