CN110406824A - 双通道气体涡旋自加热装置 - Google Patents

双通道气体涡旋自加热装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110406824A
CN110406824A CN201910636186.2A CN201910636186A CN110406824A CN 110406824 A CN110406824 A CN 110406824A CN 201910636186 A CN201910636186 A CN 201910636186A CN 110406824 A CN110406824 A CN 110406824A
Authority
CN
China
Prior art keywords
thermal current
air cell
minor air
pipe
double
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910636186.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张世春
王程辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhu Warm River Electric Technology Co Ltd
Original Assignee
Wuhu Warm River Electric Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhu Warm River Electric Technology Co Ltd filed Critical Wuhu Warm River Electric Technology Co Ltd
Priority to CN201910636186.2A priority Critical patent/CN110406824A/zh
Publication of CN110406824A publication Critical patent/CN110406824A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D88/00—Large containers
    • B65D88/74—Large containers having means for heating, cooling, aerating or other conditioning of contents
    • B65D88/744—Large containers having means for heating, cooling, aerating or other conditioning of contents heating or cooling through the walls or internal parts of the container, e.g. circulation of fluid inside the walls

Abstract

本发明公开了一种双通道气体涡旋自加热装置，涡流管本体上靠近涡流室的位置开设有至少一个进气孔，与涡流室之间通过降压喷嘴连接以将高压天然气降压后喷入涡流室中；经过涡流室中涡旋发生器形成的冷气流位于中部，形成的热气流包裹在冷气流外部且自涡流室延伸至热气流分支管中，热气流分支管的末端与下游管道连接；热气流循环管一端与热气流分支管连通，另一端与涡流室连通，以使得热气流分支管中的热气流能够顺着热气流循环管重新进入涡流室中以与热端管中的热气流形成一个循环气流；涡流室内的热气流能够形成一个包裹在急速降压后的冷气流外部的热气流环。其结构简单，操作便捷，热能利用率高，具有无二次能源消耗，免维护及加热效果好等优点。

