CN216345430U - 天然气机组及发动机供气装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种天然气机组及发动机供气装置，发动机供气装置包括供气管路以及设置于所述供气管路的加热器、第一调压阀和过滤器，所述供气管路的第一端用于与气源相连通，所述供气管路的第二端用于与发动机的进气口相连通，所述第一调压阀位于所述加热器和所述第二端之间，所述过滤器位于所述第一调压阀和所述第二端之间。本申请能够解决发动机供气装置因发动机燃料气品质差而可靠性较低的问题。

Description

天然气机组及发动机供气装置

技术领域

本申请属于供气装置技术领域，具体涉及一种天然气机组及发动机供气装置。

背景技术

发动机是天然气机组的重要组成部分之一，发动机可以通入供其运行的燃料气。发动机的燃料气品质会直接影响发动机的运行可靠性，有些天然气机组所处场地条件有限，在天然气机组或者其它集气增压装置正式投运前，发动机供气装置只能提供原料气作为发动机燃料气。

由于原料气中通常含有游离水、重烃和烃等成分，因此原料气经过调压后容易因压力降所产生的温度降而生成水合物或冰，这些水合物或冰容易沉积到发动机供气装置中，导致发动机供气装置出现堵塞现象。故，传统的发动机供气装置存在因发动机燃料气品质差而可靠性较低的问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种天然气机组及发动机供气装置，能够解决发动机供气装置因发动机燃料气品质差而可靠性较低的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种发动机供气装置，其包括供气管路以及设置于所述供气管路的加热器、第一调压阀和过滤器，所述供气管路的第一端用于与气源相连通，所述供气管路的第二端用于与发动机的进气口相连通，所述第一调压阀位于所述加热器和所述第二端之间，所述过滤器位于所述第一调压阀和所述第二端之间。

第二方面，本申请实施例提供了一种天然气机组，其包括发动机和上述发动机供气装置，所述发动机设有所述进气口。

本申请中，供气管路设有加热器，加热器可以对供气管路中的气体进行加热，因此当供气管路所提供的气体是原料气时，加热器可以提升原料气的温度，使得原料气经第一调压阀调压后的温度随之升高，进而不容易生成水合物或冰，也就不容易出现发动机供气装置堵塞的情况。因此，本申请可以提升发动机供气装置的可靠性。

附图说明

图1为本申请第一实施例公开的天然气机组的部分结构示意图；

图2为本申请第二实施例公开的天然气机组的部分结构示意图；

图3为本申请第三实施例公开的天然气机组的部分结构示意图；

图4为本申请实施例公开的控制方法的流程示意图。

附图标记说明：

110-供气管路、111-第一供气支路、112-第二供气支路、113-供气干路、114-供气旁路、120-加热器、130-第一调压阀、140-过滤器、150-第一切断阀、160-第二切断阀、170-第二调压阀、180-第一单向阀、190-第三调压阀、210-第三切断阀、220-第四切断阀、230-第五切断阀、240-第一压力检测件、250-第二压力检测件、260-第三压力检测件、270-第六切断阀、280-安全阀、290-燃气切断阀、310-第七切断阀、320-第二单向阀、330-第八切断阀、410-发动机。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的天然气机组、发动机供气装置及其控制方法进行详细地说明。

参考图1，本申请实施例公开一种发动机供气装置，其包括供气管路110以及设置于供气管路110的加热器120、第一调压阀130和过滤器140，供气管路110的第一端用于与气源相连通，供气管路110的第二端用于与发动机410的进气口相连通，第一调压阀130位于加热器120和供气管路110的第二端之间，过滤器140位于第一调压阀130和供气管路110的第二端之间。气源可以仅为一个，该气源可以提供未经处理的原料气，该原料气的压力较高，因此可以通过第一调压阀130降低原料气的压力，使得原料气的压力可以满足发动机410的运行需求。

