CN218720650U - 高压天然气节流降压装置与系统 - Google Patents

高压天然气节流降压装置与系统 Download PDF

Info

Publication number
CN218720650U
CN218720650U CN202222787674.3U CN202222787674U CN218720650U CN 218720650 U CN218720650 U CN 218720650U CN 202222787674 U CN202222787674 U CN 202222787674U CN 218720650 U CN218720650 U CN 218720650U
Authority
CN
China
Prior art keywords
natural gas
tube
pipe
pressure
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202222787674.3U
Other languages
English (en)
Inventor
张泉
高军红
邓敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanchong Southwest Petroleum University Design And Research Institute Co ltd
Original Assignee
Nanchong Southwest Petroleum University Design And Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanchong Southwest Petroleum University Design And Research Institute Co ltd filed Critical Nanchong Southwest Petroleum University Design And Research Institute Co ltd
Priority to CN202222787674.3U priority Critical patent/CN218720650U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN218720650U publication Critical patent/CN218720650U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种高压天然气节流降压装置与系统,涉及天然气管网技术领域,目的是避免涡流管的冷端管出现冰堵,采用的技术方案是:防冰堵涡流管,涡流管的热端管与冷端管之间设置回流管,回流管上设置文丘里管,文丘里管的出口端与冷端管对应,文丘里管的入口端连接进气管,与热端管对应的回流管连接于文丘里管的负压区。高压天然气节流降压装置,包括上述防冰堵涡流管,涡流管的冷端管经第一换热器接入低温输出管,实现对冷能的收集,涡流管的热端管经第二换热器接入高温输出管,实现对热能的收集。高压天然气节流降压方法,高压天然气经涡流管分流为低压的低温天然气和低压的高温天然气。本实用新型用于高压天然气的节流降压。