Description

双通道气体涡旋自加热装置
技术领域
本发明涉及天然气、煤气等燃气运输技术领域，具体地，涉及一种双通道气体涡旋自加热装置。
背景技术
天然气是粘度比较低的气态流体，从气矿采出后，先经过脱水、脱硫、除尘等净化流程，然后通过管道高压运输，再采用逐级降压的方式将压力降到安全范围内，最后送达下游用户。高压天然气在沿线分输站场的减压过程近似为一个绝热膨胀的过程，在通过输气站调压设备减压时，因“焦耳-汤姆森效应”导致温度急剧降低，天然气中含有的水蒸气及因高压形成的水化物在低温下容易冷凝结冰，导致“冰堵”现象，这不但降低了天然气的输送效率，同时在天然气分输站场这产生了巨大的安全隐患，威胁着正常的安全生产。
输气站场还是将输气高压管线和城市燃气门站联系起来的纽带，近年来，随着我国天然气行业的蓬勃发展，高压长输天然气管道里程逐年递增，沿线分输站场也急剧增多。输气站场接收来自高压管线的天然气，然后采用逐级降压的方式将压力降到城市燃气门站可以承受的安全范围内(一般情况下，压降在2.5～4MPa左右)，完成分输任务。在我国范围内，天然气分输调压装置以橇装调压装置为主。橇装调压装置主要有三部分组成：紧急切断阀、先导式监控阀及先导式工作阀，是一种三级调压方式，但是对进站高压气体降压主要是在工作阀完成。通常我们所说的“冰堵”现象发生在工作阀的先导气管里面。先导气冻堵后，工作阀调节的压力不可控，从而影响调压正常进行。更为严重的情况是，经工作阀降压后，因前后压差较大，“焦耳-汤姆森效应”使得工作阀后的气体产生冷凝结冰，导致下输管线冻堵，这样会形成憋压。
为了解决这一问题，需要采用外加热方式或加剂输送。外加热防止“冰堵”需要消耗电能、燃气等能源，还会形成电伴热带、保温材料等耗材消耗。
如前所述，传统的外加热方式或加剂输送方法技术成熟，但具有能耗大、稳定性不好、维护繁琐等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种双通道气体涡旋自加热装置，该双通道气体涡旋自加热装置结构简单，操作便捷，热能利用率高，具有无二次能源消耗，免维护及加热效果好等优点。
为了实现上述目的，本发明提供了一种双通道气体涡旋自加热装置，该双通道气体涡旋自加热装置包括涡流管本体和热气流循环管；其中，
涡流管本体水平设置且自左向右依次包括冷端管、涡流室、热端管和热气流分支管，涡流管本体上靠近涡流室的位置开设有至少一个用于高压天然气进气的进气孔，进气孔与涡流室之间通过降压喷嘴连接，以使得降压喷嘴将高压天然气降压后喷入涡流室中；
经过涡流室中涡旋发生器形成的冷气流位于涡流管本体的中部，形成的热气流包裹在冷气流外部且自涡流室延伸至热气流分支管中，热气流分支管的末端与下游管道连接；
热气流循环管的一端与热气流分支管连通，另一端与涡流室连通，以使得热气流分支管中的热气流能够顺着热气流循环管重新进入涡流室中以与热端管中的热气流形成一个循环气流；并且，涡流室内的热气流能够形成一个包裹在急速降压后的冷气流外部的热气流环。
优选地，热气流分支管为两根且对称分布。
优选地，热气流循环管为n根，其中n为大于等于2的偶数，对称分布且分别与两根热气流分支管连通。
优选地，进气孔为m个，其中m为大于等于2的偶数且对称分布。
根据上述技术方案，本发明通过涡流管和与之连通的热气流循环管进行循环反复加热，避免热量的流失，保证急速降压后的天然气不会发生冻堵问题，提高了热量利用率及天然气输送的流畅性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明提供的一种气体涡旋自加热装置的结构示意图；
图2是涡流管的工作原理图。
附图标记说明
1-冷端管 2-涡流室
3-热端管 4-热气流分支管
5-进气孔 6-冷气流
7-热气流 8-热气流循环管
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、左、右、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
参见图1，本发明提供一种双通道气体涡旋自加热装置，该双通道气体涡旋自加热装置包括涡流管本体和热气流循环管8；其中，
涡流管本体水平设置且自左向右依次包括冷端管1、涡流室2、热端管3和热气流分支管4，涡流管本体上靠近涡流室2的位置开设有至少一个用于高压天然气进气的进气孔5，进气孔5与涡流室2之间通过降压喷嘴连接，以使得降压喷嘴将高压天然气降压后喷入涡流室2中；
经过涡流室2中涡旋发生器形成的冷气流6位于涡流管本体的中部，形成的热气流7包裹在冷气流6外部且自涡流室2延伸至热气流分支管4中，热气流分支管4的末端与下游管道连接；
热气流循环管8的一端与热气流分支管4连通，另一端与涡流室2连通，以使得热气流分支管4中的热气流7能够顺着热气流循环管8重新进入涡流室2中以与热端管3中的热气流7形成一个循环气流；并且，涡流室2内的热气流7能够形成一个包裹在急速降压后的冷气流6外部的热气流环。
通过上述技术方案，运用涡流管和与之连通的热气流循环管进行循环反复加热，避免热量的流失，保证急速降压后的天然气不会发生冻堵问题，提高了热量利用率及天然气输送的流畅性能。
在本实施方式中，为了便于安装和排布该双通道气体涡旋自加热装置，优选地，热气流分支管4为两根且对称分布。
同时，为了提高对热气流的利用率以及使得加热过程更加均匀，热气流循环管8为n根，其中n为大于等于2的偶数，对称分布且分别与两根热气流分支管4连通。
此外，为了提高进气效率，同时增大进入后的天然气与热气流之间的接触面积以优化加热效果，优选地，进气孔5为m个，其中m为大于等于2的偶数且对称分布。
其中，如图2所示，涡流管是一种结构非常简单的能量分离装置，由喷嘴、涡流室、分离孔板和冷热两端管所组成。高压气体从喷嘴处进入，经喷嘴内膨胀加速后，以很高的速度沿切线方向进入涡流室，其转速可高达1.0×106RPM，气体形成涡流后，旋转前进，沿涡流管壁的气体与管壁发生摩擦，温度会迅速升高，一部分从涡流管的热端排出，其温度高于入口压缩气体的温度；一部分沿中心线返回形成回流，这部分气体与贴近管壁的涡流反向而行，持续发生的热交换，使得其温度逐渐降低，形成冷气流，从涡流管冷端排出，这一现象即“涡流效应”。压缩气体在发生涡流效应的同时，其压力也会降低，其降低幅度与涡流管的结构特性相关。涡流管冷端气量与热端气量的百分比称为涡流管分离比，针对不同的应用，涡流管分离比可以通过调节阀进行调节。
采用涡流管替代传统橇装调压装置减压过程中，因为涡流管自身的特性，能够比较彻底地彻底消除“冻堵”问题，用于天然气输配或过程处理的涡流管为无冻堵涡流管，采用无冻堵涡流管的好处在于即使在很大的压差下涡流管自身也不会产生冻堵，为了提高整体出气端下游气体温度值，可在冷端管出口处加装热交换器，以提高冷气流温度的方式，使整体下游气体温度明显提升。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (4)

