CN112146271A - 一种超高压换热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高压换热系统。所述换热系统包括电加热器和印刷板式换热器；电加热器通过热介质循环管路与印刷板式换热器相连通形成一个闭式环路；热介质循环管路上设有热介质循环泵、热介质温度计和关断阀，热介质循环泵靠近电加热器的入口端，热介质温度计靠近电加热器的出口端；印刷板式换热器的两端还通过天然气管路分别连接高压低温天然气和注气井；天然气管路的入口处设有天然气入口温度计，天然气管路的出口处设有天然气出口温度计。本发明超高压气体换热系统的承压能力强，具有较高的安全性和可靠性；换热器重量小、占用面积小；通过调整电加热器的不同档位，加热系统能够提供不同的热负荷，满足不同注气量时的加热量需求。

Description

一种超高压换热系统
技术领域
本发明涉及一种超高压换热系统，属于海上油气生产平台高压气体换热技术领域。
背景技术
海上潜山凝析气田开发采用循环注气开发模式，注气压力高达500bar，需要配置超高压注气压缩机对气体进行增压。由于注气压缩机集中布置在注气平台，需要通过高压注气管道将高压回注气输送至周边井口平台。经过长距离输送后，高压回注气到达井口的温度低于井口注气最低温度要求，因此在回注之前需要对高压回注气进行加热。回注气平台为无人井口平台，生产流程简单，无可利用的热源。常规方法可采用电加热器对天然气进行加热，但电加热器的外壳体承压能力有限，受限于设计资质和制造能力，可选资源有限。海上平台常用的电加热器设计压力均在100bar以内，已有应用业绩的电加热器最大承压仅为300bar左右，难以满足高压注气的加热需求。
根据现有海洋工程领域的应用经验，尚未有如此高压的电加热器应用于天然气的直接加热，且考虑到承压壳体设计、制造的难度和风险，不宜选用电加热器直接加热。需要选择一种适宜的加热器来对高压气体进行加热。
发明内容
本发明的目的是提供一种安全可靠的高压气体换热系统，并提供一种安全可靠的供热热源，实现为500bar的天然气进行加热。
本发明所提供的超高压气体换热系统，包括电加热器和印刷板式换热器；
所述电加热器通过热介质循环管路与所述印刷板式换热器相连通形成一个闭式环路；
所述热介质循环管路上设有热介质循环泵、热介质温度计和关断阀，所述热介质循环泵靠近所述电加热器的入口端，所述热介质温度计靠近所述电加热器的出口端；
所述印刷板式换热器的两端还通过天然气管路分别连接高压低温天然气和注气井；
所述天然气管路的入口处设有天然气入口温度计，所述天然气管路的出口处设有天然气出口温度计。
上述的超高压气体换热系统中，本发明采用印刷板式换热器进行换热，优点是承压能力强，具有较高的安全性和可靠性；换热器重量小、占用面积小；加热系统操作简单，能够满足无人平台值守的要求。
上述的超高压气体换热系统中，所述热介质循环泵对热介质油进行增压，提供热油的循环动力，增压后的热介质油进入所述电加热器进行加热，被加热的热介质油进入所述印刷板式换热器与高压回注气进行换热。
上述的超高压气体换热系统中，所述热介质循环管路上连接一热介质膨胀罐，所述热介质膨胀罐上设有通气孔和热介质加入孔，所述通气孔可以实现对所述热介质油循环管路的排气，通过所述热介质加入孔对所述热介质循环管路上进行补油。
上述的超高压气体换热系统中，所述天然气管路的入口处还设有天然气流量计。
上述的超高压气体换热系统中，所述热介质循环管路上设有一热介质过滤器，可以在线对部分循环的热介质油进行实时过滤。
上述的超高压气体换热系统中，所述热介质过滤器设于一旁通管路Ⅰ上。
上述的超高压气体换热系统中，所述印刷板式换热器的两端连接一旁通管路Ⅱ，所述旁通管路Ⅱ与所述热介质循环管路形成回路，当天然气不需要加热时，可以临时所述利用旁通管路Ⅱ将热介质油旁通，可避免加热系统的频繁启停。
上述的超高压气体换热系统中，所述热介质循环管路上设有热介质流量计。
上述的超高压气体换热系统中，所述超高压气体换热系统还包括远程控制盘；
所述远程控制盘通过通讯电缆与所述热介质循环泵和所述关断阀连接，以控制所述热介质循环泵和所述关断阀的启停，从而能够实现热介质系统的远程控制功能。。
上述的超高压气体换热系统中，所述天然气管路的出口处设有温度控制器，所述远程控制盘通过通讯电缆与所述电加热器和所述温度控制器相连接；
所述远程控制盘通过所述温度控制器的温度监测与反馈，实现对所述电加热器的分档位加热控制：所述电加热器可分成不同的加热档位(25％、50％、75％、100％)，所述远程控制盘可以对所述电加热器的加热功率进行调控，通过所述电加热器不同电阻丝投入使用，使所述电加热器实现加热档位的换挡；若高压天然气出口温度低于设定值，通过反馈给所述远程控制盘，可提高所述电加热器的加热功率，提高天然气出口温度；若天然气出口温度高于设定值，通过所述远程控制盘的调节，可减小所述电加热器的加热功率，从而降低天然气出口温度。
本发明超高压气体换热系统具有如下优点：
承压能力强，具有较高的安全性和可靠性；换热器重量小、占用面积小；加热系统操作简单，能够满足无人平台值守的要求；通过调整电加热器的不同档位，加热系统能够提供不同的热负荷，满足不同注气量时的加热量需求。
附图说明
图1是本发明超高压气体换热系统的结构示意图。
图中各标记如下：
1-电加热器，2-热介质循环泵，3-远程控制盘，4-热介质膨胀罐，5-关断阀，6-天然气流量计，7-天然气入口温度计，8-印刷板式换热器，9-天然气出口温度计，10-温度控制器，11-注入井，12-过滤器，13-热介质流量计，14-热介质温度计。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，本发明超高压气体换热系统包括：电加热器1、热介质循环泵2、远程控制盘3、热介质膨胀罐4、关断阀5、天然气流量计6、天然气入口温度计7、印刷板式换热器8、天然气出口温度计9、温度控制器10、注入井11、过滤器12、热介质流量计13、热介质温度计14。
具体地，电加热器1与印刷板式换热器8通过热介质循环管路形成一闭合回路，其中，电加热器1的热介质出口与印刷板式换热器8之间的热介质循环管路上设有热介质循环泵2和关断阀5，并连接一热介质膨胀罐4，热介质循环泵2靠近电加热器1设置，用于对热介质油进行增压，提供热油的循环动力。热介质膨胀罐4上设置有通气孔，可以实现对热介质油循环管路的排气，并设置有加油口，可以通过热介质膨胀罐4对整个热油循环管路进行补油。电加热器1的热介质入口与印刷板式换热器8之间的热介质循环管路上设有热介质温度计14和热介质流量计13，且还通过一旁通管路连接一过滤器12，可以在线对部分循环的热介质油进行实时过滤。
高压低温气经过天然气流量计6和天然气入口温度计7后进入印刷板式换热器8与热介质油换热，并通过天然气出口温度计9和温度控制器10对高压天然气进行加热的控制。
远程控制盘3通过通讯电缆分别与温度控制器10、电加热器1、热介质循环泵2和关断阀连接，远程控制盘3可以远程控制热介质循环泵2和关断阀5的启停，从而能够实现热介质系统的远程控制功能。远程控制盘3可以通过温度控制器10的温度监测与反馈，实现对电加热器1的分档位加热控制。若高压天然气出口温度低于设定值，通过反馈给远程控制盘，可提高电加热器1的加热功，提高天然气出口温度。若天然气出口温度高于设定值，通过远程控制盘3的调节，可减小电加热器1的加热功率，从而降低天然气出口温度。
本实施例中，电加热器1可分成不同的加热档位(25％、50％、75％、100％)，远程控制盘3可以对电加热器1的加热功率进行调控，通过电加热器1不同电阻丝投入使用，使电热器1实现加热档位的换挡。
本实施例中，当天然气不需要加热时，可以临时利用旁通管路将热介质油旁通，可避免加热系统的频繁启停。
上述各实施例仅用于对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超高压气体换热系统，包括电加热器和印刷板式换热器；
所述电加热器通过热介质循环管路与所述印刷板式换热器相连通形成一个闭式环路；
所述热介质循环管路上设有热介质循环泵、热介质温度计和关断阀，所述热介质循环泵靠近所述电加热器的入口端，所述热介质温度计靠近所述电加热器的出口端；
所述印刷板式换热器的两端还通过天然气管路分别连接高压低温天然气和注气井；
所述天然气管路的入口处设有天然气入口温度计，所述天然气管路的出口处设有天然气出口温度计。
2.根据权利要求1所述的超高压气体换热系统，其特征在于：所述热介质循环管路上连接一热介质膨胀罐，所述热介质膨胀罐上设有通气孔和热介质加入孔。
3.根据权利要求1或2所述的超高压气体换热系统，其特征在于：所述天然气管路的入口处还设有天然气流量计。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的超高压气体换热系统，其特征在于：所述热介质循环管路上设有一热介质过滤器。
5.根据权利要求4所述的超高压气体换热系统，其特征在于：所述热介质过滤器设于一旁通管路Ⅰ上。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的超高压气体换热系统，其特征在于：所述印刷板式换热器的两端连接一旁通管路Ⅱ，所述旁通管路Ⅱ与所述热介质循环管路形成回路。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的超高压气体换热系统，其特征在于：所述热介质循环管路上设有热介质流量计。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的超高压气体换热系统，其特征在于：所述超高压气体换热系统还包括远程控制盘；
所述远程控制盘通过通讯电缆与所述热介质循环泵和所述关断阀连接，以控制所述热介质循环泵和所述关断阀的启停。
9.根据权利要求8所述的超高压气体换热系统，其特征在于：所述天然气管路的出口处设有温度控制器，所述远程控制盘通过通讯电缆与所述电加热器和所述温度控制器相连接；
所述远程控制盘通过所述温度控制器的温度监测与反馈，实现对所述电加热器的分档位加热控制。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59229072A (ja) * 1983-06-09 1984-12-22 Mitsui Toatsu Chem Inc 天然ガス井戸用ガス圧縮機
EP1785679A1 (de) * 2005-11-10 2007-05-16 Linde Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Hochdruckgaserhitzung
CN201080819Y (zh) * 2007-09-21 2008-07-02 中国海洋石油总公司 海上平台天然气超高压回注系统
CN104620039A (zh) * 2012-09-18 2015-05-13 巴斯夫欧洲公司 用于加热天然气的方法和装置
CN205877725U (zh) * 2016-07-26 2017-01-11 郑州朗润智能装备股份有限公司 一种天然气智能换热调压装置
CN108443710A (zh) * 2018-03-26 2018-08-24 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 天然气调压加热系统及调压加热方法
CN109322745A (zh) * 2017-07-31 2019-02-12 上海电气燃气轮机有限公司 天然气加热系统、调压站和燃气轮机联合循环机组
CN209458917U (zh) * 2019-01-08 2019-10-01 北京京诚科林环保科技有限公司 导热油储热式电加热系统
CN210107059U (zh) * 2019-04-29 2020-02-21 厚普清洁能源股份有限公司 一种lng加注在线换热装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59229072A (ja) * 1983-06-09 1984-12-22 Mitsui Toatsu Chem Inc 天然ガス井戸用ガス圧縮機
EP1785679A1 (de) * 2005-11-10 2007-05-16 Linde Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Hochdruckgaserhitzung
CN201080819Y (zh) * 2007-09-21 2008-07-02 中国海洋石油总公司 海上平台天然气超高压回注系统
CN104620039A (zh) * 2012-09-18 2015-05-13 巴斯夫欧洲公司 用于加热天然气的方法和装置
CN205877725U (zh) * 2016-07-26 2017-01-11 郑州朗润智能装备股份有限公司 一种天然气智能换热调压装置
CN109322745A (zh) * 2017-07-31 2019-02-12 上海电气燃气轮机有限公司 天然气加热系统、调压站和燃气轮机联合循环机组
CN108443710A (zh) * 2018-03-26 2018-08-24 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 天然气调压加热系统及调压加热方法
CN209458917U (zh) * 2019-01-08 2019-10-01 北京京诚科林环保科技有限公司 导热油储热式电加热系统
CN210107059U (zh) * 2019-04-29 2020-02-21 厚普清洁能源股份有限公司 一种lng加注在线换热装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国石油天然气总公司编: "《石油安全工程》", 31 October 1991 *
李东芳: "高压换热器在大型海上固定平台应用的选型研究", 《石油和化工设备》 *

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