一種燃料氣處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型的燃料氣處理系統(tǒng)，它包括通過管路依次相連的入口絕緣與火警切斷單元（1)、旋風(fēng)分離單元（2)、過濾分離單元(3)、計(jì)量單元（4)、加熱單元（5)、調(diào)壓單元（6)、出口單元（7)和前置模塊單元（8)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可降低投資和運(yùn)行成本，提高供應(yīng)燃料氣的穩(wěn)定性和安全性，并可保證調(diào)壓站系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，能滿足燃?xì)庥脩魧θ剂蠚鈪?shù)精確度高、響應(yīng)迅速的要求。
【專利說明】一種燃料氣處理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及燃料氣應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體設(shè)計(jì)一種對燃料氣進(jìn)行調(diào)壓(增壓)、計(jì)量、控制和輸送的燃料氣處理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]天然氣是一種埋藏于地下的可燃性氣體，無色無味，主要成分中85?95%為甲烷(CH4)，比重輕于空氣，并在空氣中擴(kuò)散迅速，屬可燃可爆性氣體。天氣燃燒過程中，產(chǎn)生的污染物較少，燃燒之后也沒有廢渣、廢水。與煤炭等黑色能源相比，所產(chǎn)生的氮化物、一氧化碳、可吸入懸浮微粒極少，幾乎不產(chǎn)生二氧化硫，二氧化碳的排放為煤的40%左右。天然氣利用效率高，利于環(huán)境保護(hù)，然而燃料氣利用尚處于起步階段，對天然氣處理還沒有一個(gè)統(tǒng)一的形式，這就可能會造成燃?xì)庥脩羧肟诘奶烊粴鈪?shù)狀態(tài)不穩(wěn)定或者不能根據(jù)用戶工作狀態(tài)的變化迅速響應(yīng)，直接影響了用戶設(shè)備的安全運(yùn)行，增加了檢修成本，也降低了燃?xì)鈭稣驹O(shè)備的使用壽命，進(jìn)而使得投資及運(yùn)行成本過高。
[0003]因此，很有必要在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)研發(fā)一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，安全性好的新型的燃料氣處理系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種新型的燃料氣處理系統(tǒng)，經(jīng)本實(shí)用新型提供的燃料氣處理系統(tǒng)輸出的燃?xì)饽軡M足如下要求:清潔的燃?xì)?，燃?xì)庵胁缓簯B(tài)烴；燃?xì)鉁囟却笥诼饵c(diǎn)溫度；控制燃?xì)鈮毫σ员ＷC燃?xì)庥脩舻恼Ｐ枨?；燃?xì)庥脩艄ぷ鳡顟B(tài)變化時(shí)能夠響應(yīng)迅速；計(jì)量精確；可提供足夠的運(yùn)行安全保護(hù)。
[0005]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取如下技術(shù)方案:
[0006]一種新型的燃料氣處理系統(tǒng)，它包括依次通過管路相連的入口絕緣與火警切斷單元、旋風(fēng)分離單元、過濾分離單元、計(jì)量單元、加熱單元、調(diào)壓單元、出口單元；
[0007]所述的入口絕緣與火警切斷單元包括絕緣接頭、火警切斷閥門、溫度傳感器和壓力傳感器；
[0008]所述的旋風(fēng)分離單元為多管微旋流過濾分離器；
[0009]所述的過濾分離單元為二個(gè)過濾分離器；
[0010]所述的計(jì)量單元為氣體超聲波流量計(jì)、流量計(jì)算機(jī)或氣相色譜分析儀；
[0011]所述的加熱單元為水浴鍋、電加熱器或雙層管式換熱器；
[0012]所述的出口單元包括切斷閥、絕緣接頭、壓力變送器和溫度變送器。
