[實(shí)用新型]一種高壓低溫先導(dǎo)式調(diào)壓系統(tǒng)的兩級(jí)渦流串聯(lián)強(qiáng)化加熱系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020722621.1
• 申請(qǐng)日: 2020-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN212407940U
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱;謝磊;王海峰;韓濤;姚東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京石油化工學(xué)院;中石油管道有限責(zé)任公司西氣東輸分公司銀川管理處
• 主分類號(hào): F16L53/30
• 分類號(hào): F16L53/30;F17D3/01;F17D5/00
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮(zhèn)勇

本實(shí)用新型公開了一種高壓低溫先導(dǎo)式調(diào)壓系統(tǒng)的兩級(jí)渦流串聯(lián)強(qiáng)化加熱系統(tǒng)，在天然氣長(zhǎng)輸管道沿氣體流動(dòng)方向依次串接輸氣管道上游調(diào)壓前的壓力表、緊急截?cái)嚅y、先導(dǎo)式監(jiān)控閥；在緊急截?cái)嚅y與先導(dǎo)式監(jiān)控閥之間引出管路接渦流熱質(zhì)分離器入口；渦流熱質(zhì)分離器的冷氣出口管路接輸氣管道下游，熱氣出口管路與渦流加熱器連接；渦流加熱器的出口管路接輸氣管道下游，先導(dǎo)氣加熱前的引壓管路由緊急截?cái)嚅y與先導(dǎo)式監(jiān)控閥之間輸氣管道接入渦流加熱器的換熱通道，先導(dǎo)氣加熱后的引壓管路與先導(dǎo)式監(jiān)控閥指揮器和先導(dǎo)式調(diào)壓閥指揮器分別連接。利用兩級(jí)渦流管串聯(lián)，對(duì)先導(dǎo)式調(diào)壓系統(tǒng)中引壓管的先導(dǎo)氣進(jìn)行強(qiáng)化加熱，防止指揮器或其后的引壓管發(fā)生“冰堵”失效，對(duì)不同工況和環(huán)境條件具有良好的普適應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種天然氣長(zhǎng)輸管道分輸調(diào)壓技術(shù)，尤其涉及一種高壓低溫先導(dǎo)式調(diào)壓系統(tǒng)的兩級(jí)渦流串聯(lián)強(qiáng)化加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著油氣管網(wǎng)公司的成立，天然氣行業(yè)將迎來新一輪蓬勃發(fā)展的局面，分輸調(diào)壓系統(tǒng)在“主干互聯(lián)、區(qū)域成網(wǎng)”的全國(guó)天然氣基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)行中起著十分關(guān)鍵的作用。

目前，為防止天然氣長(zhǎng)輸管道分輸系統(tǒng)的調(diào)壓裝置發(fā)生“冰堵”，通常采用水套爐、電伴熱等外部熱源法對(duì)引壓管的先導(dǎo)氣體進(jìn)行加熱，存在能耗高、壽命短、維護(hù)頻繁、安全隱患大等諸多不足。針對(duì)調(diào)壓裝置先導(dǎo)氣在線加熱的需求和特點(diǎn)，專利(CN103383045A、CN103383046A)基于渦流管的能量分離原理，提出了一種先導(dǎo)式調(diào)壓閥的加熱系統(tǒng)，即在壓差作用下使一定量的天然氣高速通過渦流管加熱器，將氣體的“壓能”轉(zhuǎn)化分離為“熱能”和“冷能”，利用其中的“熱能”對(duì)先導(dǎo)氣進(jìn)行加熱，從而抑制先導(dǎo)式調(diào)壓閥的指揮器發(fā)生“冰堵”。該方法具有無運(yùn)動(dòng)部件、免維護(hù)、不需要外部能源、安全可靠等優(yōu)勢(shì)，但能否實(shí)現(xiàn)其功能在本質(zhì)上取決于渦流管加熱器的加熱能力。

然而，天然氣長(zhǎng)輸管道為提高輸送效率多采用8～10MPa的高壓輸送，而為安全起見在分輸站要將壓力降至1～2MPa，大壓降意味著大幅度的焦耳湯姆遜冷卻溫降，且不少分輸站在冬季面臨-10℃以下的低溫環(huán)境，例如中俄東線天然氣管道北段，這對(duì)渦流管的加熱性能構(gòu)成了較大的挑戰(zhàn)。能量轉(zhuǎn)化效率低、對(duì)工況變化的適應(yīng)能力不強(qiáng)已成為單級(jí)渦流管面臨的普遍問題。針對(duì)雙通道渦流管加熱器的試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)初始溫度降低16.4℃，渦流管對(duì)先導(dǎo)氣的加熱能力下降10.2～10.9℃；在保持渦流管進(jìn)出口壓比1.4的條件下，當(dāng)進(jìn)出口壓差從0.4MPa升至1.6MPa時(shí)，渦流管對(duì)先導(dǎo)氣的加熱能力隨之下降8.4～10.2℃。

因此，在高壓低溫條件下，CN103383045A、CN103383046A等專利提出方法的加熱能力可能滿足不了實(shí)際工程的安全需要，嚴(yán)重制約了渦流管加熱技術(shù)在天然氣長(zhǎng)輸管道調(diào)壓系統(tǒng)中的規(guī)模化推廣應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種高壓低溫先導(dǎo)式調(diào)壓系統(tǒng)的兩級(jí)渦流串聯(lián)強(qiáng)化加熱系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型的高壓低溫先導(dǎo)式調(diào)壓系統(tǒng)的兩級(jí)渦流串聯(lián)強(qiáng)化加熱系統(tǒng)，在天然氣長(zhǎng)輸管道沿氣體流動(dòng)方向依次串接輸氣管道上游調(diào)壓前的壓力表、緊急截?cái)嚅y、先導(dǎo)式監(jiān)控閥、先導(dǎo)式監(jiān)控閥和先導(dǎo)式調(diào)壓閥之間的壓力表、先導(dǎo)式調(diào)壓閥以及輸氣管道下游調(diào)壓后的壓力表；

在緊急截?cái)嚅y與先導(dǎo)式監(jiān)控閥之間引出渦流熱質(zhì)分離器入口管路，并經(jīng)控制球閥接渦流熱質(zhì)分離器入口；

所述渦流熱質(zhì)分離器的冷氣出口管路經(jīng)球閥接輸氣管道下游；熱氣出口管路經(jīng)渦流熱質(zhì)分離器熱氣出口溫度計(jì)和控制球閥與渦流加熱器連接；