CN204693042U - 一种供热不滞后的高压天然气减压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供热不滞后的高压天然气减压系统，包括气路系统和水路系统，所述气路系统包括沿天然气流向依次通过管路连接的高压天然气存储设备、第一流量控制阀、第二流量控制阀、第一减压阀以及需气设备；所述水路系统包括水泵和锅炉，所述水泵的出水口通过第三管路与所述锅炉的进水口连接，所述锅炉的出水口通过第四管路与所述换热器的进水口连接，所述换热器的出水口通过第五管路与所述水泵的进水口连接，冷却液加注口通过管路与第五管路连接。本实用新型的减压系统取消了传统的通过控制水路系统来调节换热的方式，而使用控制气路系统的方式来调节换热，从而避免了水路系统的热量因较快的气路变化而满足不了热量供应的情况。

Description

一种供热不滞后的高压天然气减压系统

技术领域

本实用新型涉及高压天然气减压系统，尤其涉及一种供热不滞后的高压天然气减压系统。

背景技术

高压天然气减压系统大多应用在能源或者化工应用等场所，其目的是将压缩后的高压天然气转化为低压的天然气以供设备使用，在天然气减压系统中，由于减压时产生的焦耳-汤姆逊效应，气体温度会急剧下降，导致天然气内含的水分冷凝甚至结冰，使减压阀门处于低温环境，更有可能被所结成的冰晶破坏。所以为了避免低温的产生，减压系统中会配有燃气式热水锅炉，利用换热器将锅炉产生的热水的热量传递至天然气，这个热水系统是在减压之前对天然气进行传热。这样一来减压后的天然气仍会处于一个比较合适的温度，也就避免了以上所说的问题。

如图1所示，现有技术中的高压天然气减压系统包括水路系统和气路系统，其中，水路系统沿循环水流向依次包括通过管路连接的手动球阀101、旁通控制阀102、手动球阀101、水箱23、过滤器104、手动球阀101、锅炉12、水泵11、安全阀107、手动球阀101、手动球阀101以及换热器4，水路系统还设置有与换热器4所在管路并联的第七管路109，第七管路109与旁通控制阀102连接，第七管路109上设置有手动球阀101。气路系统的高压天然气进气口37通过管路与换热器4的进气口连接，换热器4的出气口通过第八管路113与天然气最终出气口38连接，第八管路113上设置有减压阀111，减压阀111与天然气最终出气口38之间的管路上设置有温度传感器7，温度传感器7通过PLC系统115与旁通控制阀102连接。

现有技术中的高压天然气减压系统的工作流程为：由于减压系统因高压气源的压力不断在变化，所以对换热量的需求也在变化，在如图1所示的传统的加热系统中，会在水路系统中设置旁通控制阀102来保证换热量，使天然气温度保持在一个适中的值，旁通控制阀102的常态为A与AB端通路，当减压系统天然气出气口116的温度因流量的减小或者进气压力的降低而逐渐上升时，温度传感器112将温度值输出给PLC系统115，PLC系统115将温度信号进行处理转化为电流信号传输给旁通控制阀102，使得A与AB的通路往A与B通路转动，这样一来A与AB的通路中水流量逐渐减小(即参与换热的水流量变小)，A与B通路中的水流量逐渐增加(即不参与换热的水流量增加)，从而达到减少换热的效果，这里把这个转化过程称为模式一。当流量或者进气压力再次增加时，这时温度传感器112的值降低，当降低到设定值后，PLC系统115将温度传感器112的值转化为电信号，再驱使旁通控制阀102动作，使得A与AB通路的流量逐渐增加，而B与AB的流量逐渐减小，这样也就是参与换热的水流量增加，而不参与换热的水流量减小，从而达到增加换热的效果，这里把这个转化过程称为模式二。

