一種利用ang技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置及方法。該裝置主要由檢測(cè)控制系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、儲(chǔ)氣系統(tǒng)、循環(huán)水溫控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成；檢測(cè)控制系統(tǒng)包括通用接口、控制總閥和在線色譜檢測(cè)器，通用接口一端與待檢修管段的放散閥連接進(jìn)氣，另一端與控制總閥連接，在控制總閥后端旁路連接在線色譜檢測(cè)器；調(diào)壓系統(tǒng)的第二控制閥、壓縮機(jī)、冷卻器和第三控制閥通過(guò)管道依次串聯(lián)連接，組成第一路；第一控制閥與管道構(gòu)成第二路，第一路與第二路并聯(lián)連接；并聯(lián)的前端與控制總閥連通；本發(fā)明充分減小了天然氣放散氣所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)的影響，有效的節(jié)約能源，工藝流程安全簡(jiǎn)單、自控程度高、即開(kāi)即停、在不同的地方天然氣回收點(diǎn)可以靈活移動(dòng)。
【專利說(shuō)明】—種利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于天然氣放散氣回收領(lǐng)域，涉及一種利用天然氣管網(wǎng)放散氣的回收裝置和方法，具體涉及一種利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著西氣東輸、川氣東送、西氣東輸二線等管道的相繼建設(shè)，我國(guó)城市燃?xì)膺M(jìn)入了持續(xù)高速發(fā)展的時(shí)期。與此同時(shí)，伴隨著城市管道天然氣的大力發(fā)展，燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)施工、運(yùn)行和維護(hù)的過(guò)程中，所產(chǎn)生的天然氣放散的問(wèn)題開(kāi)始得到人們的關(guān)注，尤其是燃?xì)夤芫W(wǎng)在搶修、檢修過(guò)程中的天然氣放散問(wèn)題。目前，常規(guī)的城市燃?xì)夤芫W(wǎng)檢修及搶險(xiǎn)搶修作業(yè)基本均采用天然氣直接放散的方式，不僅造成能源浪費(fèi)和環(huán)境污染，而且存在重大的安全隱患，極易引起火災(zāi)、爆炸等安全事故。
[0003]在高壓天然氣長(zhǎng)輸管道、地下燃?xì)夤艿?、管道碰口或者調(diào)壓門站中，每年需按計(jì)劃對(duì)燃?xì)夤芫€進(jìn)行多次停氣檢修，不可避免地會(huì)把管線、閥門以及過(guò)濾器中殘留的大量天然氣直接放散，每次天然氣放散量可達(dá)上百標(biāo)方氣以上，甚至在一些應(yīng)急的搶修情況下，可達(dá)約上千標(biāo)方氣。
[0004]以壓力1.6MPa、管徑DN500的次高壓管網(wǎng)調(diào)壓門站為例，每天調(diào)壓門站或其下游管道檢修搶修、過(guò)濾器清洗的過(guò)程中，天然氣放散量約200?500標(biāo)立方米，若每標(biāo)方天然氣以2.0元回收價(jià)格計(jì)算，則每天檢修搶修經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)約400?1000元；若某燃?xì)夤酒煜旅磕暧猩锨ё烊粴庹{(diào)門站需要進(jìn)行設(shè)備維修搶修，則全年天然氣放散總量約為50萬(wàn)標(biāo)立方米，每年檢修搶修經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)約100萬(wàn)元。目前，全國(guó)各地分布著眾多的燃?xì)夤芫W(wǎng)，每年需檢修搶修的次數(shù)可達(dá)上萬(wàn)次以上，甚至可達(dá)上十幾萬(wàn)次以上，可想而知天然氣管網(wǎng)檢修搶修的經(jīng)濟(jì)損失規(guī)模之巨大。
[0005]綜上所述，將天然氣檢修過(guò)程中的天然氣進(jìn)行回收利用，能有效地減少CO2的排放，減小溫室效應(yīng)，保護(hù)環(huán)境，降低天然氣場(chǎng)站運(yùn)行的危險(xiǎn)性，同時(shí)能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，減少損失等諸多優(yōu)勢(shì)。
[0006]中國(guó)專利申請(qǐng)CN101509605A公布了一種燃?xì)夤芫W(wǎng)檢修作業(yè)過(guò)程中放散燃?xì)獾幕厥昭b置。該發(fā)明通過(guò)一個(gè)加壓裝置將待檢修管網(wǎng)區(qū)域的燃?xì)庠鰤褐拎徑\(yùn)行的管網(wǎng)的運(yùn)行壓力，然后直接打入該管網(wǎng)中。該工藝回收了原本直接放散的天然氣，節(jié)約了天然氣資源，但該工藝在回收放散氣時(shí)需針對(duì)鄰近運(yùn)行管網(wǎng)不同的壓力，對(duì)壓縮機(jī)背壓進(jìn)行調(diào)整，增加了設(shè)備的負(fù)擔(dān)和損耗，導(dǎo)致操作費(fèi)用和投資費(fèi)用大大提高，經(jīng)濟(jì)性差。此外，對(duì)于某一管段的天然氣的回收，屬于定容量的氣體抽真空，壓縮機(jī)進(jìn)口壓力會(huì)逐漸減小，加上前述出口壓力的變化，使得操作難度大大增加。
