CN111530117A - 用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统及方法。所述油气回收装置包括油气入口和油气出口，还包括安装在油气入口和油气出口之间且用于冷凝油气的换热模块，融霜系统包括设置在换热模块中的两个并联的换热支路A与换热支路B。所述油气融霜系统还包括引风机、热交换器、融霜入口阀A、融霜入口阀B、融霜出口阀A和融霜出口阀B。本发明通过切换支路的方式，避免换热器结霜，确保回收装置正常运行。

Description

用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统及方法
技术领域
本发明涉及一种针对油气回收装置的油气融霜系统，还涉及一种基于该系统的融霜方法。
背景技术
石油及其产品在生产、运输和销售过程中，会有一部分轻质液态组分汽化，排入大气则造成油品的损耗、环境危害和安全隐患。鉴于油气回收对安全生产、节能减排和保护环境的重要意义，环保部相继颁发了一系列油气污染物排放标准，对油气排放浓度和油气处理效率提出了具体要求。
现有常用的油气处理方法有吸附法、吸收法、膜分离法、冷凝法以及上述方法的组合。冷凝法采用多级连续冷却的方法，使油气中的烃类各组分的温度低于凝点而从气态变为液态，除水蒸汽外的空气仍保持气态，从而实现油气的分离。冷凝法可最终将油气转化为液体实现回收利用，因此是一种优先采用且不可替代的方法。
油气在经过换热器冷凝的过程中，油气中的水蒸气会凝结成霜，霜层随着时间逐渐增厚，换热器的油气通道会逐渐堵塞，造成油气侧阻力增加，从而影响油气回收装置的正常运行。
发明内容
本发明提出了一种用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统及方法，其目的是：避免换热器结霜，确保回收装置正常运行。
本发明技术方案如下：
一种用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统，所述油气回收装置包括油气入口和油气出口，还包括安装在油气入口和油气出口之间且用于冷凝油气的换热模块，融霜系统包括设置在换热模块中的两个并联的换热支路A与换热支路B；换热支路A上沿油气流动方向依次设置有油气入口阀A、换热器A和油气出口阀A，换热支路B上沿油气流动方向依次设置有油气入口阀B、换热器B和油气出口阀B；所述换热器A和换热器B分别连接有供液阀A和供液阀B；
所述油气融霜系统还包括引风机、热交换器、融霜入口阀A、融霜入口阀B、融霜出口阀A和融霜出口阀B；
所述引风机的入口与油气回收装置的油气入口相连接，引风机的出口与热交换器的入口相连接；所述热交换器的出口通过融霜入口阀A与换热器A的入口相连接，还通过融霜入口阀B与换热器B的入口相连接；
所述换热器A的出口通过融霜出口阀A与油气回收装置的油气入口相连接，换热器B的出口通过融霜出口阀B与油气回收装置的油气入口相连接。
作为本系统的进一步改进：所述换热模块还包括一级换热器，所述换热支路A与换热支路B并联后、作为后级换热模块连接在一级换热器的后侧。
作为本系统的进一步改进：所述换热器A包括串联的二级换热器A和三级换热器A，二级换热器A连接有二级供液阀A，三级换热器A连接有三级供液阀A；
所述换热器B包括串联的二级换热器B和三级换热器B，二级换热器B连接有二级供液阀B，三级换热器B连接有三级供液阀B。
作为本系统的进一步改进：还包括用于检测换热支路的入口与出口之间的压力差的压差检测装置，以及用于检测换热器A出口温度的温度检测装置A和用于检测换热器B出口温度的温度检测装置B。
本发明还公开了一种基于上述的用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统的油气融霜方法，步骤为：
步骤1、将换热支路A作为工作支路，换热支路B作为备用支路；
步骤2、打开工作支路的油气入口阀A、油气出口阀A以及供液阀A；油气入口阀B、油气出口阀B以及供液阀B保持关闭；融霜入口阀A、融霜入口阀B、融霜出口阀A和融霜出口阀B保持关闭；
步骤3、监测压差检测装置的检测值PDT，当PDT大于压差预设阈值时，将当前工作支路切换为备用支路，将当前备用支路切换为工作支路，并启动新的备用支路的融霜操作；
步骤4、使用当前工作支路进行冷凝油气回收，并返回步骤3。
作为上述方法的进一步改进：当PDT大于预设的压差阈值时，先经过延时，然后打开备用支路的换热器的供液阀；再经过延时，关闭工作支路的换热器的供液阀，并打开备用支路的油气入口阀和油气出口阀；再经过延时，关闭工作支路的油气入口阀和油气出口阀，并打开工作支路的融霜入口阀和融霜出口阀，打开引风机，至此，原工作支路切换为备用支路，原备用支路切换为工作支路；监测当前备用支路的出口温度，当该出口温度大于预设的出口温度阈值时，关闭引风机、当前备用支路的融霜入口阀和融霜出口阀。
