一種應(yīng)用于天然氣膨脹過(guò)程中的溫度壓力平衡器及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣壓力變化緩沖罐領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用于天然氣膨脹過(guò)程中的溫度壓力平衡器及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]基于天然氣的產(chǎn)地與消費(fèi)市場(chǎng)的分布現(xiàn)實(shí)，管道運(yùn)輸成為我國(guó)最主要的運(yùn)輸方式。目前世界上天然氣大多以1MPa以上的壓力進(jìn)行長(zhǎng)距離管道運(yùn)輸?shù)摹Ｎ覈?guó)“西氣東輸”和“陜一京二線(xiàn)’，也采用1MPa的高壓進(jìn)行輸氣，然而城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)壓力大多不超過(guò)4.0MPa。因此，上游高壓天然氣必須在接收站或城市門(mén)站進(jìn)行調(diào)壓。調(diào)壓過(guò)程中的巨大壓力能常常用于發(fā)電。日本東京電力公司就利用天然氣壓差建設(shè)了一座7700kW的發(fā)電站。利用天然氣膨脹做功發(fā)電，透平出口氣壓力是不穩(wěn)定的，甚至帶有脈動(dòng)沖擊性。這樣的天然氣的不符合進(jìn)入城市管網(wǎng)的要求的。更有甚者，這種沖擊帶來(lái)的管內(nèi)氣柱振動(dòng)和管道機(jī)械共振會(huì)對(duì)給后續(xù)調(diào)壓裝置的管道和閥門(mén)造成破壞，嚴(yán)重影響調(diào)壓門(mén)站的正常生產(chǎn)和工作人員的生命安全。但為此而設(shè)計(jì)緩沖裝置的領(lǐng)域還是空白的。
[0003]目前現(xiàn)有的氣體緩沖罐都是利用突然增大容積的方法緩沖氣體壓力的，即將管道接入直徑遠(yuǎn)大于管路的罐體，造成流線(xiàn)駐點(diǎn)，達(dá)到緩沖的效果。但是通過(guò)壓力能發(fā)電的天然氣，這樣的氣體緩沖罐是不符合要求的。第一，天然氣經(jīng)過(guò)透平出口閥門(mén)會(huì)形成頻率很高的脈動(dòng)沖擊氣流。緩沖罐以及其接管在管道機(jī)械共振和管內(nèi)激應(yīng)力的共同作用下，焊縫位置熱影響區(qū)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)裂紋的可能性大大增加。這樣的效果顯然不安全，不經(jīng)濟(jì)的。第二，高壓天然氣推動(dòng)透平做功，內(nèi)能降低，溫度會(huì)下降到零下30°C左右。這樣的溫度環(huán)境，天然氣與其中的水分在和管壁、罐壁的沖擊作用下極易形成水合物。水合物會(huì)在氣流帶動(dòng)下以極高的速度沖擊管壁、罐壁，造成嚴(yán)重破壞，降低其壽命。水合物隨氣流進(jìn)入下游管網(wǎng)還會(huì)造成堵塞。因此，水合物必須及時(shí)處理。第三，低溫的天然氣必須經(jīng)過(guò)升溫處理，達(dá)到一定的溫度要求后才可以進(jìn)入下游管網(wǎng)，否則在下游管網(wǎng)同樣會(huì)形成水合物，造成同樣的破壞。第四，天然氣中的水合物一般采用過(guò)濾處理，過(guò)濾下來(lái)的水合物會(huì)逐漸在緩沖罐體中積累，使緩沖效果下降。本發(fā)明正是為了解決上述的幾個(gè)問(wèn)題的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于天然氣膨脹發(fā)電過(guò)程中的溫度壓力平衡器，包括氣體導(dǎo)通系統(tǒng)和回溫系統(tǒng)。目的是解決天然氣管道壓力能膨脹發(fā)電過(guò)程中，由于流量變化、膨脹機(jī)構(gòu)造等原因引起的設(shè)備振動(dòng)、氣壓不穩(wěn)定及天然氣溫度過(guò)低等問(wèn)題。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn)，應(yīng)用于管道氣膨脹過(guò)程領(lǐng)域。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種應(yīng)用于天然氣膨脹發(fā)電過(guò)程中的溫度壓力平衡器，所述溫度壓力平衡器由主罐體、頂部封頭、氣體導(dǎo)通系統(tǒng)和回溫系統(tǒng)組成；其中氣體導(dǎo)通系統(tǒng)包括進(jìn)氣管、出氣管和錐形破碎器；回溫系統(tǒng)包括擋板、絲網(wǎng)填料和矩形翅片；所述氣流導(dǎo)通系統(tǒng)中進(jìn)氣管位于主罐體下部側(cè)面，出氣管位于頂部封頭，錐形破碎器位于進(jìn)氣管道入口處；所述擋板傾斜固定于主罐體的內(nèi)壁，擋板間填充有絲網(wǎng)填料；所述矩形翅片固定環(huán)繞于主罐體的外壁。
