RU2413901C2 - Procedure for reducing pressure of natural gas - Google Patents
Procedure for reducing pressure of natural gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413901C2 RU2413901C2 RU2009110816/06A RU2009110816A RU2413901C2 RU 2413901 C2 RU2413901 C2 RU 2413901C2 RU 2009110816/06 A RU2009110816/06 A RU 2009110816/06A RU 2009110816 A RU2009110816 A RU 2009110816A RU 2413901 C2 RU2413901 C2 RU 2413901C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- reducing
- tube
- heat exchanger
- natural gas
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии редуцирования природного газа на газоредуцирующих объектах: газораспределительных станциях (ГРС) магистральных газопроводов (МГ) и газораспределительных пунктах (ГРП) системы газораспределения.The invention relates to a technology for reducing natural gas at gas-reducing facilities: gas distribution stations (GDS) of gas pipelines (MG) and gas distribution points (GRP) of a gas distribution system.
Для исключения возможности подачи в газопровод низкого давления газа с температурой менее 0°С предложен и используется способ редуцирования, основанный на подогреве газа высокого давления перед его поступлением на регуляторы давления газоредуцирующего объекта. Нагрев газа высокого давления ведется за счет рекуперативной утилизации тепла газообразных продуктов сжигания части подвергающегося дросселированию природного газа. Ионин А.А. Газоснабжение. Учебник для вузов. Москва, Стройиздат, 1981.To eliminate the possibility of supplying a gas with a low pressure gas with a temperature of less than 0 ° C, a reduction method is proposed and used, based on heating the high pressure gas before it enters the pressure regulators of the gas-reducing object. High-pressure gas is heated by the regenerative utilization of the heat of the gaseous products of combustion of part of the natural gas that is throttled. Ionin A.A. Gas supply. Textbook for high schools. Moscow, Stroyizdat, 1981.
Недостатком способа является высокий уровень эксплуатационных расходов, обусловленный необратимыми потерями природного газа, связанными с его сжиганием.The disadvantage of this method is the high level of operating costs due to irreversible losses of natural gas associated with its combustion.
Известен энергосберегающий способ изотермического редуцирования, при котором расходование природного газа на сжигание не осуществляется. Патент РФ №2309322, 27.10.2007 - прототип.A known energy-saving method of isothermal reduction, in which the consumption of natural gas for combustion is not carried out. RF patent №2309322, 10.27.2007 - prototype.
Существо способа заключается в редуцировании части потока сжатого природного газа, поступающего на газоразоредуцирующий объект, в процессе энергоразделения в вихревой трубе и последующем подогреве холодного потока в трубном пространстве кожухотрубного теплообменного аппарата за счет отбора теплоты кристаллизации частично замораживаемой в межтрубном пространстве теплообменника воды. При этом намерзший на трубном пучке теплообменника лед после его растопления за счет отбора тепла от горячего потока газа вихревой трубы рассматривается в качестве самостоятельной конкурентно способной товарной продукции, покрывающей капитальные и эксплуатационные затраты на практическую реализацию способа.The essence of the method consists in reducing part of the stream of compressed natural gas entering the gas-reducing object during energy separation in a vortex tube and subsequent heating of the cold stream in the tube space of a shell-and-tube heat exchanger due to the selection of crystallization heat of partially frozen water in the annular space of the heat exchanger. In this case, ice frozen on the tube bundle of the heat exchanger after its melting due to heat removal from the hot gas stream of the vortex tube is considered as an independent competitively capable commodity product that covers capital and operating costs for the practical implementation of the method.
Недостатком способа - прототипа являются высокие удельные величины энергетических затрат на производство товарной продукции, связанные с необходимостью реализации фазовых переходов при замораживании - размораживании льда и его относительно небольшой доли (30-50%) в общей массе, подвергающейся обработке водной среды.The disadvantage of the prototype method is the high specific energy costs for the production of marketable products associated with the need to implement phase transitions during freezing and thawing of ice and its relatively small fraction (30-50%) in the total mass subjected to processing of the aqueous medium.
Задачей изобретения является снижение уровня энергетических затрат на производство товарной продукции при общем сохранении достоинств, присущих подобному подходу к решению задачи редуцирования.The objective of the invention is to reduce the level of energy costs for the production of marketable products while maintaining the advantages inherent in a similar approach to solving the problem of reduction.
