CN105486029A - 加气母站的天然气压缩系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加气母站的天然气压缩系统，包括天然气压缩机、管路、一级降温装置及二级降温装置；所述一级降温装置及所述二级降温装置安装于所述天然气压缩机出口管路上，所述二级降温装置位于所述一级降温装置之后；所述一级降温装置为风冷或水冷装置，冷却所述管路中的天然气；所述二级降温装置包括通过制冷管路依次连接的换热器、节流阀、储液罐、冷凝器及制冷剂压缩机，形成循环回路，回路中循环有制冷剂，所述管路中天然气通过所述换热器与所述制冷剂进行换热降温，通过冷凝器将制冷剂中热量向外散发。

Description

加气母站的天然气压缩系统

技术领域

本发明涉及压缩天然气输送技术，尤其涉及一种用于管道天然气加气母站的天然气压缩系统。

背景技术

目前，压缩天然气(简称CNG)加气母站都配备压缩机，用于将来自于管网内的天然气升压至20至25MPa，压缩至高压的天然气再充装到CNG长管拖车或其它用气设备。

加气母站天然气经压缩后出口温度高达100多度，不能直接用于车辆的充装，一般压缩机出口经初步冷却再用于对外充装。冷却一般采用水冷或风冷方式。经冷却后的天然气温度一般在40～50℃左右。但CNG长管拖车钢瓶标准充装温度为20℃，理论装气量也是按20℃和20MPa计算得到。因实际充气温度较高，加气站按压力控制充装量。如实际充装温度为45℃，充装压力为20MPa时实际天然气充装量只达到理论充装量的92％左右。造成长管拖车的运输效率较低，用户不满意。

发明内容

本发明所要解决的问题是：现有加气母站的天然气压缩系统出口管路内天然气温度不能有效降低。

本发明实施例提供一种加气母站的天然气压缩系统，包括天然气压缩机、管路、一级降温装置及二级降温装置；所述一级降温装置及所述二级降温装置安装于所述天然气压缩机出口管路上，所述二级降温装置位于所述一级降温装置之后；所述一级降温装置为风冷或水冷装置，冷却所述管路中的天然气；所述二级降温装置包括通过制冷管路依次连接的换热器、节流阀、储液罐、冷凝器及制冷剂压缩机，形成循环回路，回路中循环有制冷剂，所述管路中天然气通过所述换热器与所述制冷剂进行换热降温，通过冷凝器将制冷剂中热量向外散发。

根据上述构思，所述制冷剂为氟利昂或氨。

根据上述构思，所述换热器为一容器，所述容器设置有换热空间，所述换热器具有连通所述换热空间的制冷剂进口和制冷剂出口；所述换热器内还具有多条换热管路，所述换热管路两端连通天然气进口及天然气出口，所述天然气通过管路经所述天然气进口进入所述换热管路内，并经所述天然气出口排出；所述制冷剂经所述制冷剂进口进入所述换热空间，经所述制冷剂出口排出；所述天然气在所述换热管路中与换热空间的制冷剂进行换热降温。

根据上述构思，所述多条换热管路在所述换热空间内螺旋排布，且所述多条换热管路两端都分别汇集在所述天然气进口及天然气出口。

根据上述构思，所述多条换热管路在所述换热空间内回形排布，且所述多条换热管路两端都分别汇集在所述天然气进口及天然气出口。

本发明相对于现有技术的有益效果在于，给出的天然气降温装置，安装于压缩机出口的风冷或水冷装置之后，对天然气进行二次降温，将天然气降温至20℃左右，达到长管拖车及其它用气装置的理论充装温度。

通过计算所需冷量，可以得到制冷剂压缩机的最小所需流量，保证天然气得到有效降温。增加天然气降温装置后，长管拖车充装天然气气量达到20℃时的理论充气量，长管拖车的运输效率提高。

附图说明

图1是本发明实施例的加气母站的天然气压缩系统的结构示意图。

1天然气压缩机，2一级降温装置，3管路，4二级降温装置，41.换热器，410换热管路，411天然气进口，412天然气出口，413制冷剂进口，414制冷剂出口，42.节流阀，43.储液罐，44.冷凝器，45.制冷剂压缩机，46制冷管路。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

现在结合附图1对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

本发明实施例提供一种加气母站的天然气压缩系统，如图1所示，主要包括天然气压缩机1、一级降温装置2、管路3及二级降温装置4。管路3包括天然气压缩机1前后的进口管路31和出口管路32。一级降温装置2及二级降温装置4依次安装于天然气压缩机出口管路32上，二级降温装置4可位于一级降温装置2之后。其中，一级降温装置2可为风冷或水冷装置，冷却管路中的天然气，比如是风扇或冷却水箱，或两种方式的结合。

二级降温装置4主要包括，通过制冷管路46依次连接的换热器41、节流阀42、储液罐43、冷凝器44及制冷剂压缩机45，形成制冷剂的循环回路，回路中循环有制冷剂。管路3中天然气通过换热器41与制冷剂进行换热降温，而二级降温装置4通过冷凝器44将制冷剂中热量向外散发，从而快速地将出口管路32中天然气温度降至用户端加气所需的温度。

参考图1，实施例结构中包括换热器41，液态制冷剂进入换热器41，换热器41可以是一个容器，容器内设置有换热空间，换热器41设置有天然气进口411、天然气出口412、制冷剂进口413、制冷剂出口414，换热器41内还具有多条换热管路410，换热管路410两端汇总后分别连接至天然气进口411及天然气出口412。换热空间为换热器壳体与换热管410两端的管板之间围成的空间。天然气通过出口管路32经天然气进口411进入换热管路410内，并经天然气出口412排出；制冷剂经制冷剂进口413进入换热空间，经制冷剂出口414排出，换热管路410内是天然气，换热管路410外的换热空间内是制冷剂。天然气在换热管路410内的流动路径与制冷剂在换热空间中的流动路径恰形成交叉，以便于进行交叉对流换热。多条换热管路410以一定间隔排布在换热空间内，多条换热管路410可在换热空间内呈轴向及/或径向上的螺旋排布，且两端都分别汇集在天然气进口411及天然气出口412，以便与换热空间里的制冷剂充分换热，同时不会阻碍天然气正常流动。当然，除螺旋排布外，换热管路410在换热空间内也可回形排布、经纬排布等方式进行排布。

上述天然气降温装置采用氟利昂或氨作为制冷剂。制冷剂循环利用，费用低廉、损耗量很少，使用方便。

天然气在换热管路410中与换热空间内的制冷剂进行换热降温。制冷剂吸收天然气的热量后汽化，气态制冷剂通过制冷管路46进入制冷剂压缩机45，被压缩成高压高温的气体后排入冷凝器44，冷凝器44是可向外部散热的装置，在冷凝器44中制冷剂被冷却放热冷凝为高压液体，管路中设置制冷剂储液罐43。液体经节流阀42后节流为低温低压的液体，再次进入换热器41吸热气化，这样制冷剂达到循环使用，天然气气体实现降温的目的。

本发明实施例给出的天然气二级降温装置，安装于天然气压缩机出口的风冷或水冷装置之后，对天然气进行二次降温，将天然气降温至20℃左右，达到长管拖车及其它用气装置的理论充装温度。

本发明相对于现有技术的有益效果在于，通过计算所需冷量，可以得到制冷剂压缩机的最小所需流量，保证天然气得到有效降温。增加天然气降温装置后，长管拖车充装天然气气量达到20℃时的理论充气量，长管拖车的运输效率提高。

除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内做出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种加气母站的天然气压缩系统，其特征在于，包括天然气压缩机、管路、一级降温装置及二级降温装置；所述一级降温装置及所述二级降温装置安装于所述天然气压缩机出口管路上，所述二级降温装置位于所述一级降温装置之后；

所述一级降温装置为风冷或水冷装置，冷却所述管路中的天然气；

所述二级降温装置包括，通过制冷管路依次连接的换热器、节流阀、储液罐、冷凝器及制冷剂压缩机，形成循环回路，回路中循环有制冷剂；所述管路中天然气通过所述换热器与所述制冷剂进行换热降温，通过所述冷凝器将制冷剂中热量向外散发。

2.如权利要求1所述的加气母站的天然气压缩系统，其特征在于，所述制冷剂为氟利昂或氨。

3.如权利要求1或2所述的加气母站的天然气压缩系统，其特征在于，所述换热器为一容器，所述容器设置有换热空间，所述换热器具有连通所述换热空间的制冷剂进口和制冷剂出口；所述换热器内还具有多条换热管路，所述换热管路两端连通天然气进口及天然气出口，所述天然气通过管路经所述天然气进口进入所述换热管路内，并经所述天然气出口排出；所述制冷剂经所述制冷剂进口进入所述换热空间，经所述制冷剂出口排出；所述天然气在所述换热管路中与换热空间的制冷剂进行换热降温。

4.如权利要求3所述的加气母站的天然气压缩系统，其特征在于，所述多条换热管路在所述换热空间内螺旋排布，且所述多条换热管路两端都分别汇集在所述天然气进口及天然气出口。

5.如权利要求3所述的加气母站的天然气压缩系统，其特征在于，所述多条换热管路在所述换热空间内回形排布，且所述多条换热管路两端都分别汇集在所述天然气进口及天然气出口。