[0006]上述裝置中，氣體導(dǎo)通系統(tǒng)中的進(jìn)氣管和出氣管都使用柔性管，優(yōu)選波紋管。
[0007]上述裝置中，回溫系統(tǒng)主體為可拆卸裝置，相鄰擋板之間層高20~30cm，所述擋板的垂直投影面積與主罐體垂直投影面積的比為4/5_5/6，所述擋板上還包括導(dǎo)流口，所述導(dǎo)流口位于傾斜的擋板較低的一端，且所有擋板均相互平行，所有擋板上的導(dǎo)流口的水平投影均相互重疊；所述擋板與水平面的夾角為3-5度。
[0008]上述裝置中，所述絲網(wǎng)填料的填充方式為在相鄰擋板橫向上間隔10~20cm左右設(shè)置一層絲網(wǎng)，絲網(wǎng)網(wǎng)孔之間呈交錯(cuò)排列，絲網(wǎng)為不銹鋼304材質(zhì)。
[0009]上述裝置中，所述溫度壓力平衡器還包括加強(qiáng)筋支撐架和排污口，其中加強(qiáng)筋支撐架位于在主罐體底部封頭與側(cè)壁的連接處，封頭底部設(shè)置有排污口。
[0010]一種溫度壓力平衡器應(yīng)用于管道天然氣壓力能膨脹發(fā)電過(guò)程中。
[0011]上述應(yīng)用中，所述溫度壓力平衡器應(yīng)用于管道天然氣壓力能膨脹發(fā)電過(guò)程中溫度壓力調(diào)節(jié)。
[0012]本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下特點(diǎn):
1、本發(fā)明中的進(jìn)出氣管都為柔性連接管如波紋管等，可以有效減緩因上一級(jí)膨脹機(jī)間歇式排氣造成的振動(dòng)，并補(bǔ)償由于因熱脹冷縮造成的形變。同時(shí)進(jìn)氣管前端有錐形破碎器，即可以保證在低溫天然氣中有冰晶等雜質(zhì)存在時(shí)通過(guò)破碎器可將雜質(zhì)粉碎成更小的微粒，防止堵塞管道；又可以防止進(jìn)氣管中氣體直接對(duì)緩沖罐的絲網(wǎng)填料造成沖擊破壞填料。
[0013]2、天然氣膨脹降壓后溫度降低，容易形成冰渣，若直接進(jìn)入下游管網(wǎng)容易形成下游管網(wǎng)的堵塞，需加熱到規(guī)定溫度后才可進(jìn)入下游管網(wǎng)。所以本裝置還需增強(qiáng)天然氣與外界空氣換熱效果，使天然氣出緩沖罐的溫度符合進(jìn)入下游管網(wǎng)的溫度要求?；販叵到y(tǒng)內(nèi)設(shè)置擋板可以增加低溫天然氣在罐內(nèi)的流程、湍流程度和停留時(shí)間；緩沖罐擋板之間放置絲網(wǎng)填料可以增加天然氣的換熱面積，并且增強(qiáng)天然氣的擾流程度；緩沖罐外設(shè)置翅片；這些都是增強(qiáng)天然氣與外界空氣傳熱辦法。
[0014]3、本發(fā)明回溫系統(tǒng)含有擋板、絲網(wǎng)填料、外部翅片等，其中所有擋板都朝統(tǒng)一方向傾斜設(shè)置且在最低處開(kāi)有導(dǎo)流孔。當(dāng)天然氣中的水合物等雜質(zhì)經(jīng)過(guò)加熱后變?yōu)橐后w可通過(guò)導(dǎo)流口流入底部通過(guò)排污口排出。且回溫系統(tǒng)的主體可拆卸，當(dāng)回溫系統(tǒng)中存在雜質(zhì)過(guò)多時(shí)可將頂部封頭拿下，取出并進(jìn)行清洗。
[0015]4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需其他外部裝置就可有效的解決在天然氣膨脹發(fā)電過(guò)程中出現(xiàn)的振動(dòng)、氣流不穩(wěn)定、溫度過(guò)低的現(xiàn)象。并且安裝方便只需將進(jìn)出口管路分別于天然氣管路進(jìn)行對(duì)接就可使用。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為溫度壓力平衡器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為可拆卸回溫系統(tǒng)；
圖3為擋板俯視圖。
[0017]圖中示出:進(jìn)氣管1，錐形破碎器2，排污口 3，頂部封頭4，出氣管5，擋板6，絲網(wǎng)填料7，加強(qiáng)筋支撐架8，矩形翅片9，導(dǎo)流口 10，主罐體11。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地具體詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，對(duì)于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。
[0019]實(shí)施