作为上述方法的进一步改进：进行油气回收时，实时监测备用支路的出口温度，当出口温度小于预设的出口温度阈值时，打开引风机、当前备用支路的融霜入口阀和融霜出口阀，直至备用支路的出口温度大于预设的出口温度阈值，再关闭引风机、当前备用支路的融霜入口阀和融霜出口阀。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：（1）设置两路换热支路，一路作为工作支路，另一路作为备用支路，根据情况进行切换，对备用支路的换热器进行融霜处理，保证回收工作正常进行；（2）利用热交换器进行融霜，不仅加快了融霜速度，而且在环境温度较低导致入口油气温度较低时，可以将融霜油气维持在较高的温度，保证融霜过程有效进行；（3）本发明实时监测压差，在阻力增加到一定程度时自动切换并启动融霜。
进一步的，本发明还对支路切换和融霜启动功能作出进一步改进，其优点在于：（1）切换过程中，提前打开备用支路的供液阀进行预热，延后关闭工作支路的油气出入口，从而缓和切换过程中出现的温度波动，保证冷凝效果，并且充分利用冷量和热量；（2）切换时，提前关闭工作支路的供液阀，避免换热器制冷剂侧存有部分未蒸发的制冷剂低温液体，这部分液体蒸发需要先消耗融霜油气热量，会导致融霜速度缓慢；（3）根据备用支路的出口温度情况，自动启动融霜。
附图说明
图1为融霜系统的结构示意图。
图2为后级换热模块的结构示意图。
图3为融霜方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
如图1和2，一种用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统，所述油气回收装置包括油气入口和油气出口，还包括依次安装在油气入口和油气出口之间且用于冷凝油气的一级换热器1和后级换热模块2。
如图2，换热模块中设有两个并联的换热支路A与换热支路B。
换热支路A上沿油气流动方向依次设置有油气入口阀A2-1、二级换热器A2-2、三级换热器A2-4和油气出口阀A2-7，二级换热器A2-2连接有二级供液阀A2-3，三级换热器A2-4连接有三级供液阀A2-5。
换热支路B上沿油气流动方向依次设置有油气入口阀B2-8、二级换热器B2-9、三级换热器B2-11和油气出口阀B2-14，二级换热器B2-9连接有二级供液阀B2-10，三级换热器B2-11连接有三级供液阀B2-12。
如图1和2，所述油气融霜系统还包括引风机9、热交换器8、融霜入口阀A6、融霜入口阀B7、融霜出口阀A4和融霜出口阀B5。
所述引风机9的入口与油气回收装置的油气入口相连接，引风机9的出口与热交换器8的入口相连接；所述热交换器8的出口通过融霜入口阀A6与二级换热器A2-2的入口相连接，还通过融霜入口阀B7与二级换热器B2-9的入口相连接；
所述三级换热器A2-4的出口通过融霜出口阀A4与油气回收装置的油气入口相连接，三级换热器B2-11的出口通过融霜出口阀B5与油气回收装置的油气入口相连接。
系统还包括用于检测换热支路的入口与出口之间的压力差的压差检测装置3，以及用于检测换热器A出口温度的温度检测装置A2-6和用于检测换热器B出口温度的温度检测装置B2-13。
开机后，首先监测融霜出口温度，该温度与设定值比较判断是否打开融霜入口、出口阀门和引风机，进行融霜，即使故障停机再开机，依然可继续执行未完毕的融霜工作。
如图3，该系统的工作方法步骤为：
步骤1、将换热支路A作为工作支路，换热支路B作为备用支路；
步骤2、打开工作支路的油气入口阀A2-1、油气出口阀A2-7以、二级供液阀A2-3、三级供液阀A2-5；油气入口阀B2-8、油气出口阀B2-14、二级供液阀B2-10、三级供液阀B2-12保持关闭；融霜入口阀A6、融霜入口阀B7、融霜出口阀A4和融霜出口阀B5保持关闭；此时引风机9不工作；
步骤3、监测压差检测装置3的检测值PDT，当PDT大于压差预设阈值时，执行以下步骤：
先经过延时，然后打开二级供液阀B2-10和三级供液阀B2-12；再经过延时，关闭二级供液阀A2-3和三级供液阀A2-5，并打开油气入口阀B2-8和油气出口阀B2-14；再经过延时，关闭油气入口阀A2-1和油气出口阀A2-7，并打开融霜入口阀A6和融霜出口阀A4，打开引风机9，至此，原工作支路A切换为备用支路，原备用支路B切换为工作支路。监测当前备用支路即支路A的出口温度，当该出口温度TT A大于预设的出口温度阈值时，关闭引风机9、融霜入口阀A6和融霜出口阀A4。
步骤4、使用当前工作支路进行冷凝油气回收，并返回步骤3，当检测到压差大于阈值时，再按步骤3将支路A切换为工作支路，支路B切换为备用支路（颠倒所操作的阀门），如此反复循环。