[0013]作為優(yōu)選方案，所述的燃料氣處理系統(tǒng)，所述的出口單元和前置模塊單元相連；所述前置模塊單元包括前置計(jì)量單元、前置精過濾單元和前置絕緣與火警切斷單元。
[0014]作為優(yōu)選方案，所述的燃料氣處理系統(tǒng)，旋風(fēng)分離單元、過濾分離單元和前置精過濾單元的排污口均通過管道連接到集污箱。
[0015]作為優(yōu)選方案，所述所述的燃料氣處理系統(tǒng)，所述入口絕緣與火警切斷單元、旋風(fēng)分離單元、過濾分離單元、調(diào)壓單元、出口單元、前置精過濾單元和前置絕緣與火警切斷單元均通過放散管路與燃料氣放散塔相連。
[0016]作為優(yōu)選方案，所述所述的燃料氣處理系統(tǒng)，所述的調(diào)壓單元由工作壓力調(diào)整支路及備用壓力調(diào)整支路構(gòu)成，所述工作壓力調(diào)整支路及備用壓力調(diào)整支路均包括工作調(diào)壓器、監(jiān)控調(diào)壓器、緊急切斷閥和微流量放散閥。
[0017]作為優(yōu)選方案，所述所述的燃料氣處理系統(tǒng)，所述的過濾分離器的進(jìn)出口均配置二個(gè)氣動隔離球閥實(shí)現(xiàn)雙閥隔斷，且二個(gè)氣動隔離球閥中間設(shè)設(shè)置有放散管路。
[0018]作為優(yōu)選方案，所述所述的燃料氣處理系統(tǒng)，燃料氣處理系統(tǒng)中還通過管路連接有氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)。
[0019]有益效果，本實(shí)用新型提供的燃料氣處理系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]本實(shí)用新型提供的燃料氣處理系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，該系統(tǒng)對燃?xì)庥脩舻娜剂蠚夤?yīng)有針對性，可降低投資和運(yùn)行成本，提高供應(yīng)燃料氣的穩(wěn)定性和安全性，針對燃?xì)庥脩舻挠脷馓攸c(diǎn)及上游氣源參數(shù)，考慮加熱單元和前置單元的同時(shí)又配備了齊全的輔助設(shè)施，可保證調(diào)壓站系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，又可滿足燃?xì)庥脩魧θ剂蠚鈪?shù)精確度高、響應(yīng)迅速的要求，應(yīng)用范圍廣泛。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型燃料氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方案
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本實(shí)用新型的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0023]如圖1所示，一種新型的燃料氣處理系統(tǒng)系統(tǒng)，它包括通過管路相連的入口絕緣與火警切斷單元(I)、旋風(fēng)分離單元(2)、過濾分離單元(3)、計(jì)量單元(4)、加熱單元(5)、調(diào)壓單元(6)和出口單元(7)。
[0024]所述的出口單元(7)和前置模塊單元(8)相連；所述前置模塊單元(8)包括前置計(jì)量單元(8-1)、前置精過濾單元(8-2)和前置絕緣與火警切斷單元(8-3)。
[0025]其中所述的入口絕緣與火警切斷單元(I)主要由絕緣接頭、火警切斷閥門、溫度傳感器、壓力傳感器組成。絕緣接頭主要是避免埋地輸氣管道的電化學(xué)腐蝕對調(diào)壓站的影響；入口單元的壓力和溫度通過傳感器檢測。火警切斷閥為氣動操作，可以瞬間切斷供氣，目的為實(shí)現(xiàn)火災(zāi)時(shí)緊急切斷，該閥門動作時(shí)間一般小于I秒。
