[實用新型]一種高壓低溫先導式調壓系統的兩級渦流串聯強化加熱系統

有效

• 申請號: 202020722621.1
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN212407940U
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王凱;謝磊;王海峰;韓濤;姚東
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院;中石油管道有限責任公司西氣東輸分公司銀川管理處
• 主分類號: F16L53/30
• 分類號: F16L53/30;F17D3/01;F17D5/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

本實用新型公開了一種高壓低溫先導式調壓系統的兩級渦流串聯強化加熱系統，在天然氣長輸管道沿氣體流動方向依次串接輸氣管道上游調壓前的壓力表、緊急截斷閥、先導式監控閥；在緊急截斷閥與先導式監控閥之間引出管路接渦流熱質分離器入口；渦流熱質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，先導氣加熱前的引壓管路由緊急截斷閥與先導式監控閥之間輸氣管道接入渦流加熱器的換熱通道，先導氣加熱后的引壓管路與先導式監控閥指揮器和先導式調壓閥指揮器分別連接。利用兩級渦流管串聯，對先導式調壓系統中引壓管的先導氣進行強化加熱，防止指揮器或其后的引壓管發生“冰堵”失效，對不同工況和環境條件具有良好的普適應。

技術領域

本實用新型涉及一種天然氣長輸管道分輸調壓技術，尤其涉及一種高壓低溫先導式調壓系統的兩級渦流串聯強化加熱系統。

背景技術

隨著油氣管網公司的成立，天然氣行業將迎來新一輪蓬勃發展的局面，分輸調壓系統在“主干互聯、區域成網”的全國天然氣基礎網絡建設和運行中起著十分關鍵的作用。

目前，為防止天然氣長輸管道分輸系統的調壓裝置發生“冰堵”，通常采用水套爐、電伴熱等外部熱源法對引壓管的先導氣體進行加熱，存在能耗高、壽命短、維護頻繁、安全隱患大等諸多不足。針對調壓裝置先導氣在線加熱的需求和特點，專利(CN103383045A、CN103383046A)基于渦流管的能量分離原理，提出了一種先導式調壓閥的加熱系統，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”轉化分離為“熱能”和“冷能”，利用其中的“熱能”對先導氣進行加熱，從而抑制先導式調壓閥的指揮器發生“冰堵”。該方法具有無運動部件、免維護、不需要外部能源、安全可靠等優勢，但能否實現其功能在本質上取決于渦流管加熱器的加熱能力。

然而，天然氣長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℃以下的低溫環境，例如中俄東線天然氣管道北段，這對渦流管的加熱性能構成了較大的挑戰。能量轉化效率低、對工況變化的適應能力不強已成為單級渦流管面臨的普遍問題。針對雙通道渦流管加熱器的試驗測試結果表明，當初始溫度降低16.4℃，渦流管對先導氣的加熱能力下降10.2～10.9℃；在保持渦流管進出口壓比1.4的條件下，當進出口壓差從0.4MPa升至1.6MPa時，渦流管對先導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際工程的安全需要，嚴重制約了渦流管加熱技術在天然氣長輸管道調壓系統中的規模化推廣應用。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種高壓低溫先導式調壓系統的兩級渦流串聯強化加熱系統。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

本實用新型的高壓低溫先導式調壓系統的兩級渦流串聯強化加熱系統，在天然氣長輸管道沿氣體流動方向依次串接輸氣管道上游調壓前的壓力表、緊急截斷閥、先導式監控閥、先導式監控閥和先導式調壓閥之間的壓力表、先導式調壓閥以及輸氣管道下游調壓后的壓力表；

在緊急截斷閥與先導式監控閥之間引出渦流熱質分離器入口管路，并經控制球閥接渦流熱質分離器入口；

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