CN210134077U - 一种两级聚结器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种两级聚结器，属于天然气分离技术领域。一种两级聚结器，包括：壳体，壳体内设有一级进气腔、一级换热腔、二级换热腔以及二级进气腔；壳体内还设有置于一级换热腔中的一级聚结滤芯和置于二级换热腔中二级聚结滤芯；壳体内还设有置于二级换热腔中的一级换热管和置于一级换热腔中的二级换热管。本实用新型将一级聚合分离器和二级聚合分离器组合为一台两级聚结器，在橇上占用位置减少，便于橇上各设备的布置以及减小橇的整体尺寸，便于各设备的安装维护以及便于橇的运输；同时在壳体中设置有换热管可以实现冷量回收，大大降低设备成本。

Description

一种两级聚结器

技术领域

本实用新型涉及天然气分离技术领域，具体涉及一种两级聚结器。

背景技术

天然气必须进行脱水脱烃，使水和烃露点满足相应标准后方能外输，以防止水和烃对天然气的正常输运产生不利影响。其中“浅冷+分子筛”脱水脱烃系统作为一种新型组合的脱水脱烃方案，具有较好的效果和影响，其装置成本低且能耗和运行成本也较低，在小型井站系统中有比较明显的优势。

“浅冷+分子筛”脱水脱烃系统不使用水合物抑制剂，装置在冬季亦能平稳运行，当输送环境温度高于设定值时，原料气经一级聚结分离器除去夹带的机械杂质和少量游离水后，进入“浅冷”装置对原料气进行冷冻脱水，然后进入二级聚结分离器分液，分液后回收冷量然后外输，确保外输气达到比管输环境低5℃左右。当环境温度低于设定值且高于水合物形成温度时，原料气先经一级聚结分离器除去夹带的机械杂质和少量游离水后进入“分子筛”装置脱水，再进入“浅冷装置”进行脱烃，然后进入二级聚结分离器分液，分液后回收冷量然后外输，确保外输气水露点达到-5℃左右，满足外输露点要求。当环境温度接近水合物形成温度时，停用“浅冷”装置，天然气经两级聚结分离后直接进入分子筛脱水。

由于“浅冷+分子筛”脱水脱烃系统通常成橇供货，因此系统中的设备体积均小型化，聚结分离器、二级聚结分离器、各换热器等设备均以单个装置的形式集成在橇中，使得橇上设备较多，布置紧凑，不便于组装、运输及维护。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种两级聚结器，以解决现有“浅冷+分子筛”脱水脱烃系统中设备较多，不便于组装、运输及维护的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种两级聚结器，包括：壳体以及与壳体连接的盲板；壳体内设有一级进气腔、一级换热腔、二级换热腔以及二级进气腔，一级进气腔、一级换热腔、二级换热腔以及二级进气腔分别设有一级进气口、二级出气口、一级出气口以及二级进气口；

壳体内还设有一级聚结滤芯和二级聚结滤芯；一级聚结滤芯位于一级换热腔内，一级聚结滤芯的底部与一级进气腔连通；二级聚结滤芯位于二级换热腔内，二级聚结滤芯的底部与二级进气腔连通；

壳体内还设有位于二级换热腔中的一级换热管以及位于一级换热腔中的二级换热管；一级换热管的两端分别与一级换热腔和一级出气口连通，二级换热管的两端分别与二级换热腔和二级出气口连通。

本实用新型将一级聚合分离器和二级聚合分离器组合为一台两级聚结器，在橇上占用位置减少，便于橇上各设备的布置以及减小橇的整体尺寸，便于各设备的安装维护以及便于橇的运输。同时在壳体中设置各换热管可以使处于不同温度的天然气进行热交换，实现冷量回收，大大降低设备成本。

两级聚结器工作原理：(1)天然气从一级进气口进入一级进气腔，再从一级聚结滤芯的底部进入一级聚结滤芯的内部，天然气通过一级聚结滤芯分离出机械杂质、游离水后进入一级换热腔，与二级换热管中的流体进行热交换，然后进入一级换热管，与二级换热腔中的流体进行热交换后从一级出气口对外输出。

(2)从一级出气口输出的天然气经过浅冷装置、或分子筛装置和浅冷装置后从二级进气口进入二级进气腔中，在从二级聚结滤芯的底部进入二级聚结滤芯的内部，天然气通过二级聚结滤芯分液后进入二级换热腔，与一级换热管中的流体进行热交换，然后进入二级换热管，与一级换热腔中的流体进行热交换后从二级出气口对外输出。从二级出气口输出的天然气根据工艺经过分子筛等装置或直接输送至外输管，实现天然气的脱水脱烃流程。

