一种天然气管网压力能回收利用方法及系统的制作方法_3

文档序号:8541942阅读:来源:国知局
机工作同轴带动第一压缩机工作,将膨胀产生的机械能转变成第一压缩机的动能,给上游高压管线来的天然气增压,提高了系统的进气压力,有效提高了压力能的利用效率。同时,将转化得到的冷量用于生产液化天然气(Liquefiednatural gas, LNG),提高LNG产量。所述膨胀机为一级膨胀机或多级膨胀机。
[0040]优选的,本步骤中重烃分离罐的操作温度在_30°C至_70°C。
[0041]步骤S105,所述第一路天然气在所述第二换热器内完成换热后从第二换热器的第一出口输出并经过节流后进入气液分离器,分离出的第二液相经过节流后进入液化天然气储罐,分离出的第二气相与来自膨胀机的天然气混合,从第二换热器的第二进口进入第二换热器。
[0042]优选的,本步骤中,将所述液化天然气储罐中的天然气与进入第一换热器第一进口之前的原料天然气进行换热,换热完成后,将来自于所述液化天然气储罐中的天然气分为第一股天然气和第二股天然气,所述第一股天然气作为再生气加热用的燃料气;对所述第二股天然气进行压缩后,作为变压吸附子系统和/或变温吸附子系统的再生气或输送到界外。这里的界外,可以是与所述门站相对应的下游天然气管网。这里的压缩,进一步为:所述第二股天然气先进入第二压缩机的第一段,压缩完成后从所述第二压缩机第一段出口输出,与所述再生气进行换热,再进入第二压缩机的第二段。本步骤中,所述气液分离器设置的操作压力不小于膨胀机出口压力。优选的,所述气液分离器设置的操作压力比膨胀机出口压力高 0.1-0.0lMpao
[0043]优选的,本步骤中,将所述液化天然气储罐中的天然气进入第二换热器进行换热,换热完成后输出,再进入第一换热器进行换热,换热完成后,进入第一换热器第一进口之前的原料天然气进行换热,换热完成后,将来自于所述液化天然气储罐中的天然气分为第一股天然气和第二股天然气,所述第一股天然气作为再生气加热用的燃料气;对所述第二股天然气进行压缩后,作为变压吸附子系统和/或变温吸附子系统的再生气或输送到界外。这里的界外,可以是与所述门站相对应的下游天然气管网。这里的压缩,进一步为:所述第二股天然气先进入第二压缩机的第一段,压缩完成后从所述第二压缩机第一段出口输出,与所述再生气进行换热,再进入第二压缩机的第二段。本步骤中,所述气液分离器设置的操作压力不小于膨胀机出口压力。优选的,所述气液分离器设置的操作压力比膨胀机出口压力高 0.1-0.0lMpa0
[0044]需要说明的是,本实施例及其他实施例中提及的净化子系统指的是变压吸附子系统、和/或变温吸附子系统、和/或不可逆吸附子系统。
[0045]步骤S106,所述第二换热器第二进口的天然气在所述第二换热器内完成换热后,从所述第二换热器的第二出口输出,与来自重烃分离器的第一液相混合后,从所述第一换热器的第二进口进入第一换热器,并在所述第一换热器内完成换热后,从所述第一换热器的第二出口输送到界外。
[0046]这里的界外,可以是与所述门站相对应的下游天然气管网。
[0047]本步骤中,所述从第一换热器的第二出口输出的天然气在输送到外界之前,分出一股作为变压吸附子系统、和/或变温吸附子系统的再生气。对所述再生气加热时,采用电或者天然气。优选的,先采用热泵地源和/或空气泵热源加热,然后再用燃料气加热。
