CN102635330A - 燃料处理系统及天然气洗井清蜡设备 - Google Patents

Abstract

燃料处理系统及天然气洗井清蜡设备，公开的燃料处理系统包括燃料管路，沿燃料的流向，燃料管路包括依次连通的气化换热管路和减压处理管路，减压处理管路的末端用于连接燃烧装置，气化换热管路的始端用于连接外置的燃料储存装置；气化换热管路上串联设有安全阀、紧急切断阀、气化器和换热器，换热器上设有热流体进口和出口，热流体进口用于连接热水装置，热流体出口用于连接水泵的进水管路；减压处理管路上设有一级减压阀。由于采用了气化换热及一级减压的设置，本发明能够保证输出压力值和温度值符合燃烧要求的液化天然气。公开的使用上述燃料处理系统的天然气洗井清蜡设备在使用液化天然气的同时，降低整车质量和体积，能有效节约作业成本。

Description

燃料处理系统及天然气洗井清蜡设备

技术领域

本发明涉及一种燃料处理系统及使用这种燃料处理系统的天然气洗井清蜡设备。

背景技术

市场现有的洗井清蜡设备均以轻质柴油作为燃料，由于轻质柴油价格较高，导致洗井清蜡设备的使用成本较高。我单位申请的专利“燃气减压系统及天然气清蜡车”(CN101628546A和CN201546841U)公开了天然气的减压系统以及使用该天然气减压系统的清蜡车，该燃气减压系统主要是适用压缩天然气，液化天然气储存压力一般为0.6MPa，不能利用该专利技术。但若要满足洗井清蜡设备作业所需热量要求，压缩天然气钢瓶数量至少要三个，有时甚至达到十几个。这造成上装质量增大、体积增大，不便于布局和设备运输，且设备成本价格提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料处理系统，以将低温的液化天然气处理为压力和温度都符合燃烧条件的天然气。在相同的装载容积下，液化天然气的装载量是压缩天然气的2～3倍。

为实现上述目的，本发明的燃料处理系统包括燃料管路，燃料管路包括沿燃料的流向依次连通的气化换热管路和减压处理管路；减压处理管路的末端与燃烧装置相连通，减压处理管路上设有减压阀，减压阀为一级减压阀；气化换热管路的始端与燃料储存装置相连通，气化换热管路上串联设有安全阀、紧急切断阀、气化器和换热器；换热器上的热流体进口与热水装置相连通，热流体出口回流到水泵进水管路的一个分支。

由于采用了气化和换热两种方式加热，本发明能够保证输出温度值符合燃烧要求的天然气。标准状态的液化天然气温度很低(一般为-192℃)，气化器的设置能够将低温的液化天然气提高到-10℃～-20℃，换热器的设置能够将气化器出口的燃气继续加热至常温(一般为10℃～20℃)，从而保证本发明能够输出温度值符合要求的天然气。而由于液化天然气的储存压力不高(一般为0.6MPa)，采用一级减压的装置，能够保证输出压力值也符合燃烧要求的天然气。另外，由于液化天然气储存温度远低于压缩天然气储存温度，在相同储存容积下，液化天然气的装载量是压缩天然气的2～3倍，很好地解决了洗井清蜡作业时间长且所需热量较多时，使用压缩天然气作为燃料造成上装质量和体积偏大的问题。

作为本发明的一种改进，气化换热管路上的气化器包括蛇形管和风扇，风扇出风口正对蛇形管。

风扇的设置便于加强空气对流，有利于提高液化天然气在气化器中与空气的换热效果。

作为本发明的一种改进，减压处理管路的末段还串联设有压力传感器和联合电磁阀组，联合电磁阀组包括串联设置的过压截断电磁阀和流量调节电磁阀。

联合电磁阀组包括串联设置的过压截断电磁阀和流量调节电磁阀，这样在输出压力出现波动并大于设定的安全压力值时，过压截断电磁阀将自动切断管路，停止向外输送天然气，从而避免发生事故。流量调节电磁阀可以根据需要调节单位时间内输出的天然气量，从而满足不同条件下燃烧设备的需要。