进一步地，上述壳体内从上到下依次设有第一横向隔板和第二横向隔板；第一横向隔板与第二横向隔板之间的区域通过隔板分为一级换热腔和二级换热腔；第二横向隔板与壳体底部之间的区域通过隔板分为一级进气腔和二级进气腔。

本实用新型将一级换热腔和二级换热腔靠近壳体的顶部设置，便于一级聚结滤芯和二级聚结滤芯的从盲板处进行更换。一级进气腔和二级进气腔靠近壳体的底部设置，便于二级进气腔中的液体排出。同时腔体从上到下进行多层设置，可以减小聚结器的横向体积，即减小了聚结器在橇上的安装体积，便于聚结器的安装。

进一步地，上述一级进气腔靠近一级进气口的位置以及二级进气腔靠近二级进气口的位置均设有防冲挡板。

本实用新型的防冲挡板可以对天然气起到缓冲作用，防止冲刷。

进一步地，上述一级聚结滤芯和二级聚结滤芯的顶部分别与第一横向隔板连接，一级聚结滤芯和二级聚结滤芯的底部分别通过密封垫与第二横向隔板连接。

本实用新型的一级聚结滤芯和二级聚结滤芯均通过第二横向隔板以及螺杆、螺母进行固定，一级聚结滤芯和二级聚结滤芯的底部与一级进气腔或二级进气腔连通时，通过密封垫进行密封，防止气体泄漏。

进一步地，上述第一横向板设有放置孔；第一横向板还设有与放置孔的侧壁密封连接的滤芯旋盖。

本实用新型的放置孔用于一级聚结滤芯或二级聚结滤芯的拆换，滤芯旋盖用于放置孔的封堵，防止气体泄漏。

进一步地，上述第二横向隔板的底壁设有螺杆支撑件；一级换热腔和二级换热腔内均设有螺杆；螺杆的底端与螺杆支撑件固定连接，螺杆的中部贯穿一级聚结滤芯或二级聚结滤芯，螺杆的顶端套设有限位环；限位环与放置孔的侧壁滑动配合。

本实用新型的螺杆用于固定一级聚结滤芯或二级聚结滤芯。一级聚结滤芯或二级聚结滤芯从放置孔放入相应的腔体中，底部通过密封垫与第二横向板接触，螺杆贯穿一级聚结滤芯或二级聚结滤芯并从其顶部伸出，再套设限位环，限位环置于放置孔中并固定限位环，即可对一级聚结滤芯或二级聚结滤芯进行固定。

进一步地，上述螺杆上设有位于限位环两侧的第一螺母和第二螺母；第一螺母通过密封垫与一级聚结滤芯或二级聚结滤芯的顶部连接。

本实用新型的第一螺母在旋拧时可以对螺杆与一级聚结滤芯或二级聚结滤芯之间连接位置进行密封(压紧密封垫)，并且第一螺母在旋拧时还可以压紧一级聚结滤芯或二级聚结滤芯，实现一级聚结滤芯或二级聚结滤芯的固定。第一螺母安装完成后，再套设限位环，最后再旋拧第二螺母，实现限位环的固定。

进一步地，上述一级聚结滤芯和二级聚结滤芯的顶部均设有吊环；盲板为快开盲板。

本实用新型的吊环用于一级聚结滤芯或二级聚结滤芯的吊装，实现一级聚结滤芯或二级聚结滤芯的更换。快开盲板可以方便快捷更换滤芯。

本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型将一级聚合分离器和二级聚合分离器组合为一台两级聚结器，在橇上占用位置减少，便于橇上各设备的布置以及减小橇的整体尺寸，便于各设备的安装维护以及便于橇的运输。

(2)本实用新型的两级聚结器可以实现冷量回收，大大降低设备成本。

(3)本实用新型的两级聚结器安装在橇上时，管路相应减少，可以方便管路布置与操作。

(4)本实用新型的各级聚结滤芯可以方便进行更换。

附图说明

图1为本实用新型的两级聚结器的结构示意图；

图2为本实用新型的壳体与盲板的连接结构示意图；

图3为本实用新型的二级聚结滤芯的安装示意图；

图4为图3的A部放大图；

图5为本实用新型的限位环的结构示意图。

图中：10-壳体；11-一级进气腔；12-一级换热腔；13-二级换热腔；14-二级进气腔；15-第一横向隔板；16-第二横向隔板；17-防冲挡板；20-盲板；30-一级聚结滤芯；40-二级聚结滤芯；43-螺杆；44-限位环；45-第一螺母；46-第二螺母；47-吊环；50-一级换热管；60-二级换热管；111-一级进气口；121-二级出气口；131-一级出气口；141-二级进气口；151-放置孔；152-滤芯旋盖；161-螺杆支撑件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