Description

高压天然气节流降压装置与系统
技术领域
本实用新型涉及天然气管网技术领域,具体涉及一种防冰堵涡流管,以及通过该防冰堵涡流管对高压天然气进行节流降压的装置及方法。
背景技术
涡流管是一个没有运动部件、结构简单的能量分离装置,涡流管的两端均为出口并分别为热端管和冷端管。涡流管用于天然气工业井口节流降压时,高压的天然气经涡流管后被分流为两股低压的天然气,一股为从热端管流出的相对高温的天然气,另一股为从冷端管流出的相对低温的天然气。对于经涡流管分流得到的高温天然气和低温天然气,均蕴含着热量,现有技术并未充分利用。
由于天然气中含有水分,涡流管的冷端管容易出现结冰导致堵塞,影响涡流管的正常运行。为了避免涡流管的冷端管出现冰堵,一般的解决方式是在冷端管设置加热装置。
公告号为CN 112555237 A的专利公开了一种涡流管诱发激波水合物抑制装置,包括涡流管,涡流管上设有高压进气口和回流进气口,涡流管两端分别为热端管和冷端管,热端管设有回流管和热端出口管,回流管的出口与回流进气口相连。该专利将涡流管热端出口通过回流管与冷端交换室相连,使回流气体在冷端进口初始段内壁形成热气流薄膜层,防止冷端管发生冰堵,由于涡流管的热端管和冷端管的气压无明显差别,热端管的气流并不会沿回流管流至冷端管,无法有效解决冷端管的冰堵问题。
实用新型内容
本实用新型首先提供一种防冰堵涡流管,目的是有效解决涡流管的冷端管的冰堵问题。
本实用新型采用的技术方案是:防冰堵涡流管,涡流管设置高压进气口,涡流管的两端均为出口并分别为热端管和冷端管,热端管与冷端管之间设置回流管,回流管上设置文丘里管,文丘里管的出口端与冷端管对应,文丘里管的入口端连接进气管,与热端管对应的回流管连接于文丘里管的负压区。
进一步的是:涡流管的高压进气口设置支管,支管与文丘里管的进气管相连。
进一步的是:回流管上设置第一阀门,文丘里管的进气管设置第二阀门。
具体的:第一阀门设置于文丘里管与热端管之间。
本实用新型提供的防冰堵涡流管的有益效果是:文丘里管的进气管与高压气源相连,高压气体进入文丘里管后,在射流作用下,文丘里管的负压区形成负压,热端管的高温气体自动进入文丘里管并与高压气体混合,再进入冷端管,对冷端管进行除冰,解决冷端管的冰堵问题。
回流管上设置第一阀门,文丘里管进气管设置第二阀门,在无需对冷端管进行除冰时,关闭第一阀门和第二阀门即可,便于根据冷端管的结冰程度灵活除冰。涡流管的高压进气口通过支管与文丘里管的进气管相连,使进入涡流管高压进气口的气体与进入文丘里管的气体相同,避免引入杂质。
本实用新型还提供一种高压天然气节流降压装置,目的是既避免涡流管的冷端管出现冰堵,又充分利用高压天然气经涡流管分流得到的高温天然气和低温天然气所蕴含的热能和冷能,采用的技术方案是:高压天然气节流降压装置,包括上述任一防冰堵涡流管,以及第一换热器和第二换热器,涡流管的冷端管经第一换热器接入低温输出管,涡流管的热端管经第二换热器接入高温输出管。
进一步的是:第一换热器设置制冷剂出入口;或者,第一换热器位于低温罐内,低温罐内充填制冷剂并且第一换热器浸没于制冷剂中,低温罐设置制冷剂入口和制冷剂出口。例如,制冷剂为乙二醇。
进一步的是:第二换热器设置制热剂出入口;或者,第二换热器位于高温罐内,高温罐内充填制热剂并且第二换热器浸没于制热剂中,高温罐设置制热剂入口和制热剂出口。例如,制热剂为导热油。
进一步的是:高压天然气节流降压装置还包括混合输出管,高温输出管和低温输出管均与混合输出管相连。
为了便于提高对高压天然气进行节流降压处理的能力,本实用新型进一步提供一种高压天然气节流降压系统。高压天然气节流降压系统,包括至少两套上述任一高压天然气节流降压装置,各套高压天然气节流降压装置并联布置,并且各涡流管的高压进气口均与高压天然气主管相连,各低温输出管均与低温输出总管相连,各高温输出管均与高温输出总管相连。
进一步的是:高压天然气节流降压系统的管线设置可使任意一套高压天然气节流降压装置单独运行的阀门。
进一步的是:高压天然气节流降压装置还包括混合输出总管,高温输出总管和低温输出总管均与混合输出总管相连。
本实用新型提供的高压天然气节流降压装置的有益效果是:高压天然气从涡流管的高压进气口进入,再从热端管和冷端管流出,高压天然气消耗压力能产生的热能,达到降压运行的目的,实现了节流降压。天然气中含有水分,由于采用了防冰堵涡流管,涡流管分流得到的高温天然气可自动进入涡流管的冷端管,从而解决涡流管的冷端管的冰堵问题,并且无需额外设置动力机构或加热装置,也不会向天然气中引入杂质。涡流管的冷端管经第一换热器接入低温输出管,经涡流管分流得到的低温天然气经过第一换热器可以制冷;涡流管的热端管经第二换热器接入高温输出管,经涡流管分流得到的高温天然气经过第二换热器可以制热,实现能量的充分利用。