过滤器140可以过滤燃料气中的液态水、重烃和烃等物质，从而提升燃料气的品质。过滤器140的排污管路上设有第七切断阀310和第二单向阀320，第七切断阀310可以实现排污管路的导通和断开，第二单向阀320可以防止排污管路下游的液体回窜至过滤器140内。

供气管路110可以设置第一切断阀150，该第一切断阀150位于供气管路110靠近气源的一端，第一切断阀150打开时，供气管路110处于导通状态，第一切断阀150关闭时，供气管路110处于断开状态。此外，供气管路110还可以设有安全阀280，该安全阀280位于第一调压阀130和过滤器140之间，其用于实现发动机供气装置的超压保护。可选地，供气管路110还设有燃气切断阀290，燃气切断阀290可由发动机410的控制系统进行控制，当发动机410达到运行条件时，发动机410的控制系统可打开燃气切断阀290，以便于发动机供气装置向发动机410提供燃料气，如果需要发动机410停机，则发动机410的控制系统可关闭燃气切断阀290，发动机供气装置不再向发动机410提供燃料气。

当供气管路110处于导通状态时，气源提供的燃料气依次经过加热器120、第一调压阀130和过滤器140后进入发动机410，因此燃料气可以被加热、调压以及过滤。由于加热器120可以对供气管路110中的气体进行加热，因此当供气管路110所提供的气体是原料气时，加热器120可以提升原料气的温度，使得原料气经第一调压阀130调压后的温度随之升高，进而不容易生成水合物或冰，也就不容易出现发动机供气装置堵塞的情况。因此，该实施例可以提升发动机供气装置的可靠性。另外，相比于采用复杂的气体处理设备防止原料气经调压后生成水合物或冰，本申请实施例增加的加热器120和过滤器140结构比较简单，因此发动机供气装置的成本更低，且加热器120和过滤器140占用的空间更小，便于将加热器120和过滤器140安装于发动机410的安装撬上。

前文提到，气源可以为单一气源，气源所能提供的燃料气仅为一种气体，但可以作为发动机410的燃料气的气体有多种，因此为了适用于更多气体，如图2所示，另一实施例中，供气管路110包括第一供气支路111、第二供气支路112和供气干路113，第一供气支路111的一端用于与第一气源相连通，第一供气支路111的另一端与供气干路113的第三端相连通，第二供气支路112的一端用于与第二气源相连通，第二供气支路112的另一端与供气干路113的第三端相连通，供气干路113的第四端用于与发动机410的进气口相连通。即，第一供气支路111和第二供气支路112并联，两者均匀供气干路113串联。加热器120和第一调压阀130均设置于第一供气支路111，第一供气支路111设有第一切断阀150，加热器120位于第一切断阀150和第一调压阀130之间，过滤器140设置于供气干路113，第二供气支路112设有第二切断阀160和第二调压阀170，第二调压阀170位于第二切断阀160和过滤器140之间。

上述实施例中，第一供气支路111中的气体可以被加热、调压，第二供气支路112中的气体可以不加热，而是仅调压，因此第一气源可以提供未经处理的原料气，第二气源可以提供经过处理的天然气，由于该天然气已经经过处理，所以即使其压力降低也不容易生成水合物或冰，因而可以不对该经过处理的天然气进行加热。由此可见，该实施例可以适用于不同气体，因此可以根据实际情况灵活选择发动机供气装置向发动机410提供的燃料气，此种发动机供气装置的适用范围更广。此外，采用阀门切换的方式更便于管路切换。

由于第一气源和第二气源提供的气体不同，因此可能存在第一供气支路111中的气体的压力与第二供气支路112中的气体的压力不同的情况，当第一供气支路111中的气体的压力大于第二供气支路112中的气体的压力时，第一供气支路111中的气体容易反串至第二供气支路112中，进而造成燃料气品质变差以及安全性降低等问题。因此，可选地，第二供气支路112还设有第一单向阀180，第一单向阀180位于过滤器140与第二调压阀170之间，从而防止第一供气支路111中的气体反串至第二供气支路112中。