作为本发明的进一步改进，气化器及换热器前后的管路上皆串联设有温度表。

气化器及换热器前后的管路上皆串联设有温度表，便于发现气化器在工作中是否产生冰堵现象，也能发现低温的天然气在进入减压处理管路前的温度是否常温状态。

作为本发明的进一步改进，沿燃气的流向，换热器后的气化换热管路上设有过滤器和放散阀。

过滤器的设置便于滤掉天然气中的杂质，使进入一级减压阀以及最后供给燃烧装置的天然气更加纯净；放散阀的设置便于燃气管路内日常残余燃气的排放。

作为本发明的进一步改进，沿燃气的流向，安全阀后的气化换热管路上还设有三通，三通的三个气口分别与燃料储存装置、紧急切断阀以及加气阀相连通，加气阀与三通之间串联设有截止阀；所述三通与紧急切断阀之间的管路上设有压力表；所述换热器至一级减压阀之间的气化换热管路上串联设有压力表、供气阀和流量计。

三通的设置不但方便气化换热管路与燃料储存装置的连接，同时也便于通过加气阀向燃料储存装置内加气。紧急切断阀可以实现在异常情况或停止作业时自动切断燃料供应。截止阀可以防止本发明正常工作时气流从加气阀倒流出去。压力表的设置便于操作人员在工作中监视各管段的压力值。流量计的设置便于操作人员监视本发明输出的天然气流量。

本发明的另一个目的还在于提供一种使用上述燃料处理系统的天然气洗井清蜡设备，该天然气洗井清蜡设备包括汽车底盘，汽车底盘上设有台板，或不包括汽车底盘而包括橇座，台板或橇座上设有供水系统、动力机构、燃烧装置、控制系统、供气系统；沿水的流动方向，供水系统包括通过水管路系统依次连接的水泵、热水装置和换热器，换热器的出水回流到水泵进水管路的一个分支，水泵进水管路的一个分支外接水源；燃烧装置包括鼓风机和天然气燃烧机，鼓风机通过出风管连接有天然气燃烧机，天然气燃烧机用于加热热水装置；动力机构包括动力装置，动力装置与鼓风机相连接并为其提供动力，动力装置与水泵相连接并为其提供动力；沿天然气的流动方向，供气系统包括燃料储存装置和燃料处理系统，燃料处理系统包括燃料管路，燃料管路包括沿燃料的流向依次连通的气化换热管路和减压处理管路；减压处理管路的末端与天然气燃烧机相连通，减压处理管路上设有减压阀，减压阀为一级减压阀；气化换热管路的始端与燃料储存装置相连通，气化换热管路上串联设有安全阀、紧急切断阀、气化器和换热器；换热器上的热流体进口与热水装置相连通，热流体出口回流到水泵进水管路的一个分支。气化换热管路上的气化器包括蛇形管和风扇，风扇出风口正对蛇形管。

本发明的天然气洗井清蜡设备能够利用液化天然气作为燃料，在相同洗井清蜡作业时间要求下，所需储存液化天然气装置的容积是压缩天然气的1/2～1/3，降低了成本。由于采用了上述的燃料处理系统，在保证能够使用液化天然气的同时无须增大车辆的体积和质量，便于布局和运输，成本较低。

作为本发明的一种改进，所述减压处理管路的末段还串联设有压力传感器和联合电磁阀组，联合电磁阀组包括串联设置的过压截断电磁阀和流量调节电磁阀；所述的气化器及换热器前后的管路上皆串联设有温度表；沿燃气的流向，换热器后的气化换热管路上设有过滤器、放散阀、供气阀和流量计。

作为本发明的进一步改进，沿燃气的流向，安全阀后的气化换热管路上还设有三通，三通的三个气口分别与燃料储存装置、紧急切断阀以及加气阀相连通，加气阀与三通之间串联设有截止阀；三通与紧急切断阀之间的管路上设有压力表。

作为本发明的进一步改进，所述的动力装置为底盘发动机或车台发动机，动力装置为气化换热管路上的风扇提供动力；该天然气洗井清蜡设备还包括设在台板或橇座上的控制系统，所述控制系统设在水泵的后部，控制系统与所述的天然气燃烧机、水泵、热水装置以及动力装置分别控制连接，并且控制系统可控制天然气燃烧机的启动与停止、大小火转换、熄火保护、燃气压力异常报警和热水装置的参数变化。

作为本发明的进一步改进，所述鼓风机为离心鼓风机，燃料储存装置为液化天然气钢瓶组，液化天然气钢瓶组包括一个以上的LNG钢瓶，液化天然气钢瓶之间由管路相连接。

作为本发明的进一步改进，台板前端至气化器的加强空气对流的风扇后端覆设有车厢，车厢底部固定在台板或橇座上。车厢的设置保护了燃料储存装置及燃料处理系统等设在车厢内部的装置。

附图说明

图1是本发明的燃料处理系统的结构示意图；

图2是本发明的天然气洗井清蜡设备的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图1中件24气化器的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的燃料处理系统包括预定长度的燃料管路，沿燃料的流向由始端到末端，该燃料管路分为气化换热管路38和减压处理管路39；使用时气化换热管路38的始端与外置的燃料储存装置3相连通，减压处理管路39的末端与外置的燃烧装置12相连通。

沿燃料的流向，气化换热管路38上依次串联设有紧急切断阀21、气化器24和换热器26。燃料储存装置3和紧急切断阀21之间还依次设有安全阀17、三通40和压力表20。三通40的三个口分别与燃料储存装置3、紧急切断阀21和加气阀19连通。加气阀19与三通40之间还串联截止阀18，三通40与燃料储存装置3之间还串联有安全阀17。加气阀19的设置便于在储气装置3中的燃气消耗之后向储气装置3中加注液化天然气。

标准状态的液化天然气温度很低(一般为-192℃)，气化器24的设置能够利用对流空气有效的将低温的液化天然气提高到-10℃～-20℃，换热器26的设置能够将气化器出口的燃气继续加热至常温(一般为10℃～20℃)。

如图1、图4所示，上述的气化器24包括蛇形管41和风扇23，风扇23出风口正对着蛇形管41。风扇23的设置便于加强空气对流，有利于提高燃气在气化器24中与空气的换热效果。换热器26的热流体进口27A用于连接外置的热水装置，换热器26的热流体出口27B回流到水泵7进水管路的一个分支，热流体进口27A和热流体出口27B之后均串联有截止阀28和29。热水装置可以是加热器(加热器可以是从市场上购买获得的加热器或其他现有技术公开的加热器)；也可以是加热炉，可以是采用申请号为：CN02208364.2公开的加热炉或其他公知的加热炉。在气化换热管路38上，气化器24和换热器26前后还串联有温度表22、31，过滤器30和放散阀32。

气化器24及换热器26前后的管路上皆串联设有温度表，便于发现气化器24在工作中是否产生冰堵现象，也能发现低温的天然气在进入减压处理管路前的温度是否为常温状态。过滤器30的设置便于滤掉天然气中的杂质，使进入减压阀以及最后供给燃烧装置的天然气更加纯净；放散阀32的设置便于燃料管路内日常残余燃气的排放。

如图1所示，沿燃气的流向，减压处理管路39上依次串联设有减压阀35、压力传感器36和联合电磁阀组37。减压阀35为一级减压阀，减压阀35前串联设有供气阀33、流量计34，流量计34便于操作人员监视输出的天然气流量。

减压阀35能够保证输出压力值符合燃烧要求的天然气，压力传感器36能显示燃气经过减压阀35处理后的燃气压力值，联合电磁阀组37包括串联设置的过压截断电磁阀和流量调节电磁阀，过压截断电磁阀在燃气减压后出现过压时自动切断管路天然气输送，流量调节电磁阀可以根据需要调节单位时间内输出的天然气量。

使用时，燃气从燃料储存装置3进入燃料管路后，通过安全阀17、紧急切断阀21进入气化器24中吸收空气的热量达到一定的预热温度后，进入换热器26中吸收从外置的热水装置提供的热量达到一定的伴热温度，然后依次进入过滤器30、放散阀32、供气阀33、流量计34、减压阀35和联合电磁阀组37进行减压处理，达到天然气的安全燃烧条件后向外输出供给燃烧装置12使用。

如图2至图3所示，本发明的天然气洗井清蜡设备包括汽车底盘1，汽车底盘1上连接有台板6，台板6上设有供水系统、动力机构、燃烧装置、燃料储存装置3以及与燃料储存装置3相连通的燃料处理系统5。燃料处理系统5可以是上述燃料处理系统。

如图1至图3所示，沿水的流动方向，供水系统包括通过水管路系统依次连接的水泵7、热水装置11和上述燃料处理系统中的换热器26；水泵7的进水管路15一个分支外接水源如配套的外置水罐车；水泵7的出水管路14有两个分支，一个与热水装置11的进水管路9连接，另一个通过冷洗入井管路与油井的井口连接，热水装置11的出水管路有两个分支，一个与换热器26的进水管路27A连接，另一个通过热洗入井管路与油井的井口连接，换热器26的出水管路27B与水泵7进水管路15一个分支连接，使用中可以使水沿水泵7、热水装置11、换热器26形成自然循环。

如图2至图3所示，燃烧装置包括鼓风机10和天然气燃烧机12，鼓风机10通过出风管连接有天然气燃烧机12，天然气燃烧机12用于加热热水装置11。

如图1至图4所示，动力机构包括动力装置，动力装置为底盘发动机，液压系统4和主传动系统16分别从底盘发动机取力，液压系统4与鼓风机10和上述燃料处理系统中气化器24的风扇23相连接并为其提供动力，主传动系统16与水泵7相连接并为其提供动力。

如图1所示，沿天然气的流动方向，供气系统包括燃料储存装置3和燃料处理系统5，燃料处理系统5包括燃料管路，燃料管路包括沿燃料的流向依次连通的气化换热管路38和减压处理管路39，气化换热管路38的始端用于连接燃料储存装置3，减压处理管路39的末端用于连接天然气燃烧机12。

如图1至图3所示，气化换热管路38上沿燃气的流向依次设有紧急切断阀21、气化器24、换热器26、过滤器30、放散阀32、供气阀33和流量计34。燃料储存装置3和紧急切断阀21之间的气化换热管路38上还依次设有安全阀17、三通40和压力表20。三通40的三个气口分别与燃料储存装置3、紧急切断阀21以及加气阀19相连通。加气阀19与三通40之间还串联设有截止阀18，加气阀19的设置便于在燃料储存装置3中的燃气消耗之后向燃料储存装置3中加注天然气。

如图1所示，沿天然气的流动方向，减压处理管路39上依次串联有一级减压阀35、压力传感器36和联合电磁阀组37。

如图1至图3所示，联合电磁阀组37的出口作为减压处理管路39上的末端与所述的天然气燃烧机12相连通。

如图2、图3所示，该天然气洗井清蜡设备还包括设在台板6上的控制系统8，控制系统8与所述的天然气燃烧机12、水泵7、热水装置11以及汽车底盘1的发动机分别控制连接。

如图2、图3所示，所述水泵7设在台板6中后部，所述鼓风机10、天然气燃烧机12和热水装置11相连并固定在台板6后部，所述燃料储存装置3设在液压系统4上部并固定在台板6前部，所述燃料处理系统5设在液压系统4两侧及后部，所述的控制系统8设在水泵7的后部。

如图2、图3所示，台板6前端至燃料处理系统5后端覆设有车厢2，车厢2底部固定在台板6上。车厢2的设置主要是保护燃料储存装置3及燃料处理系统5等设在车厢2内部的装置。

其中，鼓风机10可以是离心鼓风机，也可以是其它种类的鼓风机；燃料储存装置3是液化天然气钢瓶组，液化天然气钢瓶组包括一个以上的液化天然气钢瓶。如图2和图3所示，液化天然气钢瓶组包括3个液化天然气钢瓶，液化天然气钢瓶之间由管路相连接，液化天然气钢瓶组设在液压系统4上部。

工作时，启动汽车底盘1的发动机，通过主传动系统16驱动水泵7工作，水泵7通过泵进水管路15从外置的水罐车吸水，并通过热水装置11的进水管路9给热水装置11供水。当作业介质(水)充满热水装置11后，启动液压系统4，液压系统4带动鼓风机10工作，启动控制系统8，天然气燃烧机12按设定的程序要求将作业介质(水)加热成高温高压水蒸汽或热水进行洗井清蜡作业。

Claims (10)

1.燃料处理系统，包括燃料管路，其特征在于：所述燃料管路包括沿燃料的流向依次连通的气化换热管路和减压处理管路；所述的气化换热管路上串联设有气化器和换热器；所述的减压处理管路上设有减压阀。

2.根据权利要求1所述的燃料处理系统，其特征在于：所述的气化器包括蛇形管和风扇，风扇出风口正对蛇形管。

3.根据权利要求2所述的燃料处理系统，其特征在于：所述的减压处理管路上的减压阀为一级减压阀。

4.根据权利要求3所述的燃料处理系统，其特征在于：所述的气化换热管路上串联设有安全阀、紧急切断阀。

5.根据权利要求4所述的燃料处理系统，其特征在于：所述的减压处理管路末段还串联设有压力传感器和联合电磁阀组，所述联合电磁阀组包括串联设置的过压截断电磁阀和流量调节电磁阀。

6.根据权利要求5所述的燃料处理系统，其特征在于：所述的气化器及换热器前后的管路上皆串联设有温度表。

7.天然气洗井清蜡设备，包括汽车底盘，汽车底盘上设有台板，或不包括汽车底盘而包括橇座，台板或橇座上设有供水系统、动力机构、燃烧装置、控制系统、供气系统；沿水的流动方向，供水系统包括通过水管路系统依次连接的水泵、热水装置和换热器，所述水泵进水管路的一个分支外接水源；燃烧装置包括鼓风机和天然气燃烧机，鼓风机通过出风管连接有天然气燃烧机，天然气燃烧机用于加热所述热水装置；动力机构包括动力装置，动力装置与所述的鼓风机相连接并为其提供动力，动力装置与所述水泵相连接并为其提供动力；沿天然气的流动方向，供气系统包括燃料储存装置和燃料处理系统，其特征在于：所述燃料处理系统为权利要求1-6任一项所述的燃料处理系统，所述减压处理管路的末端与所述天然气燃烧机相连通，所述气化换热管路的始端与所述燃料储存装置相连通，所述换热器上的热流体进口与所述的热水装置相连通，热流体出口回流到所述水泵进水管路的一个分支。

8.根据权利要求7所述的天然气洗井清蜡设备，其特征在于：所述的动力装置为底盘发动机或车台发动机，动力装置为所述气化换热管路上的风扇提供动力；该天然气洗井清蜡设备还包括设在台板上的控制系统，控制系统与所述天然气燃烧机、水泵以及热水装置分别连接。

9.根据权利要求7所述的天然气洗井清蜡设备，其特征在于：所述鼓风机为离心鼓风机，所述的燃料储存装置为液化天然气钢瓶组，液化天然气钢瓶组包括一个以上的LNG钢瓶，液化天然气钢瓶之间由管路相连接。

10.根据权利要求8所述的天然气洗井清蜡设备，其特征在于：沿燃气的流向，所述安全阀后的气化换热管路上还设有三通，所述三通的三个气口分别与所述的燃料储存装置、紧急切断阀以及加气阀相连通，所述加气阀与三通之间串联设有截止阀；所述三通与紧急切断阀之间的管路上设有压力表；所述换热器至减压阀之间的管路上串联设有供气阀和流量计。

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