高压天然气节流降压系统将两套或更多套的高压天然气节流降压装置并联布置,便于提高对高压天然气进行节流降压的处理能力。
本实用新型还提供一种高压天然气节流降压方法,通过上述任一高压天然气节流降压装置或系统实施,目的是有效解决涡流管的冷端管的冰堵问题,采用的技术方案是:高压天然气节流降压方法,高压天然气进入涡流管,分流得到低压的低温天然气和低压的高温天然气;高压天然气经文丘里管进入涡流管的冷端管,文丘里管的负压区与涡流管的热端管通过回流管连通,高温天然气自动进入文丘里管并与高压天然气混合,再进入涡流管的冷端管。
高压天然气经过涡流管分流,消耗了压力能,得到了热量。为了对低温天然气和高温天然气的热量进行利用,进一步的是:经涡流管分流得到的低温天然气与制冷剂进行热交换,再输出低温天然气;经涡流管分流得到的高温天然气与制热剂进行热交换,再输出高温天然气。
具体的:经涡流管分流得到的低温天然气进入第一换热器,第一换热器设置制冷剂出入口;或者,第一换热器位于低温罐内,低温罐内充填制冷剂并且第一换热器浸没于制冷剂中,低温罐设置制冷剂入口和制冷剂出口。例如,制冷剂为乙二醇。
具体的:经涡流管分流得到的高温天然气进入第二换热器,第二换热器设置制热剂出入口;或者,第二换热器位于高温罐内,高温罐内充填制热剂并且第二换热器浸没于制热剂中,高温罐设置制热剂入口和制热剂出口。例如,制热剂为导热油。
进一步的是:高压天然气经由高压天然气主管同时进入至少两根涡流管,各涡流管的低温输出管均与低温输出总管相连,各涡流管的高温输出管均与高温输出总管相连。
更进一步的是:从低温输出总管输出的天然气与从高温输出总管输出的天然气在混合输出总管混合后输出。
具体的:进入涡流管的高压天然气的气压为6.3MPa,混合输出总管内的天然气气压为0.4MPa。
本实用新型高压天然气节流降压方法的有益效果是:对高压天然气通过消耗能量达到降压目的,达到天然气降压运行的目的,并且获取的热能和冷能都是绿色能源。经涡流管分流得到的低温天然气和高温天然气通过第一换热器和第二换热器分别在低温罐内和高温罐内进行换热,便于热量的蓄集。高压天然气的气压降低至0.4MPa,可满足城填燃气门站对天然气的压力要求。
附图说明
图1是本实用新型提供的防冰堵涡流管的示意图。
图2是本实用新型提供的高压天然气节流降压系统的一个实施例的示意图。
图3是本实用新型提供的高压天然气节流降压系统的另一个实施例的示意图。
附图标记:涡流管1、高压进气口11、热端管12、冷端管13、文丘里管14、进气管15、第一阀门16、第二阀门17、第一换热器2、第二换热器3、低温罐4、制冷剂入口41、制冷剂出口42、高温罐5、制热剂入口51、制热剂出口52、高压天然气总入口61、低温天然气总出口62、高温天然气总出口63、高压天然气总出口64、制冷剂总入口71、制冷剂总出口72、制热剂总入口81、制热剂总出口82。附图中的箭头方向代表介质的流向。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
本实用新型的第一个主题是防冰堵涡流管,对于含有水分的高压气体,使用防冰堵涡流管进行降压分流时,可解决涡流管的冷端管的结冰问题。如图1所示,防冰堵涡流管,涡流管1设置高压进气口11,涡流管1的两端均为出口并分别为热端管12和冷端管13,热端管12与冷端管13之间设置回流管,回流管上设置文丘里管14。文丘里管14起到气体喷射泵的作用,且无需任何动力。文丘里管14的出口端与冷端管13对应,进入文丘里管14的气体直接流向冷端管13;文丘里管14的入口端连接进气管15,进气管15为气体进入文丘里管14的主要通道,进气管15可设置第二阀门17,实现按需开闭;与热端管12对应的回流管连接于文丘里管14的负压区,文丘里管14的负压区形成负压时,热端管12的热气流自动进入文丘里管14,并流向冷端管13。
回流管上设置第一阀门16,第一阀门16用于阻断回流管。例如,第一阀门16设置于文丘里管14与热端管12之间。为了避免引入杂质,进入进气管15的气体最好与进入高压进气口11的气体相同,为了达到该目的,涡流管1的高压进气口11设置支管,支管与文丘里管14的进气管15相连。在此基础上,支管或进气管15最好设置一个阀门。
本实用新型提供的第二个主题是高压天然气节流降压装置,即利用上述提供的防冰堵涡流管对高压天然气进行降压。高压天然气消耗了压力能,得到了热量,高压天然气节流降压装置还对得到的热量进行回收利用。参见图2和图3,高压天然气节流降压装置,包括上述第一个主题所述的防冰堵涡流管,以及第一换热器2和第二换热器3,涡流管1的冷端管13经第一换热器2接入低温输出管,涡流管1的热端管12经第二换热器3接入高温输出管。高压天然气经高压进气口11进入涡流管1后,分流得到低压的低温天然气和低压的高温天然气。第一换热器2用于将低温天然气的冷能进行收集,第二换热器3用于将高温天然气的热能进行收集。