需要说明的是，通常情况下，第一供气支路111中的气体的压力大于第二供气支路112中的气体的压力，因此不容易出现第二供气支路112中的气体反串至第一供气支路111的问题，也就不需要在第一供气支路111设置单向阀，但是，如果存在第一供气支路111中的气体的压力小于第二供气支路112中的气体的压力的情况，就可以在第一供气支路111设置单向阀，以防止第二供气支路112中的气体反串至第一供气支路111中。

当第一气源提供的气体压力较低时，仅通过第一调压阀130就可以满足该气体的调压需求，但是如果第一气源提供的气体压力较高，那么仅依靠第一调压阀130就无法满足调压需求。基于此，如图3所示，第一供气支路111还可以设有第三调压阀190，第三调压阀190位于加热器120和第一调压阀130之间。如此设置后，第一气源提供的气体首先经过第三调压阀190调压，然后再由第一调压阀130进行二次调压，从而使得第一气源所提供的气体的压力降低至目标值，以此满足发动机410的运行要求。

进一步地，为了根据第一气源所提供气体的压力变化情况灵活选择调压方案，供气管路110还包括供气旁路114，供气旁路114上设有第三切断阀210，供气旁路114的两端均与第一供气支路111相连通，且供气旁路114的一端位于加热器120和第三调压阀190之间，供气旁路114的另一端位于第三调压阀190和第一调压阀130之间，第一供气支路111还设有第四切断阀220，第四切断阀220位于供气旁路114的两端之间。当第一气源所提供气体的压力较高时，可以关闭第三切断阀210，同时打开第四切断阀220，以使供气旁路114断开，气体可以流经第三调压阀190，此时通过第三调压阀190和第一调压阀130共同调整气体的压力，从而满足调压需求；当第一气源所提供气体的压力较低时，可以打开第三切断阀210，同时关闭第四切断阀220，以使供气旁路114导通，气体无法流经第三调压阀190，此时仅通过第一调压阀130即可调整气体的压力，从而满足调压需求。此外，当第三调压阀190出现故障需要维修时，可以关闭第四切断阀220，同时打开第三切断阀210，由于此时供气旁路114导通，因此对第三调压阀190进行维修操作不会影响第一气源中的气体进入发动机410，因此该结构还可以实现不停机维修第三调压阀190的效果。

可选的实施例中，第一供气支路111还设有第五切断阀230，第三调压阀190位于第四切断阀220和第五切断阀230之间。当第三调压阀190出现故障需要维修时，可以关闭第四切断阀220和第五切断阀230，从而便于将第三调压阀190从第一供气支路111取下，因此该实施例更便于第三调压阀190的维修。

可选地，第一供气支路111还设有第一压力检测件240，第一压力检测件240位于第一切断阀150和加热器120之间，第一压力检测件240可以检测第一供气支路111中的气体的压力，从而便于对整个供气过程进行监控。同理地，第二供气支路112还设有第二压力检测件250，第二压力检测件250位于第二切断阀160和第二调压阀170之间，第二压力检测件250可以检测第二供气支路112中的气体的压力，从而便于对整个供气过程进行监控。

此外，供气干路113还设有第三压力检测件260，第三压力检测件260位于过滤器140和第四端之间，第三压力检测件260可以检测发动机410的进气压力，一方面可以确认发动机410的进气压力是否符合要求，另一方面，当发动机410的进气压力需要调整时，可以调整第一调压阀130、第二调压阀170和第三调压阀190中的至少一者，调整过程中第三压力检测件260可以直观显示调整后的进气压力，从而便于操作人员确定调整过程是否可以结束。

