[发明专利]一种逐级掺混天然气减阻剂预混装置

说明书

本发明公开了一种逐级掺混天然气减阻剂预混装置。其包括壳体，所述壳体为圆筒型结构，壳体一端中心设置天然气进口，壳体另一端中心设置雾化减阻剂出口，壳体内部从天然气进口一端开始沿壳体轴心线依次设置第一射流喷头、第二射流喷头、第三射流喷头和螺旋叶片，天然气进口连通第一射流喷头，第一射流喷头和第二射流喷头之间沿壳体圆周向心设置第一减阻剂进口管，第二射流喷头和第三射流喷头之间沿壳体圆周向心设置第二减阻剂进口管，第三射流喷头和螺旋叶片之间沿壳体圆周向心设置第三减阻剂进口管。使用本发明可通过逐级射流混合以及节流、螺旋流动等相互结合，使天然气和减阻剂混合均匀。

技术领域

本发明属于气液混合技术领域，特别涉及一种逐级掺混天然气减阻剂预混装置。

背景技术

对于天然气长输管道，气体在管道中的压力损失是一个重要问题。当气体处于湍流区，尤其是高雷诺数区时，由于湍流和其他一些无规则运动的存在，气体能量损失而导致的压力损失要大的多，而管壁粗糙度是造成涡流的主要原因。因此，采用降低输气管道粗糙度的方法来降低压力损失成为增加输气流量的主要手段。

国内外普遍采用管道内涂层减阻技术来降低管壁粗糙度，但管道内涂层减阻技术施工设备复杂、费用较高，且随时间延长由于内涂层不断脱落减阻效果逐渐降低甚至产生负效应，同时对原有非涂层管道，由于建设费用等问题无法实施。直接注入天然气减阻剂技术是针对管道内涂层减阻技术而提出的另一类方法。20世纪90年代，美国进行了天然气减阻剂减阻技术的研究，并在实际输气管道中进行了应用实验。该技术是将具有表面活性剂性质的被称作天然气减阻剂的化学品定期注入天然气管道中，通过极性端对钢铁表面的吸附，形成弹性分子薄膜，达到降低管壁粗糙度实现减阻的目的。

为了使表面活性物质极性端在天然气管道内部吸附形成均匀的弹性分子膜，天然气减阻剂在天然气管道内必须混合均匀。因而天然气减阻剂的加注方法十分关键，将天然气减阻剂雾化后再注入天然气干管的方法具有良好的效果，而雾化预混合装置是其主要装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种逐级掺混天然气减阻剂预混装置，通过逐级射流混合以及节流、螺旋流动等相互结合，使天然气和减阻剂混合均匀。

本发明提供一种逐级掺混天然气减阻剂预混装置，其特征在于：该预混装置包括壳体，所述壳体为圆筒型结构，壳体一端中心设置天然气进口，壳体另一端中心设置雾化减阻剂出口，壳体内部从天然气进口一端开始沿壳体轴心线依次设置第一射流喷头、第二射流喷头、第三射流喷头和螺旋叶片，天然气进口连通第一射流喷头，第一射流喷头伸入空间为第一混合腔，第二射流喷头伸入空间为第二混合腔，第三射流喷头伸入空间为第三混合腔，第一射流喷头和第二射流喷头之间沿壳体圆周向心设置第一减阻剂进口管，第二射流喷头和第三射流喷头之间沿壳体圆周向心设置第二减阻剂进口管，第三射流喷头和螺旋叶片之间沿壳体圆周向心设置第三减阻剂进口管。

本发明进一步技术特征在于：所述第二射流喷头通过第二喷头支撑板设置在壳体内部，第三射流喷头通过第三喷头支撑板设置在壳体内部，第二射流喷头支撑板与壳体上游端部间距为0.3～0.8倍的壳体内径，第二射流喷头支撑板与第三射流喷头支撑板间距为0.3～0.8倍的壳体内径。

本发明进一步技术特征在于：所述壳体为卧式，第一减阻剂进口管设置于壳体下方自下而上伸入到第一射流喷头出口位置，第二减阻剂进口管设置于壳体下方自下而上伸入到第二射流喷头出口位置，第三减阻剂进口管设置于壳体下方自下而上伸入到第三射流喷头出口位置。

本发明进一步技术特征在于：所述逐级掺混天然气减阻剂预混装置还包括圆周孔板，设置在第三减阻剂进口管和螺旋叶片之间，圆周孔板开孔截面积使气流速度在45～60m/s之间。

本发明进一步技术特征在于：所述逐级掺混天然气减阻剂预混装置还包括射流孔板，设置在螺旋叶片和雾化减阻剂出口之间, 射流孔板开孔截面积使气流速度在45～60m/s之间。