[0026]其中旋風(fēng)分離單元(2)為多管微旋流過濾分離器，因進(jìn)入到調(diào)壓站的燃料氣中可能含有固體雜質(zhì)和液體雜質(zhì)。這些雜質(zhì)可以通過分離器清除。該設(shè)備核心部分為微旋子組件，顆粒由于離心力的作用克服氣流的阻力向壁面運(yùn)動，達(dá)到壁面附近后，由于邊界層內(nèi)較小的湍流，顆粒會沿著壁面進(jìn)入排污管排除；能99.5%分離掉大于10μ的固體或液體微粒。多管微旋流過濾分離器的進(jìn)出口均配置一個(gè)氣動隔離球閥，以便設(shè)備的清理和檢修，在隔離閥上配置一路手動旁路，以便首次注入燃料氣時(shí)，慢慢地注入管道，該單元設(shè)有旁路閥。
[0027]過濾分離單元(3)的主要設(shè)備是過濾分離器，本實(shí)用新型設(shè)置有二個(gè)過濾分離器，一用一備，每臺過濾分離器出力為系統(tǒng)流量的110%-120%。進(jìn)入到調(diào)壓站的燃料氣通過旋風(fēng)分離單元的處理之后，可能還含有一定的固體雜質(zhì)和液體雜質(zhì)。這些雜質(zhì)可以通過過濾分離器清除。燃料氣穿過過濾元件，細(xì)小固體微粒和霧氣在這里被濾元截除。干凈的氣體流出過濾分離器。過濾分離器的過濾精度及過濾效率為:對5 μ以上的顆粒要求清除效率達(dá)到100%，當(dāng)顆粒為3-5 μ m時(shí)，除塵效率應(yīng)不小于99.9%，當(dāng)塵粒在2_3 μ m范圍時(shí)，過濾效率應(yīng)不小于99.5%，當(dāng)塵粒在0.5-2 μ m范圍時(shí)，過濾效率應(yīng)不小于95%。
[0028]過濾分離器的進(jìn)出口均配置二個(gè)氣動隔離球閥實(shí)現(xiàn)雙閥隔斷，雙閥中間設(shè)有放散管路，方便過濾分離裝置的清理和檢修。在隔離閥上同樣配置了手動旁路，以便首次注入燃料氣時(shí)，慢慢地注入管道。每臺過濾器設(shè)置I套差壓監(jiān)控系統(tǒng)(差壓變送器)，用于指示過濾器進(jìn)出口的差壓，該差壓值表示過濾器內(nèi)濾芯的污染程度，因?yàn)闉V芯的污染程度越高，燃料氣的流通能力越小，阻力就越大，也就是過濾器的前后壓差就越大；在正常的運(yùn)行過程中，差壓值應(yīng)在15(T550 mbar，當(dāng)差壓值大于550mbar時(shí)系統(tǒng)會報(bào)警，提醒工作人員更換濾芯，從而保證過濾器的過濾效率。該系統(tǒng)設(shè)置兩臺過濾器，采用一用一備，當(dāng)運(yùn)行的過濾器更換濾芯時(shí)，應(yīng)先切換到備用的過濾器。每臺配置一臺磁翻板液位計(jì)，液位計(jì)上配有高液位開關(guān)、低液位開關(guān)。受高、低液位開關(guān)控制實(shí)現(xiàn)自動排污；在正常的操作情況下，過濾器內(nèi)的污液通過液位開關(guān)發(fā)出信號給PLC，PLC控制電磁閥開關(guān)動作，進(jìn)而來控制自動排污閥的動作。電磁閥為常失電狀態(tài)，當(dāng)液位達(dá)到高液位值時(shí)，自動排污閥開啟，將污液排放至冷凝液儲罐；在排放過程中，當(dāng)液位達(dá)到低液位值時(shí)，自動排污閥關(guān)閉；自動排污閥設(shè)置一路旁路，該旁路用于自動排污系統(tǒng)故障情況下的手動排污，當(dāng)液位達(dá)到高液位并持續(xù)報(bào)警，說明自動排污故障，PLC報(bào)警，提醒工作人員，同時(shí)打開相應(yīng)的旁路排放結(jié)束后，檢查系統(tǒng)，將報(bào)警問題解決。
[0029]其中所述的計(jì)量單元(4)的作用主要是通過流量計(jì)對進(jìn)入調(diào)壓站的燃料氣進(jìn)行精確的流量計(jì)量。計(jì)量系統(tǒng)可為氣體超聲波流量計(jì)，流量計(jì)算機(jī)或氣相色譜分析儀。利用超聲波在管道內(nèi)傳輸?shù)臅r(shí)差來實(shí)現(xiàn)對氣體的計(jì)量；采用流量計(jì)算機(jī)完成標(biāo)準(zhǔn)體積流量(101.325kPa，20°C )、質(zhì)量流量等瞬時(shí)流量的計(jì)算和累積流量計(jì)算。氣相色譜分析儀典型應(yīng)用可以分析到C6+ ( 一個(gè)周期180-240秒)，主要提供熱值，相對密度和氣體組分?jǐn)?shù)據(jù)給流量計(jì)算機(jī)，從而得到燃料氣的燃燒能量值。