上述的第一压力检测件240、第二压力检测件250和第三压力检测件260均可以为压力表。

进一步地，第二供气支路112还设有第六切断阀270，第二调压阀170位于第二切断阀160和第六切断阀270之间。当第二调压阀170出现故障需要维修时，可以关闭第二切断阀160和第六切断阀270，从而将第三调压阀190更彻底地断开，因此该实施例更便于第二调压阀170的维修。同理地，第一供气支路111还设有第八切断阀330，第一调压阀130位于第一切断阀150和第八切断阀330之间，以便于维修第一调压阀130。第一调压阀130、第五切断阀230和第八切断阀330的设计压力可以按照气源输出气体的压力较高的情况来设计，从而保证三者可以承受高压，或者，可以在第一调压阀130和第八切断阀330之间额外增加安全阀，从而提升安全性。

需要说明的是，本申请实施例中的各切断阀可以是手动阀，也可以是电动阀或气动阀。

本申请实施例还公开一种天然气机组，包括发动机410和上述任意实施例所述的发动机供气装置，发动机410设有进气口，发动机供气装置可与该进气口相连通，从而为发动机410提供燃料气。

可选地，加热器120可以采用多种加热方式，例如电加热等。为了降低天然气机组的能耗，可以将冷却发动机410后的高温冷却水引至加热器120，从而利用高温冷却水实现加热目的。即，发动机410具有出水口，加热器120具有进水口，出水口与进水口相连通，以此充分利用出水口流出的高温冷却水所携带的热量，这样就不需要额外增加结构来提供热能，同时可以实现高温冷却水的回收利用。因此，该实施例不仅可以降低天然气机组的能耗，还可以简化天然气机组的结构，以降低其成本。可选地，加热器120可以为管壳式换热器或板式换热器等结构。

如图4所示，本申请实施例还公开一种发动机供气装置的控制方法，该控制方法应用于上述任意实施例所述的发动机供气装置，其包括：

S100、获取供气指令。

该供气指令可以由操作人员手动发出，也可以由系统自动生成。

S200、在供气指令为原料气供气指令的情况下，响应于原料气供气指令，接通供气管路110，以使原料气被加热至预设温度，且原料气经第一调压阀130调压后的温度大于或等于温度阈值。这里的原料气供气指令指的是可以由原料气作为燃料气的指令，温度阈值指的是原料气调压后不容易生成水合物或冰的温度，因此这里的温度阈值可以是原料气的冰点温度和水合物生成温度中的较小者。在获取到原料气供气指令的情况下，气源提供原料气，供气管路110对原料气进行加热，使得原料气经第一调压阀130调压后的温度随之升高，进而不容易生成水合物或冰，也就不容易出现发动机供气装置堵塞的情况。因此，该控制方法可以提升发动机供气装置的可靠性。

进一步地，当供气管路110包括第一供气支路111、第二供气支路112和供气干路113，加热器120和第一调压阀130均设置于第一供气支路111，第二供气支路112设有第二调压阀170时，响应于原料气供气指令，接通供气管路110的步骤具体为：响应于原料气供气指令，接通第一供气支路111，同时，控制方法还包括：

S300、在供气指令为天然气供气指令的情况下，响应于天然气供气指令，接通第二供气支路112，以调整第二供气支路112中的天然气的压力。

此实施例可以通过第一供气支路111和第二供气支路112分别向发动机410供给不同的燃料气，即原料气和经过处理的天然气，从而使得发动机供气装置的适用范围更广。

更进一步地，当第一供气支路111还设有第三调压阀190，供气管路110还包括供气旁路114，供气旁路114设有第三切断阀210时，响应于原料气供气指令，接通第一供气支路111的步骤具体包括：