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что способ редуцирования давления природного газа на газораспределительном объекте, включает предварительное энергоразделение части потока редуцируемого газа в вихревой трубе на горячий и холодный потоки, и их поочередное введение в кожухотрубный теплообменник, межтрубное пространство которого заполнено водой питьевого предназначения, периодически сливаемой для потребления, при этом новым является то, что первоначально в трубное пространство теплообменника подается горячий поток газа от вихревой трубы для прогрева всей массы жидкости в аппарате, а затем холодный - для ее охлаждения.The problem is solved and the technical result is achieved by the fact that the method of reducing the pressure of natural gas at the gas distribution facility includes preliminary energy separation of a portion of the reduced gas stream in the vortex tube into hot and cold flows, and their alternate introduction into the shell-and-tube heat exchanger, the annular space of which is filled with drinking water , periodically drained for consumption, while new is that initially in the pipe space of the heat exchanger under A hot gas stream from the vortex tube is added to heat the entire mass of liquid in the apparatus, and then a cold stream to cool it.
В предлагаемом способе в качестве товарной продукции предполагается использовать не «талую», а «термоактивированную» воду, обладающую близкими биоактивными свойствами.In the proposed method, it is supposed to use not “thawed”, but “thermally activated” water with close bioactive properties as a marketable product.
В этом случае, в отличие от способа-прототипа, первоначально, в трубное пространство кожухотрубного теплообменника от вихревой трубы подается теплый поток газа низкого давления. Теплый газ обеспечивает интенсивный прогрев питьевой воды, заполняющей межтрубное пространство теплообменника. После завершения прогрева вода быстро охлаждается за счет теплообмена с холодным потоком газа низкого давления, подаваемого в трубный пучек кожухотрубного теплообменника. Полученная подобным образом термоактивированная вода сливается из теплообменного аппарата и рассматривается в качестве самостоятельной товарной продукции. Отнесение понесенных энергетических затрат на всю массу жидкой продукции обеспечивает заявленные преимущества рассматриваемого способа над способом-прототипом.In this case, in contrast to the prototype method, initially, a warm low-pressure gas stream is supplied from the vortex tube to the tube space of the shell-and-tube heat exchanger. Warm gas provides intensive heating of drinking water filling the annular space of the heat exchanger. After warming up, the water is rapidly cooled by heat exchange with a cold stream of low-pressure gas supplied to the tube bundle of a shell-and-tube heat exchanger. The thermally activated water obtained in this way is drained from the heat exchanger and is considered as an independent commercial product. The attribution of the energy costs incurred to the entire mass of liquid products provides the claimed advantages of the considered method over the prototype method.
Для обеспечения непрерывности процесса получения термоактивированной воды он осуществляется в двух попеременно вводимых в работу кожухотрубных теплообменных аппаратах. Отработавшие по описанному циклу теплый и холодный потоки газа, выводятся в потребительскую сеть низкого давления, обеспечивая энергосберегающий характер заявленной технологии.To ensure the continuity of the process of obtaining thermally activated water, it is carried out in two shell-and-tube heat exchangers, which are alternately put into operation. The warm and cold gas streams worked out in the described cycle are output to the consumer low-pressure network, providing the energy-saving nature of the claimed technology.
Пример расчета снижения величины удельных энергетических затрат при реализации способа.An example of calculating the reduction of the specific energy costs during the implementation of the method.
Затраты энергии в предлагаемом способе:The cost of energy in the proposed method:
Q=cp·ΔT1+cp·ΔT2=398,1 кДж/кг,Q = c p · ΔT 1 + c p · ΔT 2 = 398.1 kJ / kg,
где первый член уравнения - энергетические затраты на нагрев обрабатываемой воды (начальная температура жидкости 15°С; конечная - 65°С);where the first term of the equation is the energy cost of heating the treated water (initial liquid temperature 15 ° C; final - 65 ° C);
второй - энергетические затраты на охлаждение обрабатываемой жидкости (начальная температура 65°С; конечная - 20°С);the second - energy costs for cooling the processed fluid (initial temperature 65 ° C; final - 20 ° C);
cр - теплоемкость воды, 4,19 кДж/кг, К;c p - heat capacity of water, 4.19 kJ / kg, K;
ΔT1 - разность температур при нагреве жидкости.ΔT 1 is the temperature difference when heating the liquid.
ΔТ2 - разность температур при охлаждении жидкости.ΔТ 2 is the temperature difference during cooling of the liquid.