[0030]其中所述的加熱單元(5)，調(diào)壓站的主要功能是將上游供氣管道的燃料氣降壓穩(wěn)壓以滿足燃?xì)庥脩魧θ剂蠚獾膲毫σ?，但是根?jù)焦耳-湯姆森效應(yīng)，因?yàn)槿剂蠚饨?jīng)過調(diào)壓站時(shí)壓力降低導(dǎo)致溫度降低，若調(diào)壓前后壓降太大會使燃料氣溫降也很大，調(diào)壓后溫度低于水露點(diǎn)、烴露點(diǎn)或造成元器件及管道發(fā)生冰堵現(xiàn)象，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，所以可根據(jù)壓降情況和進(jìn)口溫度選擇是否設(shè)計(jì)加熱單元。加熱設(shè)備可選用水浴鍋、電加熱器或雙層管式換熱器等設(shè)備。
[0031]其中所述的調(diào)壓單元(6)，調(diào)壓單元包括減壓模塊或穩(wěn)壓模塊的加增壓模塊。該調(diào)壓單元設(shè)置兩套單機(jī)容量100%的調(diào)壓系統(tǒng)，由工作壓力調(diào)整支路及備用壓力調(diào)整支路構(gòu)成。工作壓力調(diào)整支路由工作調(diào)壓器、監(jiān)控調(diào)壓器、緊急切斷閥、微流量放散閥構(gòu)成。當(dāng)工作調(diào)壓路失效或因維護(hù)保養(yǎng)而關(guān)閉時(shí)，可自動切換到備用調(diào)壓路繼續(xù)工作。工作調(diào)壓器后和監(jiān)控調(diào)壓器后設(shè)置有就地壓力指示。備用調(diào)壓路組成與工作調(diào)壓支路一致，也可只采用一個(gè)工作調(diào)壓器，調(diào)壓器選用自力式調(diào)壓器。每條調(diào)壓支路設(shè)置就地壓力指示、手動放散閥、手動排污閥，前后設(shè)置隔斷閥。隔斷閥設(shè)置有開啟緩注閥。當(dāng)燃?xì)鈮毫^低不能滿足燃?xì)庥脩羧肟趬毫σ髸r(shí)，調(diào)壓站需對燃料氣進(jìn)行增壓。增壓機(jī)一般采用活塞壓縮機(jī)、螺桿或離心壓縮機(jī)。壓縮機(jī)采用高壓防爆型電動機(jī)驅(qū)動。為控制出口燃料氣流量、溫度，壓縮機(jī)組還需配置回流閥及回流冷卻器。調(diào)壓單元還包括穩(wěn)壓模塊和增壓模塊，穩(wěn)壓模塊即對進(jìn)入增壓機(jī)之前的燃?xì)膺M(jìn)行調(diào)節(jié)，使其壓力穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值，然后再進(jìn)入增壓模塊。
[0032]以上所述的調(diào)壓站的出口單元(7)主要由緊急切斷閥和絕緣接頭構(gòu)成，同時(shí)設(shè)置放散閥，用于維護(hù)時(shí)迅速放散下游設(shè)備和管線中的燃?xì)?。出口段設(shè)置有壓力變送器、溫度變送器，用于將調(diào)壓站的出口壓力溫度信號傳送到DCS系統(tǒng)中。
[0033]調(diào)壓站輸出的燃?xì)饨?jīng)過本實(shí)用新型上述7個(gè)單元后，在性能參數(shù)上已經(jīng)符合燃?xì)庥脩舻募夹g(shù)要求。
[0034]為了保證與調(diào)壓站距離較遠(yuǎn)的燃?xì)庥脩舻挠脷獍踩€(wěn)定，本實(shí)用新型增設(shè)有前置單元(8)，前置單元由前置計(jì)量單元(8-1)、前置精過濾單元(8-2)和火警切斷單元(8-3)構(gòu)成。前置計(jì)量單元(8-1)可實(shí)現(xiàn)單臺燃?xì)庥脩舻纳虡I(yè)計(jì)量的對比作用。前置精過濾單元(8-2)對進(jìn)入燃?xì)庥脩舻娜細(xì)膺M(jìn)行最終過濾，確保燃?xì)庥脩粲脷獾陌踩浴；鹁袛鄦卧?8-3 )用于緊急狀況下切斷燃?xì)庥脩舻墓狻?br> [0035]在本調(diào)壓站系統(tǒng)的主要單元均通過放散管路與燃料氣放散塔(9)相連。放散管路設(shè)置自動放散閥，自動放散閥與緊急安全切斷閥聯(lián)鎖，當(dāng)緊急安全切斷閥關(guān)閉時(shí)，自動放散閥即刻啟動。