S210、在原料气的压力为第一压力时，响应于原料气供气指令，接通第一供气支路111。

S220、在原料气的压力为第二压力时，响应于原料气供气指令，接通供气旁路114。

其中，第一压力大于第二压力。该实施例可以针对原料气的不同压力灵活选择不同的调压方案，从而使得发动机供气装置可以适用于不同压力的气体，同时可以更有针对性地调整气体压力。此外，该实施例还可以实现不停机维修第三调压阀190的效果。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种发动机供气装置，其特征在于，包括供气管路(110)以及设置于所述供气管路(110)的加热器(120)、第一调压阀(130)和过滤器(140)，所述供气管路(110)的第一端用于与气源相连通，所述供气管路(110)的第二端用于与发动机(410)的进气口相连通，所述第一调压阀(130)位于所述加热器(120)和所述第二端之间，所述过滤器(140)位于所述第一调压阀(130)和所述第二端之间。

2.根据权利要求1所述的发动机供气装置，其特征在于，所述供气管路(110)包括第一供气支路(111)、第二供气支路(112)和供气干路(113)，所述第一供气支路(111)的一端用于与第一气源相连通，所述第一供气支路(111)的另一端与所述供气干路(113)的第三端相连通，所述第二供气支路(112)的一端用于与第二气源相连通，所述第二供气支路(112)的另一端与所述供气干路(113)的第三端相连通，所述供气干路(113)的第四端用于与所述进气口相连通；

所述加热器(120)和所述第一调压阀(130)均设置于所述第一供气支路(111)，所述第一供气支路(111)还设有第一切断阀(150)，所述加热器(120)位于所述第一切断阀(150)和所述第一调压阀(130)之间，所述过滤器(140)设置于所述供气干路(113)，所述第二供气支路(112)设有第二切断阀(160)和第二调压阀(170)，所述第二调压阀(170)位于所述第二切断阀(160)和所述过滤器(140)之间。

3.根据权利要求2所述的发动机供气装置，其特征在于，所述第二供气支路(112)还设有第一单向阀(180)，所述第一单向阀(180)位于所述过滤器(140)与所述第二调压阀(170)之间。

4.根据权利要求2所述的发动机供气装置，其特征在于，所述第一供气支路(111)还设有第三调压阀(190)，所述第三调压阀(190)位于所述加热器(120)和所述第一调压阀(130)之间。

5.根据权利要求4所述的发动机供气装置，其特征在于，所述供气管路(110)还包括供气旁路(114)，所述供气旁路(114)上设有第三切断阀(210)，所述供气旁路(114)的两端均与所述第一供气支路(111)相连通，且所述供气旁路(114)的一端位于所述加热器(120)和所述第三调压阀(190)之间，所述供气旁路(114)的另一端位于所述第三调压阀(190)和所述第一调压阀(130)之间，所述第一供气支路(111)还设有第四切断阀(220)，所述第四切断阀(220)位于所述供气旁路(114)的两端之间。

6.根据权利要求5所述的发动机供气装置，其特征在于，所述第一供气支路(111)还设有第五切断阀(230)，所述第三调压阀(190)位于所述第四切断阀(220)和所述第五切断阀(230)之间。

7.根据权利要求2所述的发动机供气装置，其特征在于，所述第一供气支路(111)还设有第一压力检测件(240)，所述第一压力检测件(240)位于所述第一切断阀(150)和所述加热器(120)之间；和/或，

所述第二供气支路(112)还设有第二压力检测件(250)，所述第二压力检测件(250)位于所述第二切断阀(160)和所述第二调压阀(170)之间；和/或，

所述供气干路(113)还设有第三压力检测件(260)，所述第三压力检测件(260)位于所述过滤器(140)和所述第四端之间。

8.根据权利要求2所述的发动机供气装置，其特征在于，所述第二供气支路(112)还设有第六切断阀(270)，所述第二调压阀(170)位于所述第二切断阀(160)和所述第六切断阀(270)之间。

9.一种天然气机组，其特征在于，包括发动机(410)和权利要求1至8中任一项所述的发动机供气装置，所述发动机(410)设有所述进气口。

10.根据权利要求9所述的天然气机组，其特征在于，所述发动机(410)具有出水口，所述加热器(120)具有进水口，所述出水口与所述进水口相连通。

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