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基于防止燃气调压器结冰的方法的分析

作者: 发布时间:2020-02-03 09:15:02 阅读: 28 次

摘要:文中基于燃气调压器的结冰现象,进行了防止调压器结冰的常用方法探讨,包括换热器法、指挥器加热器法和管道电伴热法等。

关键词:换热器;指挥器;管道电伴热法

0 引言

由焦耳 汤姆逊效应的原理,通常天然气在绝热节流膨胀的过程中,会相应产生温降的现象。一般的,压力每降 0. 2 0. 3MPa,温度约降低 1 ℃ 。这么说来,负压力越强,将极有可能在调压器指挥器的导管处或阀口处形成冰堵,而致使调压器失灵。而使天然气压力从 4 MPa调节到 0. 4 MPa,是很常见的状况。特别是在冬天,如果天然气在调压器出口的温度急剧下降12 ℃以上,调压器气温为10 ℃以下时,调压器出口温度将降到 - 2 ℃ 以下。又因为调压器指挥器的导管或阀口的口径比较小,当瓶内装有如天然气这种带有水分及杂质。一旦阀口结冰,则会造成调压器调压功能失灵,高压天然气从而进入调压器下游管道,等一系列问题。所以,为了保证用气安全的问题,我们可以通过仅仅提高,局部调压器入口天然气的温度,来保障调压器的运行通畅,使用正常。

1 防止调压器结冰的常用方法

常用的防止调压器结冰的常用方法有很多,虽然每种加热方法多少都会有些各自的优缺点: 热交换器法等、涡漩先导燃气加热器法、管道电伴热法、指挥器加热器法等。以上就是提高调压器或调压器指挥器入口天然气温度的主要几个方法。

1.1 换热器法

在本行业,一般家庭会使用管壳式换热器。

换热器法的原理是:为了提高调压器入口天然气的温度,通过循环热水对天然气进行加热,从而避免调压器结冰。

为了使循环水在经过燃气热水锅炉得到热源之后,通过热交换要使经过换热器得到升温,最后能够了进入到调压器。提供的热水的基本参数一般为: 供水温度为达到80 ℃,回水温度更低65 ℃。且要保证热水器在最不利条件的下仍能使天然气温度达到规定值。在换热器设计时,为了使热水管路优化,即可使水压损尽可能减小。从而使工艺计算应提供水侧理论压损值,其范围应控制在 0. 02 MPa 以内。

特点:

加热的同时,确保安全很重要。而换热器法在对调压器进行加热的同时,还能确保调压器及调压器下游管段的运行安全,生产技术也较为成熟,如它的配套产品热水锅炉)等,能保证这点,很不错。同时,它适用大中小各种型号,调压范围广。

然而,它也有缺点,使用的同时需增加循环水泵、热水锅炉、热水管道、控制仪表等设备才能完成一次加热循环,但是需要较大的占地面积;而且需要时还需要消耗大量热能及电能,同时,换热器及配套的热水锅炉属压力容器,还需要每年都检测,使用的运行费用高;运行的管理还需要技术上要求,需要专职人员看守,以及成套设备采购成本高,造成系统复杂的局面。

因为管道系统比较复杂,所以安装和应用在安装上有点麻烦,包括热水管道、热水泵、锅炉、换热器以及控制仪表等多种配件需要安装。然而在应用上,该种换热方法使用广泛,国内外各种高 中压调压站都有使用。

1.2 涡漩先导燃气加热器法

涡漩先导燃气加热器功能:高压燃气通过涡漩先导燃气加热器(以下简称涡漩加热器)时,涡漩加热器将燃气减压产生的能量转化成高温热气流,然后利用高温热气流对调压器指挥器进行加热。高压燃气进入涡漩加热器时,在涡漩加热器入口通过压力降低形成高动能低压气流后,在涡漩加热器涡漩室内产生相向的两股气流,管中心一股很冷的气流(即内涡漩)从右向左流动,靠近管壁的一股很热的气流(即外涡漩)从左向右流动。这股热气流(外涡漩)用于加热目的后,从外部管道流回左侧与冷气流汇合后,由涡漩加热器出口排到主调压器出口的下游管段。被加热的高压燃气由涡漩加热器的被加热燃气入口进入,在涡漩加热器内被热气流(外涡漩)间接加热,由涡漩加热器的出口进入主调压器的指挥器。

1.3 管道电伴热法

电伴热的功能的原理是:为了弥补管道燃气在使用过程中的热损失或提高管道燃气局部的温度,可使用伴热电缆用电能。这样就能使管道燃气局部的温度维持在一定的范围内。

由伴热电缆通电升温对管道表面直接加热,并间接达到提升管道内的燃气温度的效果,使之达到保温的作用。即为管道电伴热工作原理。其安装方法也较为简单。电伴热的主要装置是:保温层、防水罩和伴热电缆等。该种加热方式与换热器法相比较而言,安装方便,结构简单,不受时间和空间限制,也可直接在燃气管道运行时进行安装。

特点:

电伴热法的优点有:使用寿命长,不污染环境,无需专职人员值守,采购成本低,装置简单、发热均匀、响应快捷,具有防爆、防火及自动控制等。所以在天然气流量较小的管道上,电伴热法的使用有优势。

而缺点则是:造成运行成本较高,当管道内天然气的流量较大时,加热所耗费的电能也会较大。还有就是当加热量不足,因为只是局部加热,所以调压器出口气流温度可能过低,而导致不能保障调压器下游管道用气设备的安全。麻烦的是,还要专门配备大功率变配电设备,才能达到用电需求。

④ 电伴热的主要用途是:防冻、防凝和工艺保温,已经应用石油天然气行业中,同时也适用于流量较小的高 - 中的各种压调压站、燃气管道的局部保温等。

2 小结

文中对常见的防止燃气调压器结冰的方法分析,在实际生产应用当中还应进行更细致的工作才能实现更有效的稳定运行。