上面的两种传统模式是通过控制热水流量的旁通来控制换热量以达到需要的加热效果，这种传统的控制模式存在的缺点是：由于旁通控制阀在转动的时候，其所需要的水流量的实际值与需求值存在滞后现象，特别是在管路流量与压力在短时间内发生较大幅度变化时，这时候热量需求急剧的变大，而水流量与水路携带的热量的变化无法在短时间内满足需求，这就会导致低温的产生，而这种情况是我们不希望的，但在这种传统的控制方式上又是不可避免的。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种不会因为热量需求急剧的变化而导致供热滞后的高压天然气减压系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种供热不滞后的高压天然气减压系统，包括气路系统和水路系统，其中，

所述气路系统包括沿天然气流向依次通过管路连接的高压天然气存储设备、第一流量控制阀、第二流量控制阀、第一减压阀以及需气设备；

所述第一流量控制阀的进气端的管路上并联设置有与换热器的进气口连接的第一管路，所述换热器的出气口通过第二管路与所述第一流量控制阀的出气端的管路连接；

所述第二流量控制阀的出气端的管路上设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器通过第一控制系统与所述第一流量控制阀连接，所述压力传感器通过第二控制系统与所述第二流量控制阀连接；所述需气设备与天然气最终出气口连接。

所述水路系统包括水泵和锅炉，所述水泵的出水口通过第三管路与所述锅炉的进水口连接，所述锅炉的出水口通过第四管路与所述换热器的进水口连接，所述换热器的出水口通过第五管路与所述水泵的进水口连接，冷却液加注口通过管路与第五管路连接。

进一步地，所述高压天然气存储设备与所述第一流量控制阀进气端的管路和所述第一管路的连接处之间的管路上依次设置有第一手动球阀和第一过滤器。

进一步地，所述第二流量控制阀和所述第一减压阀之间的管路上设置有第一安全阀。

进一步地，所述第一减压阀的出气端的管路上设置有第二手动球阀。

进一步地，所述第一管路上设置有第三手动球阀。

进一步地，所述第五管路上沿循环水流向依次设置有第四手动球阀、水箱、第五手动球阀和第二过滤器。

进一步地，所述第三管路上沿循环水流向依次设置有第六手动球阀和第二安全阀。

进一步地，所述第四管路上沿循环水流向依次设置有第七手动球阀、单向阀和用常闭手动球阀进行封堵的排放口。

进一步地，所述锅炉的进气口通过第六管路与所述气路系统的天然气最终出气口的管路连接，所述第六管路上沿天然气流向依次设置有第八手动球阀、第二减压阀、第三安全阀和第九手动球阀。

进一步地，所述第一控制系统和第二控制系统为PLC系统。

与现有技术相比，本实用新型的供热不滞后的减压系统的有益技术效果为：取消了传统的通过控制水路系统来调节换热的方式，而使用控制气路系统的方式来调节换热，从而避免了水路系统的热量因较快的气路变化而满足不了热量供应的情况。

