一种天然气加气站仪表风冷能干燥系统的制作方法

本实用新型涉及一种空气干燥技术，具体涉及一种天然气加气站仪表风冷能干燥系统。

背景技术：

天然气作为一种重要的清洁能源，广泛应用于各行各业。天然气加气站主要服务于汽车行业，气源分为压缩天然气(Compressed Natural Gas，简称CNG)和液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)。

在天然气加气站中，需要压缩空气即仪表风来吹扫或者驱动仪表以及阀门。仪表风必须经过“干燥”，主要是为了提高干燥度和洁净度，保护仪表和阀门不被腐蚀，同时也为了防止结冰。因此，天然气加气站通常加装仪表风干燥机。

传统的仪表风干燥机通常采用“蒸汽压缩制冷+汽水分离器”方式，即先使用蒸汽压缩制冷循环产生冷能，使压缩空气温度降低到露点，从而水分析出；然后通过汽水分离器，将压缩空气中析出的水分分离，从而得到干燥的压缩空气。这种传统的仪表风干燥机结构笨重，制冷介质为制冷剂，需要制冷压缩机，耗电量大。

同时，天然气加气站运行过程中会产生大量蒸发气(Boil-off Gas，简称BOG)，其蕴含着大量的冷能。BOG的冷能主要来自两个途径：一是BOG生成时产生的大量冷能，即汽化潜热导致的冷能；二是BOG本身温度很低，也具有大量的冷能，即低温导致的显热冷能。BOG冷能浪费严重，大多被直接排放到空气中。

技术实现要素：

解决的技术问题：针对现有技术存在的结构笨重，需要制冷压缩机耗电量大等问题，本实用新型提供一种天然气加气站仪表风冷能干燥系统，直接利用BOG冷能对仪表风进行降温干燥，从而替代传统的蒸汽压缩制冷干燥系统，该系统优化简洁而且节能减排。

技术方案：一种天然气加气站仪表风冷能干燥系统，包括空压机、套管式预冷器、管壳式换热器、汽水分离器和BOG暂储罐，空压机的出口与套管式预冷器的外管入口相连，套管式预冷器的外管出口与管壳式换热器的壳程入口相连，管壳式换热器的壳程出口与汽水分离器入口相连，汽水分离器的气体出口通过压缩空气管路与套管式预冷器的内管入口相连，BOG暂储罐的出口通过BOG管路与管壳式换热器的管程入口相连，管壳式换热器的管程出口通过BOG管路与BOG回收装置相连。

一种天然气加气站仪表风冷能干燥工艺，基于上述系统进行处理，包括以下步骤：

步骤一：空气进入空压机经过压缩增压后温度升高，经套管式预冷器外管入口进入到套管式预冷器内并与套管式预冷器内管中的低温干燥压缩空气换热，温度降低；

步骤二：根据步骤一处理后的空气由套管式预冷器外管出口流出并经管壳式换热器的壳程入口进入到管壳式换热器内，同时，BOG暂储罐中的BOG经管壳式换热器的管程入口进入到管壳式换热器内，步骤一处理后的空气与BOG在管壳式换热器中换热，使空气温度进一步降低到露点温度，使空气中的液态水析出；

步骤三：根据步骤二进一步处理后的空气经管壳式换热器的壳程出口流入到汽水分离器内进行物理分离，液态水排出，得到低温干燥压缩空气，同时，步骤二中换热后的BOG经管壳式换热器的管程出口进入到BOG回收装置内；

步骤四：根据骤三处理后得到的低温干燥压缩空气经套管式预冷器内管入口进入到套管式预冷器内，与经空压机压缩后的空气热交换，提高自身温度，从套管式预冷器内管出口流出；

步骤五：循环以上步骤。

有益效果：本实用新型提供的一种天然气加气站仪表风冷能干燥系统，相较于传统的蒸汽压缩制冷式仪表风干燥系统，具有以下优点：1、取消了传统系统中的制冷压缩机，系统结构更为简洁，而且减少了电耗；2、利用了原本浪费的蒸发气BOG冷能，实现了节能减排，而且降低了蒸发气对环境的污染；3、新系统对现有天然气加气站结构改动小，降低系统改造成本，应用性强。

附图说明

图1为本实用新型示意图。

其中：1-空压机、2-套管式预冷器、3-管壳式换热器、4-气水分离器、5-BOG暂储罐、6-压缩空气管路、7-BOG管路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如附图所示，一种天然气加气站仪表风冷能干燥系统，包括空压机1、套管式预冷器2、管壳式换热器3、汽水分离器4和BOG暂储罐5，空压机1的出口与套管式预冷器2的外管入口相连，套管式预冷器2的外管出口与管壳式换热器3的壳程入口相连，管壳式换热器3的壳程出口与汽水分离器4入口相连，汽水分离器4的气体出口通过压缩空气管路6与套管式预冷器2的内管入口相连，BOG暂储罐5的出口通过BOG管路7与管壳式换热器3的管程入口相连，管壳式换热器3的管程出口通过BOG管路7与BOG回收装置相连。

一种天然气加气站仪表风冷能干燥工艺，基于上述的系统进行处理，包括以下步骤：

步骤一：空气进入空压机1经过压缩增压后温度升高，经套管式预冷器2外管入口进入到套管式预冷器2内并与套管式预冷器2内管中的低温干燥压缩空气换热，温度降低；

步骤二：根据步骤一处理后的空气由套管式预冷器2外管出口流出并经管壳式换热器3的壳程入口进入到管壳式换热器3内，同时，BOG暂储罐5中的BOG经管壳式换热器3的管程入口进入到管壳式换热器3内，步骤一处理后的空气与BOG在管壳式换热器3中换热，使空气温度进一步降低到露点温度2℃，使空气中的液态水析出；

步骤三：根据步骤二进一步处理后的空气经管壳式换热器3的壳程出口流入到汽水分离器4内进行物理分离，液态水排出，得到低温干燥压缩空气，同时，步骤二中换热后的BOG经管壳式换热器3的管程出口进入到BOG回收装置内；

步骤四：根据骤三处理后得到的低温干燥压缩空气经套管式预冷器2内管入口进入到套管式预冷器2内，与经空压机1压缩后的空气热交换，提高自身温度，从套管式预冷器2内管出口流出；

步骤五：循环以上步骤。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应该以权力要求所限定的保护范围为准。