如图2所示,第一换热器2设置制冷剂出入口,低温天然气对制冷剂进行冷却,实现对冷能的收集,再用于用冷场景;或者,如图3所示,第一换热器2位于低温罐4内,低温罐4内充填制冷剂并且第一换热器2浸没于制冷剂中,低温罐4设置制冷剂入口41和制冷剂出口42。此外,低温罐4还设置测压、测温装置,以便于监控运行情况。例如,制冷剂为乙二醇,收集的冷能用于商业制冰。
如图2所示,第二换热器3设置制热剂出入口,高温天然气对制热剂进行加热,实现对热能的收集,再用于用热场景;或者,如图3所示,第二换热器3位于高温罐5内,高温罐5内充填制热剂并且第二换热器3浸没于制热剂中,高温罐5设置制热剂入口51和制热剂出口52。此外,高温罐5还设置测压、测温装置,以便于监控运行情况。例如,制热剂为导热油,收集的热能用于建筑取暖或用于郎肯循环发电。
高压天然气经涡流管1分流得到低温天然气和高温天然气,低温天然气和高温天然气可以通过不同的管道分别输出,也可以混合后输出。例如,高压天然气节流降压装置还包括混合输出管,高温输出管和低温输出管均与混合输出管相连。
高压天然气节流降压装置可以单独使用,也可以将两套或更多套进行组合使用。参见图2和图3,高压天然气节流降压系统,包括至少两套上述高压天然气节流降压装置,各套高压天然气节流降压装置并联布置,并且各涡流管1的高压进气口11均与高压天然气主管相连,高压天然气主管的入口为高压天然气总入口61;各低温输出管均与低温输出总管相连,低温输出总管可单独输出低温天然气,也可以接入混合输出总管。各高温输出管均与高温输出总管相连,高温输出总管可单独输出高温天然气,也可以接入混合输出总管。图2和图3均为三套高压天然气节流降压装置并联布置的示例,图2所示方案将降压后的低温天然气和高温天然气单独输出,图3所示方案将降压后的低温天然气和高温天然气混合后输出。
高压天然气节流降压系统的管线设置可使任意一套高压天然气节流降压装置单独运行的阀门。在此基础上,通过调整阀门,也可以实现任意一套、任意几套以全部的高压天然气节流降压装置的运行。
本实用新型的第三个主题是高压天然气节流降压方法,通过上述高压天然气节流降压装置或系统实施。高压天然气节流降压方法,高压天然气进入涡流管1,实现分流和降压,得到低压的低温天然气和低压的高温天然气。高压天然气可以直接来自气井,也可以来自输气管道,例如将气压为6.3MPa的高压天然气降压至气压为0.4MPa的天然气。高压天然气经文丘里管14进入涡流管1的冷端管13,文丘里管14的负压区与涡流管1的热端管12通过回流管连通,高温天然气自动进入文丘里管14并与高压天然气混合,再进入涡流管1的冷端管13。进入文丘里管14的高压天然气和高温天然气对冷端管13进行加热,气流还破坏冷端管13的结冰条件,解决并避免冷端管13出现冰堵。
高压天然气经过涡流管1分流,消耗了压力能,得到低压的天然气,得到了热量,包括冷能和热能。为了对低温天然气和高温天然气的热量进行利用,经涡流管1分流得到的低温天然气与制冷剂进行热交换,低温天然气冷却制冷剂,再输出低温天然气;经涡流管1分流得到的高温天然气与制热剂进行热交换,高温天然气加热制热剂,再输出高温天然气。
经涡流管1分流得到的低温天然气进入第一换热器2进行热交换,实现对冷能的收集。第一换热器2设置制冷剂出入口,制冷剂在第一换热器2内循环,参见图2;或者,第一换热器2位于低温罐4内,低温罐4内充填制冷剂并且第一换热器2浸没于制冷剂中,低温罐4设置制冷剂入口41和制冷剂出口42,参见图3。
经涡流管1分流得到的高温天然气进入第二换热器3进行热交换,实现对热能的收集。第二换热器3设置制热剂出入口,制热剂在第二换热器3内循环,参见图2;或者,第二换热器3位于高温罐5内,高温罐5内充填制热剂并且第二换热器3浸没于制热剂中,高温罐5设置制热剂入口51和制热剂出口52,参见图3。
高压天然气节流降压方法通过上述高压天然气节流降压系统实施时,高压天然气经由高压天然气主管同时进入至少两根涡流管1,各涡流管1的低温输出管均与低温输出总管相连,各涡流管1的高温输出管均与高温输出总管相连。第一换热器2和第二换热器3分别在低温罐4和高温罐5内进行换热时,可以每套高压天然气节流降压装置可以设置一个低温罐4和一个高温罐5,还可以仅设置一个低温罐4和一个高温罐5,参见图3。从低温输出总管输出的天然气与从高温输出总管输出的天然气可以通过不同的管道分别输出,也可以混合后输出。