附图说明

图1是现有技术中的高压天然气减压系统的结构示意图；

图2是本实用新型的供热不滞后的高压天然气减压系统的结构示意图。

附图标记说明：

1第一流量控制阀、2第二流量控制阀、3第一减压阀、4换热器、5第一管路、6第二管路、7温度传感器、8压力传感器、9第一控制系统、10第二控制系统、11水泵、12锅炉、13第三管路、14第四管路、15第五管路、16冷却液加注口、17第一手动球阀、18第一过滤器、19第一安全阀、20第二手动球阀、21第三手动球阀、22第四手动球阀、23水箱、24第五手动球阀、25第二过滤器、26第六手动球阀、27第二安全阀、28第七手动球阀、29单向阀、30排放口、31常闭手动球阀、32第六管路、33第八手动球阀、34第二减压阀、35第三安全阀、36第九手动球阀、37天然气进气口、38天然气最终出气口、101手动球阀、102旁通控制阀、104过滤器、107安全阀、109第七管路、113第八管路、111减压阀、PLC系统115。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2所示，本实用新型的供热不滞后的高压天然气减压系统包括气路系统和水路系统，其中，气路系统包括沿天然气流向依次通过管路连接的高压天然气存储设备(未示出)、第一流量控制阀1、第二流量控制阀2、第一减压阀3和需气设备(未示出)。高压天然气存储设备与天然气进气口37连接，第一流量控制阀1的进气端的管路上并联设置有与换热器4的进气口连接的第一管路5，换热器4的出气口通过第二管路6与第一流量控制阀1的出气端的管路连接，换热器4的作用是将流经该支路的高压天然气进行加热；第二流量控制阀2的出气端的管路上设置有温度传感器7和压力传感器8，温度传感器7通过第一控制系统9与第一流量控制阀1连接，压力传感器8通过第二控制系统10与第二流量控制阀2连接。在一优选实施例中，高压天然气存储设备与第一流量控制阀1进气端的管路和第一管路5的连接处之间的管路上依次设置有第一手动球阀17和第一过滤器18，第一手动球阀17起到对气路系统的总管路进行切断的功能，第一过滤器18用于过滤天然气中的杂质。在一优选实施例中，第二流量控制阀2和第一减压阀3之间的管路上设置有第一安全阀19。第一减压阀3的出气端的管路上设置有第二手动球阀20，第二手动球阀20经管路与天然气最终出气口38连接。在一优选实施例中，第一管路5上设置有第三手动球阀21。在一优选实施例中，第一控制系统9和第二控制系统10均为PLC系统。需气设备与天然气最终出气口38连接。

水路系统包括水泵11和锅炉12，水泵11的出水口通过第三管路13与锅炉12的进水口连接，锅炉12的出水口通过第四管路14与换热器4的进水口连接，换热器4的出水口通过第五管路15与水泵11的进水口连接，冷却液加注口16通过管路与第五管路15连接。在一优选实施例中，第五管路15上沿循环水流向依次设置有第四手动球阀22、水箱23、第五手动球阀24和第二过滤器25，水箱23起到膨胀缓冲的作用，第二过滤器25用于过滤循环水中的杂质。在一优选实施例中，第三管路13上沿循环水流向依次设置有第六手动球阀26和第二安全阀27。在一优选实施例中，第四管路14上沿循环水流向依次设置有第七手动球阀28、单向阀29和排放口30，排放口30用常闭手动球阀31进行封堵，仅在需要时打开。

在一优选实施例中，锅炉12的进气口通过第六管路32与气路系统的天然气最终出气口38的管路连接，第六管路32上沿天然气流向依次设置有第八手动球阀33、第二减压阀34、第三安全阀35和第九手动球阀36，第二减压阀34使得第六管路32中的天然气的压力进一步降低至锅炉12进气的压力范围，锅炉12通过燃烧低压天然气对循环水进行加热，第三安全阀35起到保护管路和设备的作用。