1.一种双通道气体涡旋自加热装置，其特征在于，所述双通道气体涡旋自加热装置包括涡流管本体和热气流循环管(8)；其中，
所述涡流管本体水平设置且自左向右依次包括冷端管(1)、涡流室(2)、热端管(3)和热气流分支管(4)，所述涡流管本体上靠近所述涡流室(2)的位置开设有至少一个用于高压天然气进气的进气孔(5)，所述进气孔(5)与所述涡流室(2)之间通过降压喷嘴连接，以使得所述降压喷嘴将所述高压天然气降压后喷入所述涡流室(2)中；
经过所述涡流室(2)中涡旋发生器形成的冷气流(6)位于所述涡流管本体的中部，形成的热气流(7)包裹在所述冷气流(6)外部且自所述涡流室(2)延伸至所述热气流分支管(4)中，所述热气流分支管(4)的末端与下游管道连接；
所述热气流循环管(8)的一端与所述热气流分支管(4)连通，另一端与所述涡流室(2)连通，以使得所述热气流分支管(4)中的所述热气流(7)能够顺着所述热气流循环管(8)重新进入所述涡流室(2)中以与所述热端管(3)中的所述热气流(7)形成一个循环气流；并且，所述涡流室(2)内的所述热气流(7)能够形成一个包裹在急速降压后的冷气流(6)外部的热气流环。
2.根据权利要求1所述的双通道气体涡旋自加热装置，其特征在于，所述热气流分支管(4)为两根且对称分布。
3.根据权利要求2所述的双通道气体涡旋自加热装置，其特征在于，所述热气流循环管(8)为n根，其中n为大于等于2的偶数，对称分布且分别与两根所述热气流分支管(4)连通。
4.根据权利要求1所述的双通道气体涡旋自加热装置，其特征在于，所述进气孔(5)为m个，其中m为大于等于2的偶数且对称分布。
CN201910636186.2A 2019-07-15 2019-07-15 双通道气体涡旋自加热装置 Pending CN110406824A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910636186.2A CN110406824A (zh) 2019-07-15 2019-07-15 双通道气体涡旋自加热装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910636186.2A CN110406824A (zh) 2019-07-15 2019-07-15 双通道气体涡旋自加热装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110406824A true CN110406824A (zh) 2019-11-05