При принятых обозначениях применительно к способу-прототипу, энергетические затраты составляют:With the accepted notation in relation to the prototype method, energy costs are:
Q=[0,3(cp·ΔT+λ)+0,7cp·ΔT]+[0,3(cp-ΔT+λ)]/0,3=1031,1 кДж /кг,Q = [0.3 (c p · ΔT + λ) + 0.7c p · ΔT] + [0.3 (c p -ΔT + λ)] / 0.3 = 1031.1 kJ / kg,
первый член уравнения - энергетические затраты на охлаждение и частичное замораживание воды (начальная температура жидкости - 20°С; доля замороженной воды - 30%);the first term of the equation is the energy cost of cooling and partial freezing of water (initial temperature of the liquid is 20 ° C; the proportion of frozen water is 30%);
второй - энергетические затраты на расплавление и нагрев обрабатываемой жидкости (конечная температура жидкости - 20°С);the second is the energy cost of melting and heating the processed fluid (final fluid temperature - 20 ° C);
λ - теплота кристаллизации и плавления льда, 334 кДж /кг.λ is the heat of crystallization and melting of ice, 334 kJ / kg.
Сопоставление расчетных энергетических затрат на выпуск единицы массы товарной продукции свидетельствует о том, что в предлагаемом способе они в 2,6 раза ниже, чем в способе-прототипе.A comparison of the estimated energy costs for the production of a unit mass of marketable products indicates that in the proposed method they are 2.6 times lower than in the prototype method.
Принципиальная технологическая схема организации процесса редуцирования природного газа на газоредуцирующей станции (пункте) по предлагаемому способу приведена на чертеже.Schematic diagram of the organization of the process of natural gas reduction at the gas reduction station (point) by the proposed method is shown in the drawing.
При реализации предлагаемого способа газ высокого давления перед газоредуцирующим объектом разделяют на два самостоятельных потока. Первый из них (меньшая часть) поступает на регуляторы давления газоредуцирующего объекта, а второй (большая часть) - в вихревую трубу 1. Генерируемый вихревой трубой 1 горячий поток газа низкого давления направляют в трубное пространство кожухотрубного теплообменника 2, заполненного питьевой водой. В тоже время для обеспечения условий непрерывности цикла производства холодный поток от вихревой трубы 1 поступает в трубное пространство кожухотрубного теплообменника 3, где охлаждает нагретую до этого воду. После завершения охлаждения воды до температуры окружающей среды готовая продукция сливается из межтрубного пространства кожухотрубного теплообменника 3, в него заливается новая порция водопроводной питьевой воды и газовые потоки от вихревой трубы 1 перенаправляются: теплый поступает в трубное пространство кожухотрубного теплообменника 3, а холодный - поступает в трубное пространство кожухотрубного теплообменника 2.When implementing the proposed method, the high-pressure gas in front of the gas-reducing object is divided into two independent streams. The first of them (the smaller part) goes to the pressure regulators of the gas-reducing object, and the second (most) goes to the vortex tube 1. The hot stream of low pressure gas generated by the vortex tube 1 is directed into the tube space of the shell-and-tube heat exchanger 2 filled with drinking water. At the same time, to ensure the continuity of the production cycle, the cold stream from the vortex tube 1 enters the tube space of the shell-and-tube heat exchanger 3, where it cools the previously heated water. After cooling the water to ambient temperature, the finished product is drained from the annular space of the shell-and-tube heat exchanger 3, a new portion of tap drinking water is poured into it and gas flows from the vortex tube 1 are redirected: warm enters the tube space of the shell-and-tube heat exchanger 3, and cold enters the tube space shell-and-tube heat exchanger space 2.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009110816/06A RU2413901C2 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Procedure for reducing pressure of natural gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009110816/06A RU2413901C2 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Procedure for reducing pressure of natural gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009110816A RU2009110816A (en) | 2010-09-27 |
| RU2413901C2 true RU2413901C2 (en) | 2011-03-10 |
Family