请参照图1，一种两级聚结器，包括壳体10和盲板20。壳体10的顶部开口，盲板20与壳体10的顶部开口配合。在本实施例中，盲板20为便于拆卸的快开盲板。

壳体10的内部设有一级进气腔11、一级换热腔12、二级换热腔13以及二级进气腔14，一级换热腔12和二级换热腔13并排设置，并且一级换热腔12和二级换热腔13分别位于一级进气腔11和二级进气腔14的上方。一级进气腔11、一级换热腔12、二级换热腔13一级二级进气腔14分别设有一级进气口111、二级出气口121；一级出气口131以及二级进气口141。

壳体10内还设有一级聚结滤芯30、二级聚结滤芯40。一级聚结滤芯30位于一级换热腔12中并且一级聚结滤芯30的底部与一级进气腔11连通。二级聚结滤芯40位于二级换热腔13中并且二级聚结滤芯40的底部与二级进气腔14连通。

壳体10内还设有一级换热管50和二级换热管60。一级换热管50位于二级换热腔13中并且一级换热管50的两端分别与一级换热腔12和一级出气口131连通。二级换热管60位于一级换热腔12中并且二级换热管60的两端分别与二级换热腔13和二级出气口121连通。

请参照图2，壳体10中从上到下依次设有第一横向隔板15和第二横向隔板16。第一横向隔板15与第二横向隔板16之间区域通过隔板形成并排一级换热腔12和二级换热腔13。第二横向隔板16与壳体10底部之间的区域通过隔板形成一级进气腔11和二级进气腔14。一级进气腔11靠近一级进气口111的位置以及二级进气腔14靠近二级进气口141的位置均设有防冲挡板17。

第一横向隔板15设有两个放置孔151，两个放置孔151分别与一级换热腔12和二级换热腔13连通。第一横向隔板15上还设有两个滤芯旋盖152，滤芯旋盖152通过螺纹与放置孔151的顶部侧壁密封连接。

第二横向隔板16上设有两个分别与一级换热腔12和二级换热腔13连通的通孔，两个通孔分别与两个放置孔151相对应。第二横向隔板16的底壁固定设有螺杆支撑件161，螺杆支撑件161与通孔相对设置，螺杆支撑件161不会阻挡天然气通过通孔在一级进气腔11和一级换热腔12之间以及二级进气腔14与二级换热腔13之间的流通。

壳体10的底部设有与第一进气腔11连通的排液口(未示出)以及与第二进气腔14连通的排液口(未示出)，用于液态水的排出。

请参照图3至图5，一级聚结滤芯30和二级聚结滤芯40的结构、朝向均一致，在本实施例中仅对二级聚结滤芯40的结构进行说明。二级聚结滤芯40呈筒状并竖直设置，其底部为敞口，侧壁为滤网，顶部设有挡板，天然气从聚结滤芯的底部进入，从侧壁处的滤网流出，实现对天然气的过滤等。二级聚结滤芯40的直径小于放置孔151的直径，使得二级聚结滤芯40可以从放置孔151处进行拆装。

二级聚结滤芯40的底部放置在第二横向隔板16上，在二级聚结滤芯40与第二横向隔板16之间设置密封垫，防止天然气从二级聚结滤芯40与第二横向隔板16之间的连接处溢出。为防止密封垫的移动以及对二级聚结滤芯40的限位，可以在第二横向隔板16的顶部设置安置槽，安置槽围绕通孔设置，密封垫以及二级聚结滤芯40的底部置于安置槽中，可以防止密封垫的移动以及可以对二级聚结滤芯40进行限位。二级聚结滤芯40顶部的挡板上设有用于吊装的吊环47。

一级换热腔12和二级换热腔13中均设有螺杆43，本是实施例仅对二级换热腔13中的螺杆43进行说明。螺杆43竖直设置，其底部通过焊接与螺杆支撑件161固定连接，中部依次穿过通孔、二级聚结滤芯40的滤网和挡板，顶部设有限位环44、第一螺母45以及第二螺母46。限位环44套设在螺杆43上并可以在螺杆43上滑动，限位环44置于放置孔151中并且限位环44的可以在放置孔151中滑动，从而对二级聚结滤芯40在径向上进行限位。第一螺母45和第二螺母46分别位于限位环44的两侧，第一螺母45位于限位环44和二级聚结滤芯40的挡板之间，第一螺母45与二级聚结滤芯40的挡板之间设有密封垫，防止天然气从二级聚结滤芯40的顶部溢出。在本实施例中，限位环44的中部为可以套设在螺杆43上的圆环，圆环的边缘设有多根杆件，多根杆件的边缘与放置孔151的侧壁滑动配合，实现限位功能，相邻杆件之间具有间隙，可以便于吊环47的穿过。