[0007]目前，管網(wǎng)放散氣處理技術(shù)落后于天然氣管網(wǎng)建設(shè)，主要原因有:一、天然氣工業(yè)的特種設(shè)備(如壓縮機(jī)等)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，或者剛剛實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，進(jìn)口設(shè)備成本高昂且維修極為不便，阻礙了天然氣節(jié)能技術(shù)的推廣應(yīng)用；二、活性炭等高比表面積的吸附儲(chǔ)運(yùn)材料的研究和應(yīng)用進(jìn)展緩慢，ANG儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)尚未得到工業(yè)化應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述放散氣直接排空造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的現(xiàn)狀，和放散氣回收技術(shù)的不足，提供一種利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置及方法，對(duì)管網(wǎng)放散氣進(jìn)行有效回收。
[0009]本發(fā)明通過(guò)利用吸附天然氣(ANG)技術(shù)回收天然氣管網(wǎng)放散氣，其原理是:將該裝置的所有設(shè)備撬裝化于ANG回收車上，實(shí)現(xiàn)靈活移動(dòng)到各個(gè)需要維護(hù)的管段的要求，利用ANG回收車上的通用接口對(duì)接待檢修的管段上的放散閥，進(jìn)行放散氣的回收。本發(fā)明的工回收藝中，設(shè)置了壓縮機(jī)支路和直接回收支路，利用檢測(cè)和自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)回收流程的自動(dòng)切換，流程安全簡(jiǎn)單，自控程度高。
[0010]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為:
[0011]一種利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，其特征在于，主要由檢測(cè)控制系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、儲(chǔ)氣系統(tǒng)、循環(huán)水溫控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成；
[0012]所述檢測(cè)控制系統(tǒng)包括通用接口、控制總閥和在線色譜檢測(cè)器，通用接口一端與待檢修管段的放散閥連接進(jìn)氣，另一端與控制總閥連接，在控制總閥后端旁路連接在線色譜檢測(cè)器；
[0013]所述調(diào)壓系統(tǒng)包括第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、壓縮機(jī)和冷卻器；第二控制閥、壓縮機(jī)、冷卻器和第三控制閥通過(guò)管道依次串聯(lián)連接，組成第一路；第一控制閥與管道構(gòu)成第二路，第一路與第二路并聯(lián)連接；并聯(lián)的前端與控制總閥連通，并聯(lián)的后端與第四控制閥連通；
[0014]所述儲(chǔ)氣系統(tǒng)包括依次連接的第四控制閥、預(yù)吸附罐和ANG儲(chǔ)氣罐；預(yù)吸附罐內(nèi)所填充吸附劑；ANG儲(chǔ)氣罐主要由罐體、支架及絲網(wǎng)組成；ANG儲(chǔ)氣罐的罐體中通過(guò)絲網(wǎng)分隔成多層空間，多層空間中填充吸附劑，多層空間中還設(shè)有循環(huán)水溫控系統(tǒng)的盤管，盤管通過(guò)支架支撐；
[0015]所述循環(huán)水溫控系統(tǒng)主要由冷卻器、盤管、第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥、第八控制閥、泵和換熱器組成；盤管設(shè)置在ANG儲(chǔ)氣罐內(nèi)；泵的出口分別于第五控制閥和第六控制閥連接；第五控制閥與冷卻器冷物流入口連接，冷卻器冷物流出口與第八控制閥連接，第八控制閥與換熱器入口連接，換熱器出口與泵連接；第六控制閥、盤管和第七控制閥依次連接，第七控制閥與換熱器入口連接，換熱器出口與泵連接；
[0016]控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器和PLC，壓力傳感器設(shè)置在控制總閥后端的管道上，溫度傳感器設(shè)置在ANG儲(chǔ)氣罐內(nèi)，PLC分別與溫度傳感器、壓力傳感器、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥和第八控制閥信號(hào)連接。
[0017]優(yōu)選地，所述的儲(chǔ)氣系統(tǒng)還包括流量計(jì)，流量計(jì)設(shè)置在預(yù)吸附罐和ANG儲(chǔ)氣罐連接的管道上。
[0018]所述預(yù)吸附罐內(nèi)所填充的吸附劑為分子篩和/或活性炭。
[0019]所述的在線色譜檢測(cè)器為GC508型天然氣全分析氣相色譜儀。
[0020]本發(fā)明在線色譜檢測(cè)器可用天然氣全分析專用氣相色譜儀，型號(hào)可用GC508 ;所述第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥和第八控制閥為球閥；用于阻斷氣流；第四控制閥可為針閥，用于控制流量；壓縮機(jī)可用定背壓式天然氣壓縮機(jī)，型號(hào)可用D - (6/3.5)/(1-3-10) -12型天然氣壓縮機(jī)；冷卻器可用板式換熱器；泵可用防爆水泵；換熱器可用涼水塔。所述的利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，其特征還在于，所述溫度傳感器可用PT100型或其他型號(hào)的溫度傳感器；壓力傳感器可用PTG500型或其他型號(hào)的壓力傳感器。
[0021]應(yīng)用所述裝置的回收管網(wǎng)放散氣的方法，包括以下步驟:
[0022](I)利用截止閥將待檢修區(qū)域截?cái)啵瑢⑼ㄓ媒涌谂c該區(qū)域內(nèi)的放散閥連接；
[0023](2)開(kāi)啟控制總閥，在線色譜檢測(cè)器同時(shí)開(kāi)始工作，對(duì)進(jìn)氣成分進(jìn)行分析；當(dāng)進(jìn)氣壓力和天然氣組分均超過(guò)安全壓力要求和吸附劑安全成分要求時(shí)，則控制總閥自動(dòng)截?cái)鄽饴罚瑢⑦M(jìn)氣引致放散閥的放散支路放空燃燒；當(dāng)進(jìn)氣壓力和組分都符合安全壓力要求和吸附劑安全成分要求時(shí)，放散氣進(jìn)入調(diào)壓系統(tǒng)；
[0024](3)在調(diào)壓系統(tǒng)中，當(dāng)進(jìn)氣壓力高于設(shè)計(jì)的最低儲(chǔ)氣壓力時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉第二控制閥、第三控制閥，開(kāi)啟第一控制閥，壓縮機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，放散氣經(jīng)過(guò)不第一控制閥直接進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)；當(dāng)進(jìn)氣壓力低于設(shè)計(jì)的最低儲(chǔ)氣壓力時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉第一控制閥，開(kāi)啟第二控制閥、第三控制閥，壓縮機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，放散氣經(jīng)壓縮機(jī)升壓至最低儲(chǔ)氣壓力并在冷卻器中冷卻至設(shè)計(jì)的儲(chǔ)氣溫度后進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)；
[0025](4)放散氣在儲(chǔ)氣系統(tǒng)中先經(jīng)過(guò)預(yù)吸附罐中的吸附劑除去雜質(zhì)成分，凈化后的放散氣進(jìn)入ANG儲(chǔ)氣罐中完成吸附儲(chǔ)氣過(guò)程；當(dāng)吸附儲(chǔ)氣過(guò)程中，預(yù)吸附罐吸附熱效應(yīng)引起ANG儲(chǔ)氣罐的罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度上限時(shí)，控制系統(tǒng)控制循環(huán)泵開(kāi)啟，冷卻水依次經(jīng)過(guò)第六控制閥、盤管、第七控制閥和換熱器回到泵；冷卻水流經(jīng)ANG儲(chǔ)氣罐內(nèi)的盤管進(jìn)行換熱；
[0026](5)在脫附放氣的用氣過(guò)程中，控制系統(tǒng)保持第二控制閥、第三控制閥關(guān)閉，開(kāi)啟第一控制閥，ANG儲(chǔ)氣罐中的天然氣沖洗預(yù)吸附罐，使預(yù)吸附罐中的雜質(zhì)氣體脫除，一并經(jīng)過(guò)不壓縮支路進(jìn)入下游用氣管線；當(dāng)脫附放氣的過(guò)程中，由于脫附熱效應(yīng)引起的，ANG儲(chǔ)氣罐罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度下限時(shí)，則泵開(kāi)啟，熱水流經(jīng)ANG儲(chǔ)氣罐內(nèi)的盤管進(jìn)行換熱，保持罐內(nèi)溫度處于高溫水平。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)和現(xiàn)狀相比具有以下的有益效果:
[0028]1、節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明改變了現(xiàn)有管道維修過(guò)程中管網(wǎng)殘留天然氣直接排空的現(xiàn)狀，不僅回收了天然氣資源可有效加以利用，而且減少了溫室效應(yīng)氣體的排放，緩解環(huán)境污染。
[0029]2、設(shè)備投資和運(yùn)行成本低。本發(fā)明設(shè)備均為常用的天然氣特種設(shè)備，設(shè)備的數(shù)量少、成本低，裝置的建設(shè)投資小；由于ANG的儲(chǔ)存壓力較低，壓縮機(jī)的運(yùn)行背壓可以固定在一個(gè)較低的值，相比原有回收工藝根據(jù)下游用氣管網(wǎng)壓力進(jìn)行壓縮，運(yùn)行工況穩(wěn)定，壓縮比較小，故壓縮機(jī)功耗下降。
[0030]3、裝置移動(dòng)靈活，應(yīng)用范圍廣。本發(fā)明將工藝所涉及設(shè)備撬裝化，并集成在一輛ANG回收車上，實(shí)現(xiàn)裝置的小型化、撬裝化和移動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)一套裝置在多個(gè)地點(diǎn)使用，即裝即用，可適用于各種不同地理環(huán)境的管網(wǎng)維修。
[0031]4、流程簡(jiǎn)單，自控程度高，工藝安全可靠。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，通過(guò)簡(jiǎn)單的檢測(cè)和自控系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同管網(wǎng)的不同氣質(zhì)進(jìn)行特定流程的切換和應(yīng)用，而且所涉及的均為常用設(shè)備，應(yīng)用技術(shù)成熟，選型方便。此外，本發(fā)明的工藝設(shè)計(jì)了安全卸載的控制系統(tǒng)，一旦某一管網(wǎng)的氣質(zhì)超出設(shè)計(jì)范圍，裝置將自動(dòng)切斷連接，保證設(shè)備安全和生產(chǎn)的連續(xù)性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明在回收管網(wǎng)放散氣時(shí)的工藝駁接示意圖。
[0033]圖2為利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置的示意圖。
[0034]圖3為本發(fā)明回收放散氣過(guò)程中剩余壓力較高時(shí)的工藝流程示意圖。
[0035]圖4為本發(fā)明回收放散氣過(guò)程中剩余壓力較低時(shí)的工藝流程示意圖。
[0036]圖5為本發(fā)明利用所回收的放散氣時(shí)實(shí)施例2的工藝流程示意圖。
[0037]圖中示出:1為通用接口，2為ANG回收車，3為放散閥，4為管道泄露點(diǎn)，5為截?cái)嚅y，6為控制總閥，7為在線色譜檢測(cè)器，8為第一控制閥，9為第二控制閥，10為第三控制閥，11為壓縮機(jī)，12為冷卻器，13為第四控制閥，14為預(yù)吸附罐，15為流量計(jì)，16為ANG儲(chǔ)氣罐，17為盤管，18為第五控制閥，19為第六控制閥，20為第七控制閥，21為第八控制閥，22為泵，23為換熱器。

【具體實(shí)施方式】
[0038]為更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0039]參見(jiàn)圖1?圖3，一種利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，主要由檢測(cè)控制系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、儲(chǔ)氣系統(tǒng)、循環(huán)水溫控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成。其中:
[0040]參見(jiàn)圖1和圖2，假定的管道泄露點(diǎn)4位于圖1所示兩個(gè)截止閥5之間的管段上，即虛線所包圍區(qū)域?yàn)榇龣z修區(qū)域。所述檢測(cè)控制系統(tǒng)包括通用接口 1、控制總閥6和在線色譜檢測(cè)器7，通用接口 I 一端與待檢修管段的放散閥3連接進(jìn)氣，另一端與控制總閥6連接，在控制總閥6后端芳路連接在線色譜檢測(cè)器7。
[0041]參見(jiàn)圖2，所述調(diào)壓系統(tǒng)包括第一控制閥8、第二控制閥9、第三控制閥10、壓縮機(jī)11和冷卻器12 ;第二控制閥9、壓縮機(jī)11、冷卻器12和第三控制閥10通過(guò)管道依次串聯(lián)連接，組成第一路；第一控制閥8與管道構(gòu)成第二路，第一路與第二路并聯(lián)連接；第二路不經(jīng)過(guò)壓縮，直接進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)；第一路經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)升壓，然后進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)；進(jìn)氣可在兩個(gè)支路上切換；并聯(lián)的前端與控制總閥6連通，并聯(lián)的后端與第四控制閥13連通。
[0042]所述儲(chǔ)氣系統(tǒng)包括依次連接的第四控制閥13、預(yù)吸附罐14和ANG儲(chǔ)氣罐16 ;第四控制閥13用于控制流量；優(yōu)選儲(chǔ)氣系統(tǒng)還包括流量計(jì)15，流量計(jì)15設(shè)置在預(yù)吸附罐14和ANG儲(chǔ)氣罐16連接的管道上；流量計(jì)15計(jì)量有效儲(chǔ)氣和放氣流量。預(yù)吸附罐14內(nèi)所填充的吸附劑可為分子篩、孔徑分布較廣的活性炭以及他們的組合，用以優(yōu)先吸附放散氣中的丙燒、丁燒、~■氧化碳和硫化氫!等雜質(zhì)氣體，以提聞ANG儲(chǔ)氣--! 16的有效儲(chǔ)氣量和使用壽命。ANG儲(chǔ)氣罐主要由罐體、支架及絲網(wǎng)組成；ANG儲(chǔ)氣罐的罐體中通過(guò)絲網(wǎng)分隔成多層空間，多層空間中填充吸附劑，多層空間中還設(shè)有循環(huán)水溫控系統(tǒng)的盤管，盤管17通過(guò)支架支撐；具體是，ANG儲(chǔ)氣罐16的罐體中除去盤管17，支架及絲網(wǎng)等構(gòu)件，其他有效空間全部填充吸附劑。其中支架用于支撐循環(huán)水溫控系統(tǒng)位于罐體內(nèi)的盤管17。絲網(wǎng)用于將罐體分隔為多層空間，避免罐體內(nèi)填充的吸附劑過(guò)分積壓。ANG儲(chǔ)氣罐16所使用的吸附劑可為以富含微孔的活性炭，以提高ANG儲(chǔ)氣罐16的有效儲(chǔ)氣量。
