高效节能冷干净化装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及天然气（煤层气）净化领域，尤其涉及高效节能冷干净化装置。


背景技术：

[0002]
在煤层气开发中，由于煤层气埋藏深度浅、储量丰度低、地层能量不充足等原因，导致了煤层气井井底压力低、单井产量低等现象，进而给地面集输带来了输送能量不足的问题，因此常需要加压输送。除此之外，煤层气从煤层中开发出来，煤层中大多含有地下水，因此从井下开采的煤层气处于含水饱和状态，且煤粉尘含量较高，在煤层气的集输过程中，随着压力的变化，特别是随着集输距离的增加，煤层气温度不断降低，煤层气中的饱和水会冷凝出来，并和煤层气粉尘一起在集输管网中形成含尘积液，严重影响了集气管网的输气能力，对煤层气田生产开发带来很大的经济损失。该煤层气高效节能冷干净化装置将能有效地解决以上问题，它的应用对于煤层气田集输管网稳定运行、提高输送能力、降低煤层气田开发成本都有着非常重要的意义。目前国内外煤层气田都采用直接输送，未检索到任何形式的高效节能冷干净化的专用设备。


技术实现要素：

[0003]
实用新型的目的：为了提供效果更好的高效节能冷干净化装置和方法，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。
[0004]
为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案：
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高效节能冷干净化装置，其特征在于，净化装置包含制冷部分和分离部分，制冷部分包含压缩机及润滑油系统、空冷器、蒸发器，制冷剂-净化气换热器；分离部分包括：原料气-净化气预冷换热器、常温分离器、低温分离器、过滤分离器；原料气-净化气预冷换热器1通过管道连接着进气管，原料气-净化气预冷换热器1连接着常温分离器2，常温分离器2通过管道连接着蒸发器7，蒸发器7通过管道连接着低温分离器3，低温分离器3通过管道连接着过滤分离器4，过滤分离器4通过管道连接着原料气-净化气预冷换热器1，原料气-净化气预冷换热器1通过管道连接着过滤分离器4；过滤分离器4伸出有出气口。
[0006]
高效节能冷干净化方法，其特征在于，利用高效节能冷干净化装置，原料煤层气引入本装备，经原料气-净化气预冷换热器换热，进入常温分离器分离出约58%的含水；然后进入蒸发器与制冷剂换热，进入低温分离器分离出约37%的含水；再进入过滤分离器分离出3微米以上固体粉尘颗粒及剩余的游离水后，成为低温净化气。
[0007]
低温净化气首先进入原料气-净化气预冷换热器换热，再进入制冷剂-净化气换热器，将温度回升后外输。
[0008]
制冷剂在蒸发器中与原料气换热后，气态制冷剂经过压缩机加压后，经空冷器、制冷剂-净化气换热器冷却后进入蒸发器循环使用。
[0009]
常温分离器、低温分离器、过滤分离器分离出的游离水、粉尘通过自动控制阀排放。
[0010]
通过脱水、除尘，解决目前由于集输管网积水、积尘引起的输气能力降低甚至导致其停产的问题。
[0011]
本实用新型进一步技术方案在于，所述的常温分离器与低温分离器为krgl超重力分离器。
[0012]
本实用新型进一步技术方案在于，所述高效节能净化装置所净化的介质是天然气、油田伴生气、煤层气。
[0013]
本实用新型进一步技术方案在于，当原料气温度低于30度时，无需空冷器，制冷剂与净化气二次换热即可达到要求。
[0014]
本实用新型进一步技术方案在于，所述的蒸发器为防冻堵蒸发器，单程管为2.2度倾斜布置，该倾斜的口相对朝向流体的被输送方向。
[0015]
采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果：本专利能够解决煤层气集输管网的积液、积尘问题，对于煤层气田集输管网稳定运行、提高输送能力、降低气田开发成本都有着非常重要的意义。
附图说明
[0016]
为了进一步说明本实用新型，下面结合附图进一步进行说明：
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图1为实用新型结构连接示意图；
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图2为蒸发器的结构示意图；
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其中：1. 原料气-净化气预冷换热器；2. 常温分离器；3.低温分离器；4.过滤分离器；5压缩机及润滑油系统；6.空冷器；7.蒸发器；8.制冷剂-净化气换热器。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0021]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0022]
本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者
是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0023]
实施例一：煤层气高效节能冷干净化装置，其特征在于，净化装置包含制冷部分和分离部分，制冷部分包含压缩机及润滑油系统、空冷器、蒸发器，制冷剂-净化气换热器；分离部分包括：原料气-净化气预冷换热器、常温分离器、低温分离器、过滤分离器。
[0024]
本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：原料煤层气引入本装备，经原料气-净化气预冷换热器换热，进入常温分离器分离出约58%的含水；然后进入蒸发器与制冷剂换热，进入低温分离器分离出约37%的含水；再进入过滤分离器分离出3微米以上固体粉尘颗粒及剩余的游离水后，成为低温净化气。
[0025]
低温净化气首先进入原料气-净化气预冷换热器换热，再进入制冷剂-净化气换热器，将温度回升后外输。
[0026]
制冷剂在蒸发器中与原料气换热后，气态制冷剂经过压缩机加压后，经空冷器、制冷剂-净化气换热器冷却后进入蒸发器循环使用。
[0027]
常温分离器、低温分离器、过滤分离器分离出的游离水、粉尘通过自动控制阀排放。
[0028]
通过脱水、除尘，解决目前由于集输管网积水、积尘引起的输气能力降低甚至导致其停产的问题。
[0029]
作为优选，常温分离器与低温分离器结构可以相同可以不同，开发选用krgl超重力分离器提高效率。
[0030]
实施例二，作为实施例一的进一步优选或者是并列的方案：所述高效节能净化装置，所净化的介质是天然气、油田伴生气、煤层气。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：比如上面的举例就是煤气层的开采。
[0031]
实施例三，作为进一步优选或者是并列的方案：所述的常温分离器、低温分离器采用krgl高效气液分离器，该高效分离器，融合了气体聚结、气液预分离和超重力分离技术，本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：能够大幅度提高汽液分离效率到99.9%。
[0032]
实施例四，作为进一步优选或者是并列的方案：所述的蒸发器为防冻堵蒸发器技术，该型蒸发器采用单回程、特殊角度倾斜布置及温压连锁变频+滑阀双重精密控制。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：实现了不加防冻剂，避免蒸发器的冻堵问题。
[0033]
实施例五，作为进一步优选或者是并列的方案：所述的经过空冷器后的制冷剂与净化气体二次换热，进一步降低制冷剂的冷却温度，并使外输净化气温度得到回升。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：有效利用了外输净化气的冷量，提高了制冷系统的能效比，降低了制冷压缩机的轴功率，节能15-20%。
[0034]
实施例六，作为进一步优选或者是并列的方案：当原料气温度低于30度时，无需空冷器，制冷剂与净化气二次换热即可达到要求。
[0035]
实施例七，作为进一步优选或者是并列的方案：所述的krgl分离器为圆柱形。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：类似的结构和形状均在本专利的保护范围内。
[0036]
实施例八，作为进一步优选或者是并列的方案：所述的蒸发器为防冻堵蒸发器，单程管为2.2度倾斜布置，该倾斜的口相对朝向流体的被输送方向。本处的技术方案所起到的实质的技术效果及其实现过程为如下：类似的结构和形状均在本专利的保护范围内。
[0037]
开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。
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简单来说，本专利具有如下特点：
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1、高效低阻气液分离技术：krgl气液分离器融合了气体聚结、气液预分离和超重力分离技术，具有分离精度高，设备体积小、操作范围弹性宽等优点，满足苛刻的工况及受限的安装空间条件，是一种全新的高效分离技术。
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2、防冻堵蒸发器技术：高效换热管，单回程通道，倾斜布置方式；蒸发器温度采用温压连锁变频+滑阀双重精密控制。
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3、制冷剂与净化气换热技术：过空冷器的制冷剂与净化气二次换热，进一步降低制冷剂的冷却温度，并使外输净化气温度得到回升，有效利用了外输气的冷量，提高了制冷系统的能效比，降低了制冷压缩机的轴功率。
[0042]
此装置通过在集输管网的应用，解决了天然气（煤层气、伴生气）集输管网的积液、积尘导致的输气能力降低甚至导致其停产的问题。
[0043]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。