[实用新型]一种高压低温先导式调压系统的两级涡流串联强化加热系统

说明书

本实用新型公开了一种高压低温先导式调压系统的两级涡流串联强化加热系统，在天然气长输管道沿气体流动方向依次串接输气管道上游调压前的压力表、紧急截断阀、先导式监控阀；在紧急截断阀与先导式监控阀之间引出管路接涡流热质分离器入口；涡流热质分离器的冷气出口管路接输气管道下游，热气出口管路与涡流加热器连接；涡流加热器的出口管路接输气管道下游，先导气加热前的引压管路由紧急截断阀与先导式监控阀之间输气管道接入涡流加热器的换热通道，先导气加热后的引压管路与先导式监控阀指挥器和先导式调压阀指挥器分别连接。利用两级涡流管串联，对先导式调压系统中引压管的先导气进行强化加热，防止指挥器或其后的引压管发生“冰堵”失效，对不同工况和环境条件具有良好的普适应。

技术领域

本实用新型涉及一种天然气长输管道分输调压技术，尤其涉及一种高压低温先导式调压系统的两级涡流串联强化加热系统。

背景技术

随着油气管网公司的成立，天然气行业将迎来新一轮蓬勃发展的局面，分输调压系统在“主干互联、区域成网”的全国天然气基础网络建设和运行中起着十分关键的作用。

目前，为防止天然气长输管道分输系统的调压装置发生“冰堵”，通常采用水套炉、电伴热等外部热源法对引压管的先导气体进行加热，存在能耗高、寿命短、维护频繁、安全隐患大等诸多不足。针对调压装置先导气在线加热的需求和特点，专利(CN103383045A、CN103383046A)基于涡流管的能量分离原理，提出了一种先导式调压阀的加热系统，即在压差作用下使一定量的天然气高速通过涡流管加热器，将气体的“压能”转化分离为“热能”和“冷能”，利用其中的“热能”对先导气进行加热，从而抑制先导式调压阀的指挥器发生“冰堵”。该方法具有无运动部件、免维护、不需要外部能源、安全可靠等优势，但能否实现其功能在本质上取决于涡流管加热器的加热能力。

然而，天然气长输管道为提高输送效率多采用8～10MPa的高压输送，而为安全起见在分输站要将压力降至1～2MPa，大压降意味着大幅度的焦耳汤姆逊冷却温降，且不少分输站在冬季面临-10℃以下的低温环境，例如中俄东线天然气管道北段，这对涡流管的加热性能构成了较大的挑战。能量转化效率低、对工况变化的适应能力不强已成为单级涡流管面临的普遍问题。针对双通道涡流管加热器的试验测试结果表明，当初始温度降低16.4℃，涡流管对先导气的加热能力下降10.2～10.9℃；在保持涡流管进出口压比1.4的条件下，当进出口压差从0.4MPa升至1.6MPa时，涡流管对先导气的加热能力随之下降8.4～10.2℃。

因此，在高压低温条件下，CN103383045A、CN103383046A等专利提出方法的加热能力可能满足不了实际工程的安全需要，严重制约了涡流管加热技术在天然气长输管道调压系统中的规模化推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高压低温先导式调压系统的两级涡流串联强化加热系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的高压低温先导式调压系统的两级涡流串联强化加热系统，在天然气长输管道沿气体流动方向依次串接输气管道上游调压前的压力表、紧急截断阀、先导式监控阀、先导式监控阀和先导式调压阀之间的压力表、先导式调压阀以及输气管道下游调压后的压力表；

在紧急截断阀与先导式监控阀之间引出涡流热质分离器入口管路，并经控制球阀接涡流热质分离器入口；

所述涡流热质分离器的冷气出口管路经球阀接输气管道下游；热气出口管路经涡流热质分离器热气出口温度计和控制球阀与涡流加热器连接；