ID=42940024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009110816/06A RU2413901C2 (en) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | Procedure for reducing pressure of natural gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2413901C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194263U1 (en) * | 2019-03-04 | 2019-12-04 | Сергей Станиславович Попович | Natural gas pressure reducing device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2702323B1 (en) * | 1977-01-21 | 1977-09-29 | Wenzel Geb Dolmans Yvonne | Power station working on natural gas - has main turbine exhaust connected to intermediate storage tank feeding low pressure turbines |
| US5582012A (en) * | 1995-05-15 | 1996-12-10 | Universal Vortex, Inc. | Method of natural gas pressure reduction on the city gate stations |
| RU2098713C1 (en) * | 1996-08-13 | 1997-12-10 | Дмитрий Тимофеевич Аксенов | Method for using energy of natural-gas source differential pressure, power-producing-and-cooling plant, and turboexpander in the form of power drive with bladed machine |
| RU2180420C2 (en) * | 2000-04-19 | 2002-03-10 | ЗАО "Сигма-Газ" | Method of reducing pressure of natural gas |
| RU2196238C2 (en) * | 2000-08-16 | 2003-01-10 | ТУЗОВА Алла Павловна | Method of recovery of natural gas expansion energy |
| RU2309322C2 (en) * | 2005-10-20 | 2007-10-27 | ООО "Лентрансгаз" | Method for reducing pressure of natural gas |
-
2009
- 2009-03-24 RU RU2009110816/06A patent/RU2413901C2/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2702323B1 (en) * | 1977-01-21 | 1977-09-29 | Wenzel Geb Dolmans Yvonne | Power station working on natural gas - has main turbine exhaust connected to intermediate storage tank feeding low pressure turbines |
| US5582012A (en) * | 1995-05-15 | 1996-12-10 | Universal Vortex, Inc. | Method of natural gas pressure reduction on the city gate stations |
| RU2098713C1 (en) * | 1996-08-13 | 1997-12-10 | Дмитрий Тимофеевич Аксенов | Method for using energy of natural-gas source differential pressure, power-producing-and-cooling plant, and turboexpander in the form of power drive with bladed machine |
| RU2180420C2 (en) * | 2000-04-19 | 2002-03-10 | ЗАО "Сигма-Газ" | Method of reducing pressure of natural gas |
| RU2196238C2 (en) * | 2000-08-16 | 2003-01-10 | ТУЗОВА Алла Павловна | Method of recovery of natural gas expansion energy |
| RU2309322C2 (en) * | 2005-10-20 | 2007-10-27 | ООО "Лентрансгаз" | Method for reducing pressure of natural gas |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU194263U1 (en) * | 2019-03-04 | 2019-12-04 | Сергей Станиславович Попович | Natural gas pressure reducing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009110816A (en) | 2010-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cao et al. | Theoretical approach of freeze seawater desalination on flake ice maker utilizing LNG cold energy | |
| Gomri et al. | Second law analysis of double effect vapour absorption cooler system | |
| RU2013116391A (en) | NATURAL GAS LIQUID WITH STRAIN REMOVAL | |
| MX2025007069A (en) | Mixed refrigerant liquefaction system and method | |
| WO2019118594A3 (en) | Process integration for natural gas liquid recovery | |
| WO2014102084A3 (en) | Apparatus and method for producing low-temperature compressed gas or liquefied gas | |
| RU2180420C2 (en) | Method of reducing pressure of natural gas | |
| RU2413901C2 (en) | Procedure for reducing pressure of natural gas | |
| CN102853587A (en) | Structure-improved ice-making evaporator | |
| CN104436744A (en) | Continuous condensing recovery device for liquid oil of oil field gas | |
| WO2014155108A4 (en) | Method and apparatus in a cryogenic liquefaction process | |
| Başaran et al. | Experimental investigation and evaluation of the thermodynamical performance of a novel hybrid design for milk pasteurization | |
| CN203928497U (en) | Heat exchanger and air-conditioning | |
| CN102434992B (en) | Integrated machine set for cooling milk | |
| RU2391605C1 (en) | System of heat and water supply | |
| CN104482719B (en) | Cryogenic liquid returns filling device | |
| RU2309322C2 (en) | Method for reducing pressure of natural gas | |
| Otero et al. | Modelling industrial scale high-pressure-low-temperature processes | |
| RU2247908C1 (en) | Liquefied natural gas production method | |
| RU2429434C1 (en) | Procedure for natural gas liquefaction | |
| CN205718534U (en) | A kind of green composite cool island equipment | |
| CN102102528A (en) | Ice slurry mine air conditioning aboveground and underground combined temperature reduction system | |
| EP3320257B1 (en) | A method for regasifying liquefied natural gas | |
| Liu et al. | Study on energy-saving performance of a novel CO2 heat pump with applications in dairy processes | |
| RU2730757C1 (en) | Liquefied natural gas production method at gas distribution station |