Family

ID=68361404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910636186.2A Pending CN110406824A (zh) 2019-07-15 2019-07-15 双通道气体涡旋自加热装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110406824A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116986157A (zh) * 2023-09-27 2023-11-03 山东烯泰天工节能科技有限公司 一种船载冷藏集装箱冷气循环装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0460323A (ja) * 1990-06-27 1992-02-26 Saitou Kogyo Kk ボルテックスチューブ
RU2052736C1 (ru) * 1993-02-22 1996-01-20 Предприятие "Новхимтех" Вихревая труба
US20090165887A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Texaco Inc. Apparatus and method for providing hydrogen at a high pressure
CN104654647A (zh) * 2015-01-28 2015-05-27 北京航空航天大学 一种全冷流率范围自适应防冻堵涡流管
CN204372553U (zh) * 2014-12-18 2015-06-03 山东益华燃气设备有限公司 一种管道天然气门站的减压系统
CN107990145A (zh) * 2017-11-09 2018-05-04 大连理工大学 一种可实现从低温空气环境下持续吸热的液化天然气气化系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0460323A (ja) * 1990-06-27 1992-02-26 Saitou Kogyo Kk ボルテックスチューブ
RU2052736C1 (ru) * 1993-02-22 1996-01-20 Предприятие "Новхимтех" Вихревая труба
US20090165887A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Texaco Inc. Apparatus and method for providing hydrogen at a high pressure
CN204372553U (zh) * 2014-12-18 2015-06-03 山东益华燃气设备有限公司 一种管道天然气门站的减压系统
CN104654647A (zh) * 2015-01-28 2015-05-27 北京航空航天大学 一种全冷流率范围自适应防冻堵涡流管
CN107990145A (zh) * 2017-11-09 2018-05-04 大连理工大学 一种可实现从低温空气环境下持续吸热的液化天然气气化系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吕青楠等: "涡流温度分离技术在天然气行业的应用", 《天然气与石油》 *
张汝冰等: "天然气井口节流不冻堵涡流管研究", 《石油规划设计》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116986157A (zh) * 2023-09-27 2023-11-03 山东烯泰天工节能科技有限公司 一种船载冷藏集装箱冷气循环装置
CN116986157B (zh) * 2023-09-27 2023-12-15 山东烯泰天工节能科技有限公司 一种船载冷藏集装箱冷气循环装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107965353A (zh) 一种具有提高静叶前缘附近端壁冷却效率的射流槽冷却结构
CN108514805A (zh) 非同心变截面gwf装置
CN102563351B (zh) 一种气体减压加热设备及气体减压加热方法
CN110406824A (zh) 双通道气体涡旋自加热装置
CN103881760B (zh) 一种新型微通道循环冷却的气化工艺烧嘴
CN109269756A (zh) 一种水冷式喷管
CN103075833B (zh) 一种回收利用天然气管网压力能制冷的方法
CN203240279U (zh) 一种涡流自热式天然气调压系统
CN204254923U (zh) 涡流管与喷射器组合的co2制冷系统
CN103807601B (zh) 一种lng空浴气化器
CN101798518A (zh) 常减压蒸馏塔顶瓦斯气汇流的方法及装置
CN111608635A (zh) 一种基于涡流管效应的气田井口节流降压装置及方法
WO2000003186A1 (en) Vortex pilot gas heater
CN104654647A (zh) 一种全冷流率范围自适应防冻堵涡流管
CN208804672U (zh) 一种高效浸没燃烧式气化器
CN201183035Y (zh) 用于低压天然气采输的喷射装置
CN208900080U (zh) 一种天然气井口压力能发电的节流系统
RU2544895C1 (ru) Вихревая энергетическая установка газоперекачивающего агрегата компрессорной станции
CN103937553B (zh) 一种新型射流冲击冷却的气化工艺烧嘴
CN202928199U (zh) 利用天然气压力能分步提供冷量热量的系统
CN214250183U (zh) 一种具有涡流加热功能的调压设备
US20200096237A1 (en) Vortex tube
CN203718375U (zh) 一种lng空浴气化器
CN202484597U (zh) 一种气体减压加热设备
CN205463446U (zh) 一种超导除铁器的除冰装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191105

RJ01 Rejection of invention patent application after publication