[0043]所述循環(huán)水溫控系統(tǒng)主要由冷卻器12、盤管17、第五控制閥18、第六控制閥19、第七控制閥20、第八控制閥21、泵22和換熱器23組成；盤管17設(shè)置在ANG儲(chǔ)氣罐16內(nèi)；泵22的出口分別于第五控制閥18和第六控制閥19連接；第五控制閥18與冷卻器12冷物流入口連接，冷卻器12冷物流出口與第八控制閥21連接，第八控制閥21與換熱器23入口連接，換熱器23出口與泵22連接；第六控制閥19、盤管17和第七控制閥20依次連接，第七控制閥20與換熱器23入口連接，換熱器23出口與泵22連接。ANG儲(chǔ)氣罐16中的循環(huán)水系統(tǒng)用于提供吸附儲(chǔ)氣過(guò)程中的冷水和脫附放氣過(guò)程中的熱水。
[0044]控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器和PLC，壓力傳感器設(shè)置在控制總閥6后端的管道上，溫度傳感器設(shè)置在ANG儲(chǔ)氣罐16內(nèi)，PLC分別與溫度傳感器、壓力傳感器、第一控制閥8、第二控制閥9、第三控制閥10、第四控制閥13、第五控制閥18、第六控制閥19、第七控制閥20和第八控制閥21信號(hào)連接?？刂葡到y(tǒng)用于根據(jù)進(jìn)氣壓力選擇調(diào)壓系統(tǒng)支路和根據(jù)溫度控制循環(huán)水系統(tǒng)。
[0045]控制總閥6可為截止閥，在線色譜檢測(cè)器7可為GC508天然氣全分析專用氣相色譜儀、第四控制閥13可為針閥、其余控制閥可為球閥、壓縮機(jī)11可為D - (6/3.5)/(1-3-10) -12型天然氣壓縮機(jī)、冷卻器12為板式換熱器、泵22為防爆水泵、換熱器23可為涼水塔。以及溫度傳感器可為PT100型溫度傳感器、壓力傳感器可為PTG500型壓力傳感器。
[0046]應(yīng)用上述裝置的利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的方法，包括以下步驟:
[0047](I)利用截止閥5將待檢修區(qū)域截?cái)?，將通用接?I與該區(qū)域內(nèi)的放散閥3連接；
[0048](2)開(kāi)啟控制總閥6，在線色譜檢測(cè)器7同時(shí)開(kāi)始工作，對(duì)進(jìn)氣成分進(jìn)行分析；當(dāng)進(jìn)氣壓力和天然氣組分均超過(guò)安全壓力要求和吸附劑安全成分要求時(shí)，則控制總閥6自動(dòng)截?cái)鄽饴?，將進(jìn)氣引致放散閥3的放散支路放空燃燒；當(dāng)進(jìn)氣壓力和組分都符合安全壓力要求和吸附劑安全成分要求時(shí)，放散氣進(jìn)入調(diào)壓系統(tǒng)；控制系統(tǒng)根據(jù)進(jìn)氣壓力，控制調(diào)壓系統(tǒng)的工作:
[0049](3)在調(diào)壓系統(tǒng)中，當(dāng)進(jìn)氣壓力高于設(shè)計(jì)的最低儲(chǔ)氣壓力時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉第二控制閥9、第三控制閥10，開(kāi)啟第一控制閥8，壓縮機(jī)11不運(yùn)轉(zhuǎn)，放散氣經(jīng)過(guò)不第一控制閥8直接進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)；當(dāng)進(jìn)氣壓力低于設(shè)計(jì)的最低儲(chǔ)氣壓力時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉第一控制閥8，開(kāi)啟第二控制閥9、第三控制閥10，壓縮機(jī)11開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，放散氣經(jīng)壓縮機(jī)11升壓至最低儲(chǔ)氣壓力并在冷卻器12中冷卻至設(shè)計(jì)的儲(chǔ)氣溫度后進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)；
[0050](4)放散氣在儲(chǔ)氣系統(tǒng)中先經(jīng)過(guò)預(yù)吸附罐14中的吸附劑除去雜質(zhì)成分，凈化后的放散氣經(jīng)流量計(jì)15計(jì)量后，進(jìn)入ANG儲(chǔ)氣罐16中完成吸附儲(chǔ)氣過(guò)程；當(dāng)吸附儲(chǔ)氣過(guò)程中，預(yù)吸附罐14吸附熱效應(yīng)引起ANG儲(chǔ)氣罐16的罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度上限時(shí)，控制系統(tǒng)控制循環(huán)泵22開(kāi)啟，冷卻水依次經(jīng)過(guò)第六控制閥19、盤管17、第七控制閥20和換熱器23回到泵22 ;冷卻水流經(jīng)ANG儲(chǔ)氣罐16內(nèi)的盤管17進(jìn)行換熱，保持罐內(nèi)溫度處在低溫水平。
