一種整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法，該方法主要是通過(guò)對(duì)管匯來(lái)氣經(jīng)常溫重力分離器初步分離之后的天然氣進(jìn)行低溫再分離，把水汽等雜質(zhì)進(jìn)一步除去以提高機(jī)組壓縮效率和避免雜質(zhì)在壓縮缸內(nèi)產(chǎn)生積液對(duì)缸體和進(jìn)排氣閥造成損害，通過(guò)壓縮缸進(jìn)氣前后的熱交換可以避免進(jìn)氣溫度過(guò)低影響機(jī)組正常工作。本發(fā)明用于冷卻初步分離后天然氣的能量來(lái)自于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)高溫尾氣的余能利用，把燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱能經(jīng)換熱蒸發(fā)器收集以驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)制冷設(shè)備冷卻天然氣，達(dá)到低溫分離進(jìn)一步除去水汽等雜質(zhì)的目的。通過(guò)對(duì)管匯來(lái)氣進(jìn)行初分離和低溫分離不僅提高機(jī)組壓縮效率降低機(jī)組單位產(chǎn)量燃?xì)庀?，也可提高機(jī)組壓縮缸及進(jìn)排氣閥使用壽命。
【專利說(shuō)明】一種整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高工作效率領(lǐng)域，涉及一種整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)工作效率通常在30%以下一般為20?25%左右，在工作的過(guò)程中大量熱能將以尾氣的形式散失在空氣中，而用于壓縮天然氣的指示功率是十分有限的，機(jī)組的工作效率及能源有效利用率的有效提高已成為全世界普遍關(guān)注的問(wèn)題，在節(jié)約能源消耗領(lǐng)域中，提高機(jī)組工作效率是節(jié)能利用技術(shù)主要體現(xiàn)方式。本發(fā)明利用機(jī)組燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，再把動(dòng)能用于低溫分離天然氣雜質(zhì)純化天然氣提高機(jī)組壓縮效率。
[0003]整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)是由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)共用一根曲軸的整體成撬增壓設(shè)備，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)消耗燃?xì)鉃閴嚎s機(jī)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)活塞做功將井口低壓氣體增壓并輸出井站。燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)排出的尾氣溫度高達(dá)380°C以上，高溫尾氣在空氣中散失將攜帶走大量能量損失掉，若此部分能量能夠充分再利用將會(huì)節(jié)約一部分十分可觀的能量。另外整體燃?xì)馐綁嚎s機(jī)組有效利用效率明顯較低，利用尾氣余熱提高壓縮機(jī)組工作效率是一個(gè)非常有效的壓縮機(jī)節(jié)能技術(shù)。目前提高壓縮機(jī)組工作效率的研究已有人開(kāi)展理論研究但還未見(jiàn)到投入現(xiàn)場(chǎng)使用，本發(fā)明將尾氣余能利用用于提高機(jī)組工作效率具有理論的可行性和現(xiàn)實(shí)操作性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供了一種整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法，以解決這種往復(fù)式壓縮機(jī)能耗高、壓縮效率低的問(wèn)題。本發(fā)明利用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱能經(jīng)換熱蒸發(fā)器將熱能轉(zhuǎn)換為蒸汽能驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)高速運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備工作冷卻井口管匯來(lái)氣經(jīng)常溫重力分離器初步分離后的天然氣，通過(guò)對(duì)天然氣低溫再分離進(jìn)一步除去所攜帶的水汽等雜質(zhì)，不但提高了機(jī)組的壓縮效率也可避免缸內(nèi)“積液”對(duì)缸體和進(jìn)排氣閥造成液擊損壞，所以對(duì)進(jìn)入壓縮缸之前的天然氣進(jìn)行低溫再分離對(duì)提高機(jī)組工作效率和缸體、閥的使用壽命都具有重要意義。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的技術(shù)方法，其特征是，井口管匯來(lái)氣I經(jīng)常溫重力分離器2初步分離雜質(zhì)之后冷卻進(jìn)行低溫再分離，將天然氣中含有的水汽等雜質(zhì)進(jìn)一步分離以純化天然氣，然后進(jìn)入熱交換器5、進(jìn)氣緩沖罐6、壓縮缸7，增壓后的氣體經(jīng)排氣緩沖罐8排出與低溫分離后的管匯來(lái)氣在熱交換器
5中進(jìn)行熱量交換，換熱器5是將壓縮缸增壓溫升后的氣體與低溫分離后的來(lái)氣進(jìn)行熱量交換提高壓縮缸進(jìn)氣溫度，避免進(jìn)氣溫度過(guò)低影響機(jī)組正常工作；然后經(jīng)熱交換器5換熱降溫之后的增壓氣體通過(guò)高壓管匯15輸出，完成機(jī)組增壓工作過(guò)程；壓縮缸7活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸連桿結(jié)構(gòu)9來(lái)驅(qū)動(dòng)完成。對(duì)天然氣進(jìn)行冷卻的能量來(lái)自于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10的高溫尾氣熱能，通過(guò)尾氣排氣管線11把能量在換熱蒸發(fā)器12中轉(zhuǎn)化為蒸汽能帶動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)13高速運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備14冷卻經(jīng)過(guò)初步重力分離后的天然氣在冷卻裝置3中冷卻，冷卻后低溫除雜以提高機(jī)組壓縮缸的壓縮效率并減少在壓縮缸內(nèi)積液損壞缸體和降低進(jìn)排氣閥壽命。
[0006]本發(fā)明專利的有益效果是:本發(fā)明利用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣熱能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備的動(dòng)能冷卻經(jīng)初步分離后的管匯氣，低溫分離進(jìn)一步將天然氣中含有的少量水汽及其它雜質(zhì)更徹底的除去，進(jìn)而提高壓縮機(jī)的工作效率和壓縮缸的使用壽命。其優(yōu)點(diǎn)在于(I)降低溫度進(jìn)行低溫再分離進(jìn)一步除去天然氣體中的水汽等雜質(zhì)，不僅提高機(jī)組工作效率而且減少壓縮缸內(nèi)“積液”對(duì)缸體和閥的傷害；(2 )壓縮機(jī)進(jìn)氣冷卻的能量來(lái)自于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)尾氣余能利用，不增加其它能量消耗；(3)低溫天然氣進(jìn)入壓縮缸之前與壓縮缸壓縮之后溫升氣體進(jìn)行熱交換避免進(jìn)氣溫度過(guò)低影響機(jī)組系統(tǒng)正常工作；(4)不僅提高機(jī)組壓縮效率和安全可靠性，也提高了壓縮缸及進(jìn)排氣閥的安全使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法示意圖。
[0008]圖中為:管匯來(lái)氣1、重力分離器2、冷卻裝置3、低溫分離器4、熱交換器5、進(jìn)氣緩沖罐6、壓縮缸7、排氣緩沖罐8、曲柄連桿結(jié)構(gòu)9、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10、尾氣排氣管線11、換熱蒸發(fā)器12、氣動(dòng)馬達(dá)13、制冷設(shè)備14、天然氣高壓管匯輸出氣體15。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]本發(fā)明主要是對(duì)井口管匯來(lái)氣I經(jīng)初步常溫重力分離的基礎(chǔ)上進(jìn)行降溫再分離進(jìn)一步除去水汽等雜質(zhì)來(lái)達(dá)到提高機(jī)組壓縮效率的目的，冷卻的能量主要來(lái)自于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10高溫尾氣11的熱能轉(zhuǎn)化為氣動(dòng)馬達(dá)13的高速動(dòng)能進(jìn)而帶動(dòng)制冷設(shè)備14冷卻管匯來(lái)氣I進(jìn)行初步分離后的氣體。本發(fā)明方法是由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10、尾氣排氣管線11、換熱蒸發(fā)器12、氣動(dòng)馬達(dá)13和制冷設(shè)備14串聯(lián)組成余能利用系統(tǒng)，以提供冷卻氣體的驅(qū)動(dòng)能量；天然氣管匯來(lái)氣1、重力分離器2、冷卻裝置3、低溫分離器4、熱交換器5、進(jìn)氣緩沖罐6、壓縮缸7、排氣緩沖罐8串聯(lián)組成壓縮機(jī)提高壓縮效率系統(tǒng)；其中制冷設(shè)備14與冷卻裝置3相連，機(jī)組壓縮缸7活塞的往復(fù)壓縮做功由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸連桿結(jié)構(gòu)9提供工作動(dòng)力。
[0011]本發(fā)明的工作過(guò)程是首先啟動(dòng)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10進(jìn)行空載運(yùn)行，待運(yùn)行一段時(shí)間穩(wěn)定后開(kāi)始加載，然后把燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10排出的高溫尾氣經(jīng)尾氣排氣管線11統(tǒng)一引導(dǎo)在換熱蒸發(fā)器12里匯集并帶動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)高速旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備14工作，然后與冷卻裝置3連接冷卻管匯來(lái)氣I經(jīng)常溫重力分離器2初步分離后的氣體，進(jìn)入低溫分離器4進(jìn)行低溫再分離，然后進(jìn)入熱交換器5、進(jìn)氣緩沖罐6、壓縮缸7，排氣緩沖罐8排出增壓后溫升的天然氣經(jīng)管匯引導(dǎo)回?zé)峤粨Q器5里進(jìn)行熱量交換，換熱器5是將壓縮缸增壓溫升后的氣體與低溫分離后的來(lái)氣進(jìn)行熱量交換提高壓縮缸進(jìn)氣溫度，避免進(jìn)氣溫度過(guò)低影響機(jī)組正常工作，熱交換之后的高壓氣體經(jīng)管匯15輸出井站，其中壓縮缸7活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸連桿結(jié)構(gòu)9驅(qū)動(dòng)的。[0012]以上僅就結(jié)合整體燃?xì)馐綁嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法說(shuō)明了本方案的原理，對(duì)于進(jìn)行低溫分離水汽等雜質(zhì)提高機(jī)組壓縮效率的方式有多種，本方案是利用燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)高溫尾氣余能利用來(lái)驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備制冷冷卻天然氣，也可以用其它方式如共用曲軸、電能等驅(qū)動(dòng)制冷設(shè)備冷卻天然氣進(jìn)行低溫分離來(lái)提高機(jī)組壓縮效率。
【權(quán)利要求】
1.一種整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法，其特征在于由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10、尾氣排氣管線11、換熱蒸發(fā)器12、氣動(dòng)馬達(dá)13和制冷設(shè)備14串聯(lián)組成余能利用系統(tǒng)，以提供冷卻天然氣的驅(qū)動(dòng)力；由天然氣管匯來(lái)氣1、重力分離器2、冷卻裝置3、低溫分離器4、熱交換器5、進(jìn)氣緩沖罐6、壓縮缸7、出氣緩沖罐8串聯(lián)組成機(jī)組提高壓縮效率系統(tǒng)；其中制冷設(shè)備14與冷卻裝置3相連以冷卻經(jīng)過(guò)初步分離后的天然氣，壓縮缸7活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸連桿結(jié)構(gòu)9驅(qū)動(dòng)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法，其特征在于制冷設(shè)備14的工作動(dòng)力是由燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)10、尾氣排氣管線11、換熱蒸發(fā)器12、氣動(dòng)馬達(dá)13和制冷設(shè)備14組成的余能利用系統(tǒng)提供的，也可由機(jī)組曲軸或其它額外動(dòng)力如電能等實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的整體燃?xì)馐教烊粴鈮嚎s機(jī)提高壓縮效率的方法，其特征在于換熱器5是把壓縮缸7增壓前后的進(jìn)、排氣進(jìn)行熱量交換，以達(dá)到壓縮機(jī)規(guī)定的進(jìn)氣溫度。
【文檔編號(hào)】F01N5/02GK103527313SQ201310488829
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】梁政, 董超群, 田家林, 鄧雄, 張梁, 范哲, 何虹鋼, 嚴(yán)羿, 羅淵仁 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)