[0036]在旋風(fēng)分離單元(2)、過濾分離單元(3)、前置精過濾單元(8-2)中排出的燃料氣的廢液均通過管道輸送到集污箱(10 )。
[0037]本系統(tǒng)還配置有氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)(11)，以便根據(jù)要求對系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)獯祾吆椭脫Q。為了對某一部分進(jìn)行吹掃和氣體置換，首先要將該部分從調(diào)壓站系統(tǒng)中解列出來，即通過隔離閥將該部分解列出來，打開排氣閥，將管道排空，將氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)饨涌谒腿牍艿?，完成氮?dú)庵脫Q過程。
[0038]本實(shí)用新型系統(tǒng)還可設(shè)置有檢測燃料氣泄漏的報(bào)警裝置、各種控制儀表等確保調(diào)壓站安全可靠運(yùn)行。
[0039]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的燃料氣處理系統(tǒng)，其特征在于，它包括依次通過管路相連的入口絕緣與火警切斷單元(I)、旋風(fēng)分離單元(2)、過濾分離單元(3)、計(jì)量單元(4)、加熱單元(5)、調(diào)壓單元(6)、出口單元(7)； 所述的入口絕緣與火警切斷單元(I)包括絕緣接頭、火警切斷閥門、溫度傳感器和壓力傳感器； 所述的旋風(fēng)分離單元(2)為多管微旋流過濾分離器； 所述的過濾分離單元(3)為二個(gè)過濾分離器； 所述的計(jì)量單元(4)為氣體超聲波流量計(jì)、流量計(jì)算機(jī)或氣相色譜分析儀； 所述的加熱單元(5)為水浴爐、電加熱器或雙層管式換熱器； 所述的出口單元(7 )包括切斷閥、絕緣接頭、壓力變送器和溫度變送器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的出口單元(7)和前置模塊單元(8)相連；所述前置模塊單元(8)包括前置計(jì)量單元(8-1)、前置精過濾單元(8-2)和前置絕緣與火警切斷單元(8-3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料氣處理系統(tǒng)，其特征在于，旋風(fēng)分離單元(2)、過濾分離單元(3)和前置精過濾單元(8-2)的排污口均通過管道連接到集污箱(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述入口絕緣與火警切斷單元(I)、旋風(fēng)分離單元(2)、過濾分離單元(3)、調(diào)壓單元(6)、出口單元(7)、前置精過濾單元(8-2)和前置絕緣與火警切斷單元(8-3)均通過放散管路與燃料氣放散塔(9)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的調(diào)壓單元(6)由工作壓力調(diào)整支路及備用壓力調(diào)整支路構(gòu)成，所述工作壓力調(diào)整支路及備用壓力調(diào)整支路均包括工作調(diào)壓器、監(jiān)控調(diào)壓器、緊急切斷閥和微流量放散閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的過濾分離器的進(jìn)出口均配置二個(gè)氣動隔離球閥實(shí)現(xiàn)雙閥隔斷，且二個(gè)氣動隔離球閥中間設(shè)置有放散管路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料氣處理系統(tǒng)，其特征在于，燃料氣處理系統(tǒng)通過管路連接有氮?dú)庵脫Q系統(tǒng)(U)。
【文檔編號】F17D1/02GK204026147SQ201420417943
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】張曉東, 管士揚(yáng), 于維莉, 端午祥 申請人:南京博納能源環(huán)保科技有限公司