进行油气回收时，实时监测当前备用支路的出口温度，当出口温度小于预设的出口温度阈值时，打开引风机9、当前备用支路的融霜入口阀和融霜出口阀，直至备用支路的出口温度大于预设的出口温度阈值，再关闭引风机9、当前备用支路的融霜入口阀和融霜出口阀。

Claims (7)

1.一种用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统，所述油气回收装置包括油气入口和油气出口，还包括安装在油气入口和油气出口之间且用于冷凝油气的换热模块，其特征在于：融霜系统包括设置在换热模块中的两个并联的换热支路A与换热支路B；换热支路A上沿油气流动方向依次设置有油气入口阀A（2-1）、换热器A和油气出口阀A（2-7），换热支路B上沿油气流动方向依次设置有油气入口阀B（2-8）、换热器B和油气出口阀B（2-14）；所述换热器A和换热器B分别连接有供液阀A和供液阀B；
所述油气融霜系统还包括引风机（9）、热交换器（8）、融霜入口阀A（6）、融霜入口阀B（7）、融霜出口阀A（4）和融霜出口阀B（5）；
所述引风机（9）的入口与油气回收装置的油气入口相连接，引风机（9）的出口与热交换器（8）的入口相连接；所述热交换器（8）的出口通过融霜入口阀A（6）与换热器A的入口相连接，还通过融霜入口阀B（7）与换热器B的入口相连接；
所述换热器A的出口通过融霜出口阀A（4）与油气回收装置的油气入口相连接，换热器B的出口通过融霜出口阀B（5）与油气回收装置的油气入口相连接。
2.如权利要求1所述的用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统，其特征在于：所述换热模块还包括一级换热器（1），所述换热支路A与换热支路B并联后、作为后级换热模块（2）连接在一级换热器（1）的后侧。
3.如权利要求2所述的用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统，其特征在于：所述换热器A包括串联的二级换热器A（2-2）和三级换热器A（2-4），二级换热器A（2-2）连接有二级供液阀A（2-3），三级换热器A（2-4）连接有三级供液阀A（2-5）；
所述换热器B包括串联的二级换热器B（2-9）和三级换热器B（2-11），二级换热器B（2-9）连接有二级供液阀B（2-10），三级换热器B（2-11）连接有三级供液阀B（2-12）。
4.如权利要求1至3任一所述的用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统，其特征在于：还包括用于检测换热支路的入口与出口之间的压力差的压差检测装置（3），以及用于检测换热器A出口温度的温度检测装置A（2-6）和用于检测换热器B出口温度的温度检测装置B（2-13）。
5.一种油气融霜方法，其特征在于：基于如权利要求4所述的用于冷凝法油气回收装置的油气融霜系统，该方法的步骤为：
步骤1、将换热支路A作为工作支路，换热支路B作为备用支路；
步骤2、打开工作支路的油气入口阀A（2-1）、油气出口阀A（2-7）以及供液阀A；油气入口阀B（2-8）、油气出口阀B（2-14）以及供液阀B保持关闭；融霜入口阀A（6）、融霜入口阀B（7）、融霜出口阀A（4）和融霜出口阀B（5）保持关闭；
步骤3、监测压差检测装置（3）的检测值PDT，当PDT大于压差预设阈值时，将当前工作支路切换为备用支路，将当前备用支路切换为工作支路，并启动新的备用支路的融霜操作；
步骤4、使用当前工作支路进行冷凝油气回收，并返回步骤3。
6.如权利要求5所述的油气融霜方法，其特征在于步骤3的具体方法为：当PDT大于预设的压差阈值时，先经过延时，然后打开备用支路的换热器的供液阀；再经过延时，关闭工作支路的换热器的供液阀，并打开备用支路的油气入口阀和油气出口阀；再经过延时，关闭工作支路的油气入口阀和油气出口阀，并打开工作支路的融霜入口阀和融霜出口阀，打开引风机（9），至此，原工作支路切换为备用支路，原备用支路切换为工作支路；监测当前备用支路的出口温度，当该出口温度大于预设的出口温度阈值时，关闭引风机（9）、当前备用支路的融霜入口阀和融霜出口阀。
7.如权利要求5或6所述的油气融霜方法，其特征在于：进行油气回收时，实时监测备用支路的出口温度，当出口温度小于预设的出口温度阈值时，打开引风机（9）、当前备用支路的融霜入口阀和融霜出口阀，直至备用支路的出口温度大于预设的出口温度阈值，再关闭引风机（9）、当前备用支路的融霜入口阀和融霜出口阀。
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