本实用新型的供热不滞后的高压天然气减压系统的工作流程为：

(1)气路系统：高压天然气存储设备中的天然气经气路系统的天然气进气口37进入管路，依次流经第一手动球阀17和第一过滤器18，天然气经第一过滤器18后分别流向第一流量控制阀1所在的管路、以及与换热器4的进气口连接的第一管路5，天然气经换热器4流向与换热器4的出气口连接的第二管路6，两个支路的天然气会流后依次流经第二流量控制阀2、第一安全阀19、第一减压阀3、第二手动球阀20。第一流量控制阀1用于控制流经其所在管路的高压天然气的流量，第二流量控制阀2起到节流减压的作用，使得高压天然气流经第二流量控制阀2后的压力降低到第二控制系统10设定的范围内以便满足第一减压阀3的要求。压力传感器8的作用是将感受到的第二流量控制阀2下游的压力传递给第二控制系统10，第二控制系统10经过运算将压力信号转化为电信号并驱动第二流量控制阀2，使其节流口面积发上变化直至压力传感器8输出到第二控制系统10的压力值在预设定的范围内，即，使第二流量控制阀2下游的压力符合设定要求；温度传感器7的作用是将第二流量控制阀2的出气端所在管路上测得的温度值传递给第一控制系统9，第一控制系统9经过运算后将温度值转化为电信号并驱动第一流量控制阀1进行动作，当温度值高于设定范围时，第一流量控制阀1的节流量减小，即增加流经第一流量控制阀1所在支路的气体流量，而减少流经换热器4所在支路的气体流量，从而达到减少换热的目的；当温度值低于设定范围时，第一流量控制阀1的节流量增加，即减少流经第一流量控制阀1所在支路的气体流量，而增加流经换热器4所在支路的气体流量，从而达到增加换热的目的。之后天然气经过第一减压阀3将其压力降低至最终需求值，并流经第二手动球阀20至天然气最终出气口38供用户使用。流经第二手动球阀20的天然气还可以经第六管路32流向锅炉12的进气口供锅炉12燃烧加热循环水用。

(2)水路系统：循环水经锅炉12加热后流经第四管路14进入换热器4的进水口，然后从换热器4的出水口流出，经第五管路15流向水泵11的进水口，从水泵11的出水口流出经第三管路13流向锅炉12的进水口，至此完成整个水路系统的工作循环。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种供热不滞后的高压天然气减压系统，其特征在于，包括气路系统和水路系统，其中，

所述气路系统包括沿天然气流向依次通过管路连接的高压天然气存储设备、第一流量控制阀、第二流量控制阀、第一减压阀以及需气设备；

所述第一流量控制阀的进气端的管路上并联设置有与换热器的进气口连接的第一管路，所述换热器的出气口通过第二管路与所述第一流量控制阀的出气端的管路连接；

所述第二流量控制阀的出气端的管路上设置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器通过第一控制系统与所述第一流量控制阀连接，所述压力传感器通过第二控制系统与所述第二流量控制阀连接；所述需气设备与天然气最终出气口连接；

所述水路系统包括水泵和锅炉，所述水泵的出水口通过第三管路与所述锅炉的进水口连接，所述锅炉的出水口通过第四管路与所述换热器的进水口连接，所述换热器的出水口通过第五管路与所述水泵的进水口连接，冷却液加注口通过管路与第五管路连接。

2.根据权利要求1所述的减压系统，其特征在于，所述高压天然气存储设备与所述第一流量控制阀进气端的管路和所述第一管路的连接处之间的管路上依次设置有第一手动球阀和第一过滤器。

3.根据权利要求2所述的减压系统，其特征在于，所述第二流量控制阀和所述第一减压阀之间的管路上设置有第一安全阀。

4.根据权利要求3所述的减压系统，其特征在于，所述第一减压阀的出气端的管路上设置有第二手动球阀。

5.根据权利要求1所述的减压系统，其特征在于，所述第一管路上设置有第三手动球阀。

6.根据权利要求1所述的减压系统，其特征在于，所述第五管路上沿循环水流向依次设置有第四手动球阀、水箱、第五手动球阀和第二过滤器。

7.根据权利要求6所述的减压系统，其特征在于，所述第三管路上沿循环水流向依次设置有第六手动球阀和第二安全阀。

8.根据权利要求7所述的减压系统，其特征在于，所述第四管路上沿循环水流向依次设置有第七手动球阀、单向阀和用常闭手动球阀进行封堵的排放口。

9.根据权利要求1所述的减压系统，其特征在于，所述锅炉的进气口通过第六管路与所述气路系统的天然气最终出气口的管路连接，所述第六管路上沿天然气流向依次设置有第八手动球阀、第二减压阀、第三安全阀和第九手动球阀。

10.根据权利要求1所述的减压系统，其特征在于，所述第一控制系统和第二控制系统为PLC系统。