CN103071410A - 天然气门站气体预混装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种天然气门站气体预混装置及方法，所述装置包括气相瓶组系统、空气压缩系统、控制系统，所述气相瓶组系统和空气压缩系统分别通过第一管道、第二管道与天然气管道上的静态混合器相连；天然气管道上还设有总控制阀；控制系统包括控制器，与控制器连接、在第一管道、第二管道上均安装有的压力变送器、安全切断阀、混气控制阀，以及安装在天然气管道上的第一基地式控氧仪、第二基地式控氧仪、天然气流量计、压力变送器。本发明根据天然气流量，将丙烷喷射到天然气管道中使其热值提高，再加入空气使混合气体的热值恢复至天然气热值。在不改变天然气的热值的情况下，节约天然气的消耗，增加经济效益和社会效益都会做出极大的贡献。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于天然气门站向天然气中混合天然气增效剂和空气的装置，尤其是一种天然气门站的节能装置。
背景技术
目前，天然气消耗量大，能源紧缺，节约能源势在必行。为了实现节能、降低成本的目的，授权公告号为“CN202195483U”的中国实用新型“一种新型全自动预混式燃烧器”包括天然气进气管、空气进气管、混合管、点火针、离子探针、保温炉、坩锅与控制器，天然气进气管、空气进气管与混合管连通，混合管的末端位于保温炉的入气口处，点火针与离子探针安装在混合管的末端，坩锅位于保温炉内。所述天然气进气管内设有电磁阀与开关阀，电磁阀位于开关阀的前端；空气进气管上设有风机、风压开关与开关阀，风机位于空气进气管的前端，风压开关与开关阀位于空气进气管内，风压开关位于开关阀的前端。授权公告号为“CN201285048”的中国实用新型专利“燃气和空气的比例混合装置”通过在气体混合管道上焊接有扰流片，烟囱壁内侧焊接有传感器，分别与风机、传感器和燃气比例阀相连接的可编程控制器，实现了燃气和空气按比例预先混合的问题，采用完全预混燃烧，有效提高了热效率，达到了节能目的。
但是，上述专利技术仅能通过提高天然气的燃烧率以达到提高天然气的热利用率。而不能在得到相同热量的情况下减少天然气的使用量。
发明内容
本发明专利的目的在于在不改变天然气热值的条件下，提供一种有效的节省天然气用量的天然气门站气体预混装置及方法。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的：
天然气门站气体预混装置，包括气相瓶组系统、空气压缩系统、控制系统，所述气相瓶组系统和空气压缩系统分别通过第一管道、第二管道与天然气管道上的静态混合器相连；所述天然气管道上还设有总控制阀；所述控制系统包括控制器，与控制器连接、在第一管道、第二管道上均安装有的压力变送器、安全切断阀、混气控制阀，与控制器连接、安装在天然气管道上的第一基地式控氧仪、第二基地式控氧仪、天然气流量计、压力变送器，以及与控制器连接的控制面板，所述第一基地式控氧仪、第二基地式控氧仪位于所述静态混合器的下游。
优选地，所述气相瓶组系统由多个装有丙烷的气瓶组成。
优选地，所述空气压缩系统包括空气压缩机和气水分离过滤器。
一种天然气门站气体预混方法，包括以下步骤：
（1）根据天然气流量，由装有丙烷的气相瓶组系统将丙烷按照与天然气的体积比为0.5%-0.7%的比例均匀的喷射到天然气管道中；
（2）根据喷射丙烷前、后的天然气的热值以及热值计算公式，计算出使喷射了丙烷后天然气热值降低为喷射了丙烷前的天然气热值所需要加入的空气的量，即：
V空气=（q0-q1）/q2
其中：q0为添加丙烷后的天然气热值，q1为天然气热值，q2为空气的热值；
（3）通过空气压缩系统均匀的向天然气管道中加入步骤（2）中计算得出的量的空气；
（4）步骤（1）和步骤（3）向天燃气管道中加入的丙烷、空气与天然气管道中的天然气均匀混合。
本发明主要是根据天然气流量，由空气压缩机与装有丙烷的气相瓶组系统结合使用，按照比例将丙烷均匀的喷射到天然气管道中，使其热值提高，最好提高约500千卡，然后再根据所提高的热值计算出恢复原管道中天然气热值所需要的空气的量，再通过空气压缩系统均匀的加入空气，这样在不改变天然气的热值的情况下，所加入的空气及丙烷的总体积即为所节约的天然气的体积。当向天然气管道中按照0.5%的比例注入丙烷，使天然气热值增加500千卡左右后，又注入10%的空气，使加入丙烷后的天然气的热值降低500千卡左右，天然气管道上有流量计，记录通过管道的天然气的量。若每小时流量是10000立方米，流量计显示10000立方米，加入10%空气后，流量计会显示11000立方米，那么这1000立方米就是所节省的天然气。
在中国目前还没有采用本发明所述的装置及方法来降低天然气的使用量。据估计，以能够节省10%的天然气计算，全中国每年节省的天然气将是一个非常大的数字，对能源工业，节能减排工作和增加经济效益和社会效益都会做出极大的贡献。
附图说明
图1为本发明所述天然气门站气体预混装置的结构示意图。
图中：1-气相瓶组系统、2-空气压缩系统、3-控制系统，4-第一管道、5-第二管道，6-天然气管道，7-静态混合器、8-总控制阀、9-第一基地式控氧仪、10-第二基地式控氧仪、11-控制面板、12-控制器、13-压力变送器、14-安全切断阀、15-混气控制阀、16-空气压缩机、17-气水分离过滤器。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
