Строительство и архитектура/5. Теплогазоснабжение и вентиляция

К.т.н. Осипова Н.Н.

Саратовский государственный технический университет, Россия

К ВЫБОРУ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ

РЕГУЛЯТОРОВ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ДРОССЕЛИРОВАНИИ ПАРОВ СЖИЖЕННОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА

Сжиженные углеводородные газы (СУГ), применяемые в качестве топлива, содержат в определенных количествах растворенную влагу. Практика эксплуатации систем газоснабжения показывает, в частности, что наличие влаги в жидкой и паровой фазах СУГ существенно осложняет работу дросселирующих органов регуляторов давления. При соответствующих условиях растворенная влага образует ледяные и гидратные пробки, которые нарушают нормальное газоснабжение потребителей и создают предпосылки к аварийной ситуации [1, 2].

Результаты теоретических исследований [3, 4] показывают, что дросселирование насыщенных или перегретых паров СУГ сопровождается увеличением влагоемкости газа. Отсутствие в потоке газа свободной влаги исключает образование твердой фазы воды. Иная картина наблюдается при дросселировании жидкой фазы СУГ (парожидкостной смеси). Наличие дроссель – эффекта снижает влагоемкость газа. Как следствие в дросселирующем органе регулятора выделяется свободная влага, которая в области отрицательных температур замерзает, а при положительных температурах может образовывать гидраты. Таким образом, необходимой предпосылкой образования твердой фазы воды в регуляторах давления сжиженного газа является наличие жидкой фазы СУГ в дросселируемом потоке газа.

Для изучения условий кристаллизации воды в процессе дросселирования влажного газа в регуляторах давления были проведены экспериментальные исследования на лабораторной установке [3, 4].

Результаты экспериментальных исследований представлены в табл.1.

Таблица 1

Таблица экспериментальных данных

Температура газа в баллоне, tбал, °С	Давление газа в баллоне, Рбал, МПа (абс)	Состав газа, мол. % пропана		Температура газа перед регулятором давления tр, °С	Давление газа перед регулятором давления Рр, МПа (абс)	Степень сухости СУГ перед регулятором давления, Х	Наличие твердой фазы воды в регуляторе давления
		жидкая фаза yж	паровая фаза yп				теоретические исследования	экспериментальные исследования
Паровая фаза СУГ
-10,5 -10,3 -9,8	0,26 0,29 0,27	75,0	93,8	-8,8 -5,4 14,8	0,26 0,28 0,26	1,0 1,0 1,0	- - - -	- - - -
0,8 0,4 0,1	0,28 0,26 0,29	49,3	87,6	1,3 9,8 15,2	0,27 0,26 0,28	1,0 1,0 1,0	- - -	- - -
Парожидкостная смесь СУГ
-10,2 -10,4 -9,9	0,171 0,169 0,173	35,7	73,5	-11,03 -17,61 -23,90	0,17 0,169 0,172	0,94 0,47 0	+ + +	+ + +
0,3 0,5 0,7	0,34 0,33 0,34	63,2	89,2	-1,78 -2,65 -6,78	0,34 0,33 0,34	0,75 0,63 0,14	+ + +	+ + +
20,3 20,6 20,1	0,74 0,77 0,76	84,6	95,7	20,09 18,02 16,0	0,72 0,76 0,76	0,95 0,44 0	+ + +	+ + +

Анализ результатов эксперимента, проведенного в широком диапазоне изменений определяющих параметров: температура газа =-10¸+20°С, состав газа =35¸85 мол.% пропана, степень сухости парожидкостной смеси Х=0¸1, подтверждает важный качественный вывод, следующий результатов теоретических исследований: образование ледяных и гидратных пробок в регуляторе давления происходит только при дросселировании насыщенной жидкости или парожидкостной смеси СУГ. Дросселирование насыщенных или перегретых паров СУГ кристаллизации растворенной влаги не вызывает.

Таким образом, эффективным средством предупреждения кристаллизации влаги в регуляторах давления является перегрев паровой фазы СУГ, поступающей в редуцирующую головку резервуара.

Литература

1. Клименко А.П. Сжиженные углеводородные газы. – М.: Гостоптехиздат, 1962. – 429с.

2. Курицын Б.Н. Системы снабжения сжиженным газом. – Саратов: Изд-во СГУ; 1988. – 196 с.

3. Курицын Б.Н., Шамин О.Б., Осипова Н.Н. Условия кристаллизации влаги в регуляторах давления сжиженного газа // Повышение эффективности систем теплогазоснабжения и вентиляции: Межвуз. науч. сб.- Саратов: СГТУ.- 1999.- C.31-36.

4. Курицын Б.Н., Осипова Н.Н., Евдокимов С.Г. Условия образования ледяных и гидратных пробок в регуляторах давления сжиженного газа// С.О.К., №12, 2006. – С.54-57.