在安装二级聚结滤芯40时，先将二级聚结滤芯40吊装至二级换热腔13中，然后旋拧第一螺母45，对二级聚结滤芯40进行密封以及固定，再安装限位环44和第二螺母46，对二级聚结滤芯40进行固定限位。

两级聚结器工作原理：(1)天然气从一级进气口111进入一级进气腔11，再从一级聚结滤芯30的底部进入一级聚结滤芯30的内部，天然气通过一级聚结滤芯30分离出机械杂质、游离水后进入一级换热腔12，与二级换热管60中的流体进行热交换，然后进入一级换热管50，与二级换热腔13中的流体进行热交换后从一级出气口131对外输出。

(2)从一级出气口131输出的天然气经过浅冷装置或分子筛装置及浅冷装置后从二级进气口141进入二级进气腔14中，在从二级聚结滤芯40的底部进入二级聚结滤芯40的内部，天然气通过二级聚结滤芯40分液后进入二级换热腔13，与一级换热管50中的流体进行热交换，然后进入二级换热管60，与一级换热腔12中的流体进行热交换后从二级出气口121对外输出。从二级出气口121输出的天然气根据工艺经过分子筛等装置或直接输送至外输管，实现天然气的脱水脱烃流程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种两级聚结器，其特征在于，包括：壳体(10)以及与所述壳体(10)连接的盲板(20)；所述壳体(10)内设有一级进气腔(11)、一级换热腔(12)、二级换热腔(13)以及二级进气腔(14)，所述一级进气腔(11)、一级换热腔(12)、二级换热腔(13)以及二级进气腔(14)分别设有一级进气口(111)、二级出气口(121)、一级出气口(131)以及二级进气口(141)；

所述壳体(10)内还设有一级聚结滤芯(30)和二级聚结滤芯(40)；所述一级聚结滤芯(30)位于所述一级换热腔(12)内，所述一级聚结滤芯(30)的底部与所述一级进气腔(11)连通；所述二级聚结滤芯(40)位于所述二级换热腔(13)内，所述二级聚结滤芯(40)的底部与所述二级进气腔(14)连通；

所述壳体(10)内还设有位于二级换热腔(13)中的一级换热管(50)以及位于一级换热腔(12)中的二级换热管(60)；所述一级换热管(50)的两端分别与所述一级换热腔(12)和一级出气口(131)连通，所述二级换热管(60)的两端分别与所述二级换热腔(13)和二级出气口(121)连通。

2.根据权利要求1所述的两级聚结器，其特征在于，所述壳体(10)内从上到下依次设有第一横向隔板(15)和第二横向隔板(16)；所述第一横向隔板(15)与第二横向隔板(16)之间的区域通过隔板分为一级换热腔(12)和二级换热腔(13)；所述第二横向隔板(16)与所述壳体(10)底部之间的区域通过隔板分为一级进气腔(11)和二级进气腔(14)。

3.根据权利要求2所述的两级聚结器，其特征在于，所述一级进气腔(11)靠近所述一级进气口(111)的位置以及所述二级进气腔(14)靠近所述二级进气口(141)的位置均设有防冲挡板(17)。

4.根据权利要求3所述的两级聚结器，其特征在于，所述一级聚结滤芯(30)和所述二级聚结滤芯(40)的顶部分别与所述第一横向隔板(15)连接，所述一级聚结滤芯(30)和所述二级聚结滤芯(40)的底部分别通过密封垫与所述第二横向隔板(16)连接。

5.根据权利要求4所述的两级聚结器，其特征在于，所述第一横向板(15)设有放置孔(151)；所述第一横向板(15)还设有与所述放置孔(151)的侧壁密封连接的滤芯旋盖(152)。

6.根据权利要求5所述的两级聚结器，其特征在于，所述第二横向隔板(16)的底壁设有螺杆支撑件(161)；所述一级换热腔(12)和所述二级换热腔(13)内均设有螺杆(43)；所述螺杆(43)的底端与所述螺杆支撑件(161)固定连接，所述螺杆(43)的中部贯穿所述一级聚结滤芯(30)或二级聚结滤芯(40)，所述螺杆(43)的顶端套设有限位环(44)；所述限位环(44)与所述放置孔(151)的侧壁滑动配合。

7.根据权利要求6所述的两级聚结器，其特征在于，所述螺杆(43)上设有位于所述限位环(44)两侧的第一螺母(45)和第二螺母(46)；所述第一螺母(45)通过密封垫与所述一级聚结滤芯(30)或二级聚结滤芯(40)的顶部连接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的两级聚结器，所述一级聚结滤芯(30)和所述二级聚结滤芯(40)的顶部均设有吊环(47)；所述盲板(20)为快开盲板。

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