[实用新型]一种基于冷量回收的压缩天然气减压装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种压缩天然气（CNG）减压过程中的冷量回收利用系统。

背景技术

CNG释放、加气综合站中，压缩天然气(CNG)向城市天然气管网供气前，需进行减压，将由气体运输车运入的20MPa的CNG经过节流装置减压为城镇天然气管网所需的压力（中压0.2～0.4MPa）。CNG在节流减压时，会发生焦耳一汤姆逊效应，保持焓值不变，发生显著的温降。需外界热量与天然气进行热交换，如果换热不充分，管道会出现结霜或冰堵，严重影响减压设备和减压过程的安全，因此减压前、后必须进行换热。

图3为目前CNG释放、加气综合站工艺流程图，包括一级调压器、二级调压器、过滤器、一级换热器、二级换热器、热水锅炉、CNG加气机和两套水泵，其中所述一级换热器、过滤器、一级调压器、二级换热器、二级调压器依次连接，目前的做法是采用热水锅炉、电加热或蒸汽加热的换热等方式。传统方式不仅浪费了CNG减压过程中产生的冷量，而且还增加一套加热系统，浪费了能源。

在现行的CNG释放、加气综合站中的CNG压缩机由于CNG加气需增压，产生热能则需要冷却水来冷却，冷却效果的好坏直接影响压缩机的效率和寿命。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对CNG减压过程中产冷量不能得到利用，需额外增加一套加热设备中和产冷量，CNG压缩机则需外界冷却的矛盾，而提供一套系统，利用CNG减压过程中释放的冷量来冷却CNG压缩机。

为了实现上述发明目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于冷量回收的压缩天然气减压装置，包括依次连接的一级换热器、过滤器、一级调压器、二级换热器、二级调压器，所述20MPa的压缩天然气依次经一级换热器、过滤器、一级调压器、二级换热器、二级调压器后转换为0.4MPa的压缩天然气输出至城市天然气管网，所述一级换热器和二级换热器上分别具有一个进水口和一个出水口；还包括一个蓄冷水箱、两个水泵，所述蓄冷水箱的上部、下部分别具有一个进水口和一个出水口；其中，所述一级换热器的出水口通过水管与二级换热器的进水口连接，所述二级换热器的出水口通过水管与蓄冷水箱下部的进水口连接；所述蓄冷水箱下部的出水口通过水管与外部天热气加气站CNG压缩机的冷却水进水口连接，CNG压缩机的冷却水出水口通过第一水泵与蓄冷水箱上部的进水口连接，蓄冷水箱的上部出水口通过第二水泵与一级换热器的进水口连接。

另外作为本实用新型的一种优选技术方案：为了保证设备可靠运行，还包括一辅助电加热器，所述辅助电加热器串联在一级换热器的进水口与蓄冷水箱上部出水口之间。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述一级换热器、二级换热器、蓄冷水箱以及CNG压缩机的进水口、出水口上分别设置有截止阀。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述蓄冷水箱的水位高度需使蓄冷水箱中的水产生冷热分层效应，蓄冷水箱的水位高度不低于2.0m。

本实用新型采取上述技术方案能达到如下的有益效果：

CNG首先进入一级换热器，再进入一级调压器减压，之后依次经过二级换热器、二级调压器。蓄冷水箱上部的高温水与一级换热器中的低温天然气进行热交换后经过二级换热器排至蓄冷水箱下部，使蓄冷水箱中下部的水温降至一定的温度，用蓄冷水箱下部的低温水冷却加气站中的CNG压缩机，冷却CNG压缩机气缸后的高温水经水泵排至蓄冷水箱上部，然后再经另一个水泵输送至一级换热器中达到加热压缩天然气的目的，如此循环。

本实用新型省去了一套中和CNG减压产冷量的加热系统，节约了能源消耗。同时，CNG经过一级调压器和二级调压器节流减压，天然气温度下降后进入蓄冷水箱的下部进水口，经蓄冷水箱中的水与CNG减压装置换热器中的低温天然气进行热交换，使蓄冷水箱中的水温降至一定的温度，通过蓄冷水箱中的低温水来冷却CNG压缩机，冷却效果好，提高了CNG压缩机的运行效率和压缩机的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的一种基于冷量回收的压缩天然气减压装置的结构示意图。

图2是本实用新型的一种基于冷量回收的压缩天然气减压装置处理的天然气压焓图。

图3是目前CNG释放、加气综合站的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：