本发明所述的天然气门站气体预混方法，主要是根据天然气流量，由空气压缩机16与装有丙烷的气相瓶组系统1结合使用，按照一定比例将丙烷均匀的喷射到天然气管道6中，使其热值提高，最好提高约500千卡，然后再通过空气压缩系统2均匀的加入空气，调整热值恢复原管道中天然气热值。具体包括以下步骤：
（1）根据天然气流量，由装有丙烷的气相瓶组系统1将丙烷按照与天然气的体积比为0.5%-0.7%的比例均匀的喷射到天然气管道6中；
（2）根据喷射丙烷前、后的天然气的热值以及热值计算公式，计算出使喷射了丙烷后天然气热值降低为喷射了丙烷前的天然气热值所需要加入的空气的量，即：
V空气=（q0-q1）/q2
其中：q0为添加丙烷后的天然气热值，q1为天然气热值，q2为空气的热值；
（3）通过空气压缩系统2均匀的向天然气管道6中加入步骤（2）中计算得出的量的空气；
（4）步骤（1）和步骤（3）向天燃气管道中加入的丙烷、空气与天然气管道6中的天然气均匀混合。
如图1所示，本发明所述的天然气门站气体预混装置，包括气相瓶组系统1、空气压缩系统2、控制系统3。所述天然气门站气体预混装置结合到天然气管道6中应用。所述气相瓶组系统1由多个装有丙烷的气瓶组成，多个气瓶并联进入汇流排，丙烷经汇流排进入天然气管道6中。所述空气压缩系统2包括空气压缩机16和气水分离过滤器17，所述空气压缩机16用于压缩空气、并将空气注入天然气管道6中，所述气水分离过滤器17用于滤掉空气中的水，起到干燥空气的作用。为了促使丙烷、空气与天然气的均匀混合，在天然气管道6上设置静态混合器7，所述气相瓶组系统1和空气压缩系统2分别通过第一管道4、第二管道5与天然气管道6上的静态混合器7相连。所述第一管道4、第二管道5上均安装压力变送器13、安全切断阀14、混气控制阀15；压力变送器13、安全切断阀14、混气控制阀15均与控制器12连接，所述安全切断阀14用于当出现故障或超限报警时紧急切断丙烷供应、空气供应，所述混气控制阀15用于控制丙烷、空气的供应时间，所述压力变送器13、用于监控丙烷、空气的供气压力。所述天然气管道6上还设有总控制阀8，与控制器12连接的第一基地式控氧仪9、第二基地式控氧仪10、天然气流量计（图中未示出）、压力变送器13。当天然气管道6中的天然气流动时，会产生4mA~20mA电流信号并传送给控制器12，用于判定所述天然气门站气体预混装置的启动。所述第一基地式控氧仪9、第二基地式控氧仪10位于所述静态混合器7的下游，用于监控混合气出口含氧量。第一基地控氧仪控制混气控制阀15，来精确控制添加增效剂和空气的比例；第二控氧仪控制安全切断阀14，如果空气添加超过所要求的比例，控氧仪会给安全切断阀14信号，安全切断阀14完成切断。工作人员通过与控制器12连接的控制面板11多所述混气系统进行操控。
以上实施方式是对本发明的技术方案所作的举例说明，对本领域技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下，对本发明所做的任何显而易见的改进、替换和变型，均属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.天然气门站气体预混装置，其特征在于，包括气相瓶组系统（1）、空气压缩系统（2）、控制系统（3），所述气相瓶组系统（1）和空气压缩系统（2）分别通过第一管道（4）、第二管道（5）与天然气管道（6）上的静态混合器（7）相连；所述天然气管道（6）上还设有总控制阀（8）；所述控制系统（3）包括控制器（12），与控制器（12）连接、在第一管道（4）、第二管道（5）上均安装有的压力变送器（13）、安全切断阀（14）、混气控制阀（15），与控制器（12）连接、安装在天然气管道（6）上的第一基地式控氧仪（9）、第二基地式控氧仪（10）、天然气流量计、压力变送器（13），以及与控制器（12）连接的控制面板（11），所述第一基地式控氧仪（9）、第二基地式控氧仪（10）位于所述静态混合器（7）的下游。
2.根据权利要求1所述的天然气门站气体预混装置，其特征在于，所述气相瓶组系统（1）由多个装有丙烷的气瓶组成。
3.根据权利要求1所述的天然气门站气体预混装置，其特征在于，所述空气压缩系统（2）包括空气液压机和气水分离过滤器。
4.一种天然气门站气体预混方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）根据天然气流量，由装有丙烷的气相瓶组系统（1）将丙烷按照与天然气的体积比为0.5%-0.7%的比例均匀的喷射到天然气管道（6）中；
（2）根据喷射丙烷前、后的天然气的热值以及热值计算公式，计算出使喷射了丙烷后天然气热值降低为喷射了丙烷前的天然气热值所需要加入的空气的量，即：
V空气=（q0-q1）/q2
其中q0为添加丙烷后的天然气热值，q1为天然气热值，q2为空气的热值；
（3）通过空气压缩系统（2）均匀的向天然气管道（6）中加入步骤（2）中计算得出的量的空气；
（4）步骤（1）和步骤（3）向天然气管道中加入的丙烷、空气与天然气管道（6）中的天然气均匀混合。
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