Claims (10)

1.高压天然气节流降压装置,其特征在于:包括涡流管(1)、第一换热器(2)和第二换热器(3),涡流管(1)设置高压进气口(11),涡流管(1)的两端均为出口并分别为热端管(12)和冷端管(13),热端管(12)与冷端管(13)之间设置回流管,回流管上设置文丘里管(14),文丘里管(14)的出口端与冷端管(13)对应,文丘里管(14)的入口端连接进气管(15),与热端管(12)对应的回流管连接于文丘里管(14)的负压区;涡流管(1)的冷端管(13)经第一换热器(2)接入低温输出管,涡流管(1)的热端管(12)经第二换热器(3)接入高温输出管。
2.如权利要求1所述的高压天然气节流降压装置,其特征在于:涡流管(1)的高压进气口(11)设置支管,支管与文丘里管(14)的进气管(15)相连。
3.如权利要求1所述的高压天然气节流降压装置,其特征在于:回流管上设置第一阀门(16),文丘里管(14)的进气管(15)设置第二阀门(17)。
4.如权利要求3所述的高压天然气节流降压装置,其特征在于:第一阀门(16)设置于文丘里管(14)与热端管(12)之间。
5.如权利要求1~4任一项所述的高压天然气节流降压装置,其特征在于:第一换热器(2)设置制冷剂出入口;或者,第一换热器(2)位于低温罐(4)内,低温罐(4)内充填制冷剂并且第一换热器(2)浸没于制冷剂中,低温罐(4)设置制冷剂入口(41)和制冷剂出口(42)。
6.如权利要求1~4任一项所述的高压天然气节流降压装置,其特征在于:第二换热器(3)设置制热剂出入口;或者,第二换热器(3)位于高温罐(5)内,高温罐(5)内充填制热剂并且第二换热器(3)浸没于制热剂中,高温罐(5)设置制热剂入口(51)和制热剂出口(52)。
7.如权利要求1~4任一项所述的高压天然气节流降压装置,其特征在于:还包括混合输出管,高温输出管和低温输出管均与混合输出管相连。
8.高压天然气节流降压系统,其特征在于:包括至少两套上述权利要求1~7任一项所述的高压天然气节流降压装置,各套高压天然气节流降压装置并联布置,并且各涡流管(1)的高压进气口(11)均与高压天然气主管相连,各低温输出管均与低温输出总管相连,各高温输出管均与高温输出总管相连。
9.如权利要求8所述的高压天然气节流降压系统,其特征在于:高压天然气节流降压系统的管线设置可使任意一套高压天然气节流降压装置单独运行的阀门。
10.如权利要求8或9所述的高压天然气节流降压系统,其特征在于:高压天然气节流降压装置还包括混合输出总管,高温输出总管和低温输出总管均与混合输出总管相连。
CN202222787674.3U 2022-10-21 2022-10-21 高压天然气节流降压装置与系统 Active CN218720650U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202222787674.3U CN218720650U (zh) 2022-10-21 2022-10-21 高压天然气节流降压装置与系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202222787674.3U CN218720650U (zh) 2022-10-21 2022-10-21 高压天然气节流降压装置与系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN218720650U true CN218720650U (zh) 2023-03-24

Family

ID=85589528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202222787674.3U Active CN218720650U (zh) 2022-10-21 2022-10-21 高压天然气节流降压装置与系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN218720650U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115614672A (zh) * 2022-10-21 2023-01-17 南充西南石油大学设计研究院有限责任公司 高压天然气节流降压方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115614672A (zh) * 2022-10-21 2023-01-17 南充西南石油大学设计研究院有限责任公司 高压天然气节流降压方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101851945B (zh) 空气制取液态水的装置
CN110455006B (zh) 一种冶金制氧厂余热回收与能源梯级利用耦合系统
CN103696855A (zh) 一种用于燃气轮机进气加热与冷却的集成系统
CN218720650U (zh) 高压天然气节流降压装置与系统
CN114278535B (zh) 一种压缩空气储能与盐穴耦合系统及利用方法
CN218237083U (zh) 防冰堵涡流管
CN106288577A (zh) 一种多能源大温差区域供冷装置
CN103673392A (zh) 换热式空气能开发应用方法、制冷设备废热利用法及设备
CN202928089U (zh) 一种多温区二氧化碳热泵热水机组
CN102679621A (zh) 一种太阳能驱动冷热电联产系统
CN203685395U (zh) 用于燃气轮机进气加热与冷却的集成系统
CN213807869U (zh) 一种利用制冷站冷量余量的燃气轮机进气双回路冷却系统
CN107560129B (zh) 天然气加热与空调制冷耦合系统及方法
CN109668362A (zh) 利用天然气管网压力能的多库温冷库系统及其工作方法
CN202734232U (zh) 一种高效高温热水热泵机组
CN108131709A (zh) 一种增汽机乏汽回收与全水热泵联合供热系统
CN210417011U (zh) 蓄冷式低能耗飞机地面空调
CN201662345U (zh) 一种用于井下移动制冷机组的冷却罐
CN210564686U (zh) 一种耦合凝抽背供热的抽汽发电供热系统
CN208203334U (zh) 矿井降温防冻的能量综合利用系统
CN209027318U (zh) 间接空冷散热器的排空气微循环系统
CN202267266U (zh) 一种水地源三联供机组
CN214199400U (zh) 一种具有防冻功能的预冷系统
CN209819646U (zh) 大温差升温换热器及应用其的换热系统和热电供暖系统
CN115614672A (zh) 高压天然气节流降压方法

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant