CN106194503B - 发动机燃料气净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了发动机燃料气净化装置，包括燃气发动机驱动天然气压缩机，所述燃气发动机驱动天然气压缩机具有发动机燃料气入口、压缩机原料气入口、天然气压缩机出口管线，还包括分子筛干燥塔、铝板式换热器、燃料气分离器，所述分子筛干燥塔通过自身的吸附入口连接天然气压缩机出口管线，同时通过自身的吸附出口连接铝板式换热器；所述铝板式换热器连接燃料气分离器后再反流回自身进行复热至常温后连接至发动机燃料气入口管线。还包括涡流管，所述涡流管并联在分子筛干燥塔的吸附出口上，而涡流管分别设置一个低温气流出口和一个高温气流出口。本发明可彻底解决由于使用湿气作燃料气对发动机造成不良影响，保障机组平稳运行。

Description

发动机燃料气净化装置
技术领域
本发明涉及燃气净化装置，具体地说是发动机燃料气净化装置。
背景技术
燃气设备使用湿气(含饱和水和饱和戊烷的天然气)作燃料气时存在诸多弊端，对发动机造成不良影响，冬季环境温度低于燃气露点时产生水合物，造成管道冻堵，供气不畅，导致机组停车，影响设备连续运行。此外湿气还易导致发动机功率降低、易发生爆燃、敲缸等现象，引起气缸、气阀、缸盖等损伤，致使发动机空燃比调节困难，最终影响机组寿命，导致维修维护成本增加。
针对这一现状提出解决方案，对燃料气加设净化装置使湿气经处理变为干气后为发动机使用。
经过检索，没有发现相同技术的公开文献。
发明内容
本发明的目的在于提供发动机燃料气净化装置，可彻底解决由于使用湿气作燃料气对发动机造成不良影响，保障机组平稳运行。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，发动机燃料气净化装置，包括燃气发动机驱动天然气压缩机，所述燃气发动机驱动天然气压缩机具有发动机燃料气入口、压缩机原料气入口、天然气压缩机出口管线，还包括分子筛干燥塔、铝板式换热器、燃料气分离器，所述分子筛干燥塔通过自身的吸附入口连接天然气压缩机出口管线，同时通过自身的吸附出口连接铝板式换热器；所述铝板式换热器连接燃料气分离器后再反流回自身进行复热至常温后连接至发动机燃料气入口管线。
本发明的发动机燃料气净化装置还包括涡流管，所述涡流管并联在分子筛干燥塔的吸附出口上，而涡流管分别设置一个低温气流出口和一个高温气流出口，涡流管通过低温气流出口连接至铝板式换热器，然后铝板式换热器再通过涡流管低温端出口复热后出口管线连接至压缩机原料气入口，涡流管通过高温气流出口反连至分子筛干燥塔，所述分子筛干燥塔通过自身的再生气出口连接压缩机原料气入口。
所述高温气流出口与压缩机原料气入口通过管线连通，并在该管线上设置再生压力平衡阀。
所述分子筛干燥塔的吸附入口设置吸附入口阀，吸附出口设置有吸附出口阀，再生气出口设置再生出口阀，所述高温气流出口设置涡流管热端流量控制阀，所述高温气流出口连接至分子筛干燥塔附近时设置再生进口阀。
所述铝板式换热器通过铝板式换热器冷气出口管线连接至燃料气分离器，所述燃料气分离器再通过燃料气分离器出口管线连接回铝板式换热器。
所述分子筛干燥塔至少设置两个，相互之间为并联状态。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
该装置的进口气源是燃气发动机驱动的天然气压缩机出口气，是经由机组提压的外输气。根据气量要求，设计两台干燥塔，分子筛装填量根据需求装填，采用变压吸附、再生方式，湿气进干燥塔后由塔内分子筛吸附干燥后露点降为-50℃以下，符合发动机或其他燃气设备燃料气露点的要求，但是还含有饱和戊烷组分，在常温下在管道中冷凝成轻质油，对发动机仍然有不利影响，因此将脱水后的一部分燃料气(20℃)引入涡流管进行制冷，由冷热端分别引出低压气体(压缩机的入口压力)，冷端气(-30℃)对未制冷的燃料气在低温换热器内进行换热，使燃料气内戊烷组分凝析，进入分离器进行气液分离后，脱除凝析油的气相返回低温换热器复热后作为燃料气供机组使用。热端出口气(70℃)引至干燥塔，对分子筛进行再生，再生后的气体并入机组低压原料气。
经处理后燃料气露点降至-30℃，气体组份C5含量为0，符合燃气发动机燃料气要求，可彻底解决由于使用湿气作燃料气对发动机造成不良影响，保障机组平稳运行。
利用分子筛脱水。利用压缩机自身输气产生的压差，利用涡流管在压差的作用下产生的冷量对燃料气制冷脱除天然气中饱和状态的戊烷，使燃料气中的戊烷和水在常温下远离露点，不会在常温下产生戊烷和水的凝液。也就是利用分子筛、涡流管和压缩机的组合脱除燃料气中的部分水和戊烷，是燃料气由湿气加工成干气(这里的干气是指燃料气在其工作压力和温度下不会产生冷凝液)。从而保护燃气发动机或其他燃气设备。
附图说明
图1为本发明的发动机燃料气净化装置的结构示意图。
图中：1—第一分子筛干燥塔；2—再生气出口；3—铝板式换热器；4—高温气流出口；5—涡流管；6—低温气流出口；7—发动机燃料气入口；8—燃料气分离器；9—压缩机原料气入口；10—第二分子筛干燥塔；11-第一塔吸附入口阀；12-第二塔吸附入口阀；13-第一塔再生出口阀；14-第二塔再生出口阀；15-第一塔吸附出口阀；16-第一塔再生进口阀；17-第二塔吸附出口阀；18-第二塔再生进口阀；19-涡流管热端流量控制阀；20-燃气发动机驱动天然气压缩机；21-天然气压缩机出口管线；22-铝板式换热器入口管线；23-铝板式换热器冷气出口管线；24-燃料气分离器出口管线；25-涡流管低温端出口复热后出口管线；26-再生压力平衡阀。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
根据图1，发动机燃料气净化装置，包括燃气发动机驱动天然气压缩机20，所述燃气发动机驱动天然气压缩机具有发动机燃料气入口7、压缩机原料气入口9、天然气压缩机出口管线21，还包括分子筛干燥塔、铝板式换热器3、燃料气分离器8，所述分子筛干燥塔通过自身的吸附入口连接天然气压缩机出口管线，同时通过自身的吸附出口连接铝板式换热器；所述铝板式换热器连接燃料气分离器后再反流回自身进行复热至常温后连接至发动机燃料气入口管线。还包括涡流管5，所述涡流管并联在分子筛干燥塔的吸附出口上，而涡流管分别设置一个低温气流出口和一个高温气流出口，涡流管通过低温气流出口连接至铝板式换热器，然后铝板式换热器再通过涡流管低温端出口复热后出口管线连接至压缩机原料气入口，涡流管通过高温气流出口反连至分子筛干燥塔，所述分子筛干燥塔通过自身的再生气出口2连接压缩机原料气入口。所述高温气流出口与压缩机原料气入口通过管线连通，并在该管线上设置再生压力平衡阀26。
分子筛干燥塔的吸附入口设置吸附入口阀，吸附出口设置有吸附出口阀，再生气出口设置再生出口阀，所述高温气流出口设置涡流管热端流量控制阀，所述高温气流出口连接至分子筛干燥塔附近时设置再生进口阀。所述铝板式换热器通过铝板式换热器冷气出口管线连接至燃料气分离器，所述燃料气分离器再通过燃料气分离器出口管线连接回铝板式换热器。所述分子筛干燥塔至少设置两个，相互之间为并联状态。
1.首先从天然气压缩机出口管线21取一股气源经第一塔吸附入口阀11-进入第一分子筛干燥塔1对气源进行分子筛脱水干燥后经第一塔吸附出口阀15后分为两股气流，一股进入铝板式换热器3进行气体冷却然后与涡流管5冷端气体换热至-10℃左右经铝板式换热器3冷气出口管线23进入燃料气分离器8分离出液烃后再通过燃料气分离器出口管线24返回铝板式换热器3复热至常温后经发动机燃料气入口管线7供给发动机或其他燃气设备。另一股经涡流管5再产生两股气流即一股低温气流和一股高温气流，约-30℃低温气流经低温气流出口6进入铝板式换热器3与燃料气换热后升至常温，经涡流管低温气流出口复热后出口管线25进入压缩机原料气入口9与压缩机原料气进入燃气发动机驱动天然气压缩机20再次增压。约70℃高温气流经高温气流出口4、涡流管热端流量控制阀19、第二塔再生进口阀18进入第二分子筛干燥塔10对第二干燥塔进行再生，气流经第二塔再生出口阀14进入压缩机原料气入口9与压缩机原料气进入燃气发动机驱动天然气压缩机20再次增压。
2.当第一分子筛干燥塔1吸附饱和后需要将第一塔、第二塔切换使用，过程如下：打开再生压力平衡阀26，关闭第二塔再生进口阀18，停止第二塔再生，稍开第二塔吸附出口阀17利用第一塔脱水后的高压气对第二塔进行冷吹，达到常温后关闭第二塔再生出口阀14,利用第二塔吸附出口阀17向第二塔充压，当第二塔压力与第一塔平衡后打开第二塔吸附入口阀12、第二塔吸附出口阀17，将第二塔切换为吸附状态。然后关闭第一塔吸附入口阀11、关闭第一塔吸附出口阀15停止第一塔吸附，再稍开第一塔再生出口阀13将第一塔泄压至压缩机入口压力，打开第一塔再生进口阀16、第一塔再生出口阀13将第一塔切换为再生状态，最后关闭再生压力平衡阀26，切换完成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (1)

1.发动机燃料气净化装置，包括燃气发动机驱动天然气压缩机，所述燃气发动机驱动天然气压缩机具有发动机燃料气入口、压缩机原料气入口、天然气压缩机出口管线，其特征在于，还包括分子筛干燥塔、铝板式换热器、燃料气分离器，所述分子筛干燥塔通过自身的吸附入口连接天然气压缩机出口管线，同时通过自身的吸附出口连接铝板式换热器；所述铝板式换热器连接燃料气分离器后再反流回自身进行复热至常温后连接至发动机燃料气入口管线；还包括涡流管，所述涡流管并联在分子筛干燥塔的吸附出口上，而涡流管分别设置一个低温气流出口和一个高温气流出口，涡流管通过低温气流出口连接至铝板式换热器，然后铝板式换热器再通过涡流管低温端出口复热后出口管线连接至压缩机原料气入口，涡流管通过高温气流出口反连至分子筛干燥塔，所述分子筛干燥塔通过自身的再生气出口连接压缩机原料气入口；所述铝板式换热器通过铝板式换热器冷气出口管线连接至燃料气分离器，所述燃料气分离器再通过燃料气分离器出口管线连接回铝板式换热器；所述分子筛干燥塔至少设置两个，相互之间为并联状态。
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