[0051](5)在脫附放氣的用氣過(guò)程中，控制系統(tǒng)保持第二控制閥9、第三控制閥10關(guān)閉，開(kāi)啟第一控制閥8，ANG儲(chǔ)氣罐16中的天然氣經(jīng)過(guò)流量計(jì)15進(jìn)行計(jì)量，并沖洗預(yù)吸附罐14，使預(yù)吸附罐14中的雜質(zhì)氣體脫除，一并經(jīng)過(guò)不壓縮支路進(jìn)入下游用氣管線；當(dāng)脫附放氣的過(guò)程中，由于脫附熱效應(yīng)引起的，ANG儲(chǔ)氣罐16罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度下限時(shí)，則循環(huán)泵22自動(dòng)開(kāi)啟，熱水流經(jīng)ANG儲(chǔ)氣罐16內(nèi)的盤管17進(jìn)行換熱，保持罐內(nèi)溫度處于高溫水平。
[0052]實(shí)施例1
[0053]以一段1000m長(zhǎng)的帶檢修的高壓輸氣管線(壓力4.0MPa、溫度20°C )為例，按照西氣東輸管線的管徑(管徑約1000mm)計(jì)算，該管段內(nèi)儲(chǔ)存的天然氣儲(chǔ)量為33000Nm3，并假定該氣源氣質(zhì)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
[0054]應(yīng)用時(shí)，利用截止閥5將管段隔離，將裝置于通用接口 I與該管段上的放散閥3連接；開(kāi)啟控制總閥6，在線色譜檢測(cè)器7同時(shí)開(kāi)始工作，對(duì)進(jìn)氣成分進(jìn)行分析，在線色譜檢測(cè)器7檢測(cè)完成后，裝置開(kāi)機(jī)運(yùn)行。
[0055]開(kāi)始階段，由于進(jìn)氣壓力高于最低儲(chǔ)氣壓力2.5MPa，控制系統(tǒng)關(guān)閉第二控制閥9、第三控制閥10，開(kāi)啟第一控制閥8，壓縮機(jī)11不運(yùn)轉(zhuǎn)，放散氣經(jīng)過(guò)不壓縮支路，直接進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)。隨著待檢修管段內(nèi)殘存的氣量不斷下降，即進(jìn)氣壓力不斷降低，當(dāng)進(jìn)氣壓力低于最低儲(chǔ)氣壓力2.5MPa時(shí)，控制系統(tǒng)開(kāi)啟第二控制閥9、第三控制閥10，關(guān)閉第一控制閥8 ;同時(shí)，第五控制閥18和第八控制閥21開(kāi)啟，壓縮機(jī)11和泵22自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，放散氣經(jīng)壓縮機(jī)11升壓至最低儲(chǔ)氣壓力2.5MPa，并在冷卻器12中與循環(huán)水換熱，冷卻至設(shè)計(jì)的儲(chǔ)氣溫度40°C后進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)。在壓縮機(jī)11升壓過(guò)程中，待檢修管段內(nèi)殘存的氣量繼續(xù)下降，即壓縮機(jī)11的進(jìn)口壓力繼續(xù)降低，所選用的壓縮機(jī)11的型號(hào)可在變化的進(jìn)口壓力的條件下，保持出口壓力穩(wěn)定維持在2.5MPa。
[0056]放散氣進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)中，先經(jīng)過(guò)預(yù)吸附罐14除去雜質(zhì)成分，如丙烷、丁烷、二氧化碳、硫化氫和水等，凈化后的放散氣經(jīng)流量計(jì)15計(jì)量后，進(jìn)入ANG儲(chǔ)氣罐16中完成吸附儲(chǔ)氣過(guò)程；當(dāng)吸附儲(chǔ)氣過(guò)程中，由于吸附熱效應(yīng)引起的，ANG儲(chǔ)氣罐罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度上限40°C時(shí)，則循環(huán)泵22自動(dòng)開(kāi)啟，第六控制閥19和第七控制閥20開(kāi)啟，冷卻水流經(jīng)ANG儲(chǔ)氣罐16內(nèi)的盤管17進(jìn)行換熱，保持罐內(nèi)溫度低于40°C。
[0057]循環(huán)水從水箱中經(jīng)泵22升壓后通過(guò)第六控制閥19，在流經(jīng)盤管17吸熱后，溫度升高至45°C以上，再通過(guò)第七控制閥20，在流經(jīng)換熱器23時(shí)與空氣換熱冷卻至室溫，回流至水箱中。
[0058]流程中放散氣的流動(dòng)情況在高壓階段如圖3箭頭所示，在低壓階段如圖4所示。本實(shí)施例在對(duì)高于設(shè)計(jì)儲(chǔ)氣壓力的管段的放散氣的回收的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)本被放空燃燒的天然氣的回收；同時(shí)在回收過(guò)程中有效利用了高壓管道的富余壓力，減少了回收放散氣的壓縮功耗；利用所選壓縮機(jī)能夠在進(jìn)口壓力變化的情況下，穩(wěn)定保持出口壓力，回收工藝安全、穩(wěn)定、節(jié)能。
[0059]實(shí)施例2
[0060]參見(jiàn)圖1、圖2和圖5，本實(shí)施例與實(shí)施例1的裝置相同。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于，本實(shí)施例為利用ANG回收車所儲(chǔ)存的放散氣的例子。
[0061]以ANG回收車上ANG儲(chǔ)氣罐的有效儲(chǔ)氣容積為45m3，儲(chǔ)氣壓力為3MPa為例，該管段內(nèi)儲(chǔ)存的天然氣儲(chǔ)量為5400Nm3。
[0062]應(yīng)用時(shí)，將裝置于通用接口 I與下游用戶的進(jìn)氣口連接；開(kāi)啟控制總閥6，裝置開(kāi)機(jī)運(yùn)行。
[0063]在脫附放氣的用氣過(guò)程中，控制系統(tǒng)保持第二控制閥9、第三控制閥10關(guān)閉，開(kāi)啟第一控制閥8，ANG儲(chǔ)氣罐16中的天然氣經(jīng)過(guò)流量15進(jìn)行計(jì)量，并沖刷預(yù)吸附罐14，脫除其中儲(chǔ)存的天然氣包括雜質(zhì)成分，如丙烷、丁烷、二氧化碳、硫化氫和水等，一并經(jīng)過(guò)不壓縮支路進(jìn)入下游用氣管線；當(dāng)脫附放氣的過(guò)程中，由于脫附熱效應(yīng)引起的，ANG儲(chǔ)氣罐16罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度下限10°C時(shí)，則循環(huán)泵22自動(dòng)開(kāi)啟，熱水流經(jīng)ANG儲(chǔ)氣罐16內(nèi)的盤管17進(jìn)行換熱，保持罐內(nèi)溫度高于10°C。
[0064]循環(huán)水從水箱中經(jīng)泵22升壓后通過(guò)第六控制閥19，在流經(jīng)盤管17放熱后，溫度下降至10°C以下，再通過(guò)第七控制閥20，在流經(jīng)換熱器23時(shí)與空氣換熱加熱至室溫，回流至水箱中。
[0065]流程中天然氣的流動(dòng)情況如圖5箭頭所示。本實(shí)施例將ANG回收車所回收的放散氣脫附并釋放至下游用氣單位，說(shuō)明所回收天然氣的利用方法。同時(shí)，在放氣過(guò)程中，利用ANG儲(chǔ)氣罐中流出的氣體對(duì)預(yù)吸附罐的沖刷作用，使得預(yù)吸附罐中可逆吸附的部分氣體脫附，一定程度上再生了預(yù)吸附罐中的吸附劑，提高了預(yù)吸附罐的使用壽命。
[0066]上述實(shí)施例表明該利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的方法，有效回收放空燃燒的天然氣，實(shí)現(xiàn)資源的有效回收利用；工藝操作簡(jiǎn)單、安全、穩(wěn)定并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；工藝的能耗效率實(shí)現(xiàn)了最大化。
【權(quán)利要求】
1.一種利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，其特征在于，主要由檢測(cè)控制系統(tǒng)、調(diào)壓系統(tǒng)、儲(chǔ)氣系統(tǒng)、循環(huán)水溫控系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成； 所述檢測(cè)控制系統(tǒng)包括通用接口、控制總閥和在線色譜檢測(cè)器，通用接口 一端與待檢修管段的放散閥連接進(jìn)氣，另一端與控制總閥連接，在控制總閥后端旁路連接在線色譜檢測(cè)器； 所述調(diào)壓系統(tǒng)包括第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、壓縮機(jī)和冷卻器；第二控制閥、壓縮機(jī)、冷卻器和第三控制閥通過(guò)管道依次串聯(lián)連接，組成第一路；第一控制閥與管道構(gòu)成第二路，第一路與第二路并聯(lián)連接；并聯(lián)的前端與控制總閥連通，并聯(lián)的后端與第四控制閥連通； 所述儲(chǔ)氣系統(tǒng)包括依次連接的第四控制閥、預(yù)吸附罐和ANG儲(chǔ)氣罐；預(yù)吸附罐內(nèi)所填充吸附劑；ANG儲(chǔ)氣罐主要由罐體、支架及絲網(wǎng)組成；ANG儲(chǔ)氣罐的罐體中通過(guò)絲網(wǎng)分隔成多層空間，多層空間中填充吸附劑，多層空間中還設(shè)有循環(huán)水溫控系統(tǒng)的盤管，盤管通過(guò)支架支撐； 所述循環(huán)水溫控系統(tǒng)主要由冷卻器、盤管、第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥、第八控制閥、泵和換熱器組成；盤管設(shè)置在ANG儲(chǔ)氣罐內(nèi)；泵的出口分別于第五控制閥和第六控制閥連接；第五控制閥與冷卻器冷物流入口連接，冷卻器冷物流出口與第八控制閥連接，第八控制閥與換熱器入口連接，換熱器出口與泵連接；第六控制閥、盤管和第七控制閥依次連接，第七控制閥與換熱器入口連接，換熱器出口與泵連接； 控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器和PLC，壓力傳感器設(shè)置在控制總閥后端的管道上，溫度傳感器設(shè)置在ANG儲(chǔ)氣罐內(nèi)，PLC分別與溫度傳感器、壓力傳感器、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥和第八控制閥信號(hào)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，其特征在于，所述的儲(chǔ)氣系統(tǒng)還包括流量計(jì)，流量計(jì)設(shè)置在預(yù)吸附罐和ANG儲(chǔ)氣罐連接的管道上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，其特征在于，所述預(yù)吸附罐內(nèi)所填充的吸附劑為分子篩和/或活性炭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，其特征在于，所述的在線色譜檢測(cè)器為GC508型天然氣全分析氣相色譜儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，其特征在于，所述第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥和第八控制閥為球閥；第四控制閥為針閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，其特征在于，所述換熱器為涼水塔；所述泵為防爆水泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用ANG技術(shù)回收管網(wǎng)放散氣的裝置，其特征在于，所述冷卻器為板式換熱器；所述壓縮機(jī)為定背壓式天然氣壓縮機(jī)。
8.應(yīng)用權(quán)利要求1- 7任一項(xiàng)所述裝置的回收管網(wǎng)放散氣的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)利用截止閥將待檢修區(qū)域截?cái)?，將通用接口與該區(qū)域內(nèi)的放散閥連接； (2)開(kāi)啟控制總閥，在線色譜檢測(cè)器同時(shí)開(kāi)始工作，對(duì)進(jìn)氣成分進(jìn)行分析；當(dāng)進(jìn)氣壓力和天然氣組分均超過(guò)安全壓力要求和吸附劑安全成分要求時(shí)，則控制總閥自動(dòng)截?cái)鄽饴?，將進(jìn)氣引致放散閥的放散支路放空燃燒；當(dāng)進(jìn)氣壓力和組分都符合安全壓力要求和吸附劑安全成分要求時(shí)，放散氣進(jìn)入調(diào)壓系統(tǒng)； (3)在調(diào)壓系統(tǒng)中，當(dāng)進(jìn)氣壓力高于設(shè)計(jì)的最低儲(chǔ)氣壓力時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉第二控制閥、第三控制閥，開(kāi)啟第一控制閥，壓縮機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，放散氣經(jīng)過(guò)不第一控制閥直接進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)；當(dāng)進(jìn)氣壓力低于設(shè)計(jì)的最低儲(chǔ)氣壓力時(shí)，控制系統(tǒng)關(guān)閉第一控制閥，開(kāi)啟第二控制閥、第三控制閥，壓縮機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，放散氣經(jīng)壓縮機(jī)升壓至最低儲(chǔ)氣壓力并在冷卻器中冷卻至設(shè)計(jì)的儲(chǔ)氣溫度后進(jìn)入儲(chǔ)氣系統(tǒng)； (4)放散氣在儲(chǔ)氣系統(tǒng)中先經(jīng)過(guò)預(yù)吸附罐中的吸附劑除去雜質(zhì)成分，凈化后的放散氣進(jìn)入ANG儲(chǔ)氣罐中完成吸附儲(chǔ)氣過(guò)程；當(dāng)吸附儲(chǔ)氣過(guò)程中，預(yù)吸附罐吸附熱效應(yīng)引起ANG儲(chǔ)氣罐的罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度上限時(shí)，控制系統(tǒng)控制循環(huán)泵開(kāi)啟，冷卻水依次經(jīng)過(guò)第六控制閥、盤管、第七控制閥和換熱器回到泵；冷卻水流經(jīng)ANG儲(chǔ)氣罐內(nèi)的盤管進(jìn)行換熱； (5)在脫附放氣的用氣過(guò)程中，控制系統(tǒng)保持第二控制閥、第三控制閥關(guān)閉，開(kāi)啟第一控制閥，ANG儲(chǔ)氣罐中的天然氣沖洗預(yù)吸附罐，使預(yù)吸附罐中的雜質(zhì)氣體脫除，一并經(jīng)過(guò)不壓縮支路進(jìn)入下游用氣管線；當(dāng)脫附放氣的過(guò)程中，由于脫附熱效應(yīng)引起的，ANG儲(chǔ)氣罐罐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)溫度下限時(shí)，則泵開(kāi)啟，熱水流經(jīng)ANG儲(chǔ)氣罐內(nèi)的盤管進(jìn)行換熱，保持罐內(nèi)溫度處于高溫水平。
【文檔編號(hào)】F17D3/01GK104235604SQ201410461946
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】徐文東, 鄭境森, 程顯弼, 趙建河 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)