[0048]本发明实施例的压力能回收利用方法,取代了现有调压站的降压工艺,先变压吸附再压缩的设置,考虑变压吸附入口气体温度较低时,吸附效果更好,因此选择变压吸附后再压缩,否则先压缩后的气体温度较高,会影响变压吸附的净化效果节约了现有天然气升温所消耗的燃料,有效的回收了压力能,节约了现有天然气升温所消耗的燃料,有效的回收了压力能,同时,膨胀机工作同轴带动压缩机工作,将膨胀产生的机械能转变成压缩机的动能,给上游高压管线来的天然气增压,提高了系统的进气压力,有效提高了压力能的利用效率,此外,将转化得到的冷量用于生产液化天然气,提高液化天然气的产量,有效提高了压力能的利用效率,达到了节能降耗的目的。
[0049]图2为本发明实施例2的天然气管网的压力能回收利用系统结构示意图。
[0050]如图2所示,本实施例的天然气管网的压力能回收利用系统,包括:变压吸附净化子系统1、第一压缩机4、第一换热器5、第二换热器7、重径分离罐6、膨胀机8、气液分离器9、液化天然气储罐10 ;其中,
所述变压吸附净化子系统(PSA,) I设置在所述第一压缩机4之前,用于通过变压吸附对原料天然气进行净化;
所述第一压缩机4设置在所述变压吸附净化子系统I与第一换热器5之间,用于所述原料天然气从第一换热器的第一进口进入第一换热器5之前的压缩;
所述第一换热器5包括第一进口、第二进口、第一出口、第二出口,所述第一进口用于压缩后的原料天然气的进入,第一出口用于第一进口天然气的输出,所述第二进口用于来自第二换热器第二出口的天然气和来自重烃分离器的第一液相的混合天然气的进入,第二出口用于第二进口的天然气的输出,所述第二出口与界外相通;所述第一换热器5用于第一进口的天然气与第二进口的天然气的换热;
所述第二换热器7包括第一进口、第二进口、第一出口、第二出口 ;所述第一出口用于第一进口天然气的输出,并与所述气液分离器的进口相连,所述第二出口用于第二进口天然气的输出,并与所述第一换热器的第二进口相连,所述第二换热器用于第一进口的天然气与第二进口的天然气的换热;
所述重径分离罐6与所述第一换热器5第一出口相连,包括第一液相支路、第一气相支路,所述第一气相支路分为第一路气相和第二路气相;所述第一液相支路与所述第二换热器的第二出口相连,所述第一路气相与第二换热器的第一进口相连,所述第二路气相与所述膨胀机8的进口相连;
所述膨胀机8的出口与所述第二换热器7的第二进口相连;所述第一压缩机4与所述膨胀机8同轴;
所述气液分离器9包括第二液相支路和第二气相支路,所述第二液相支路与所述液化天然气罐相连,所述第二气相支路与所述第二换热器的第二进口相连;
上述所有相连均通过管道实现。
[0051]优选的,所述系统还包括再生气支路,所述再生气支路与所述第一换热器的第二出口相连,用于输出的天然气在输送到界外之前,分出一股作为变压吸附子系统I的再生气。
[0052]优选的,所述系统还包括:第三换热器11,第二压缩机12 ;其中, 所述第三换热器11与再生气支路相连,并与第二压缩机12相连,用于对来自液化天然气储罐的天然气与进入第一换热器第一进口之前的压缩后的原料天然气进行换热,将换热后的第一股天然气送入再生气支路,将换热后的第二股天然气送入第二压缩机12 ;
所述第二压缩机12与变压吸附子系统I相连,用于对所述第二股天然气进行压缩;或,所述第二压缩机与外界相通,将所述第二股天然气输送到界外。
[0053]优选的,本实施例的系统还可以包括冷却器13,设置在第一换热器5之前,用于天然气的冷却。
[0054]优选的,本实施例的系统还可以包括过滤器14,设置在第一换热器5之前或第一换热器5与冷却器13之间,用于除尘。过滤器14在图2中示出,在其他附图中并未示出,但其他附图中所示的系统依然可以包括所述滤器14。
[0055]下面结合附图2,对本实施例的压力能回收利用系统的工作流程进行说明。
[0056]如图2所示,利用本实施例的压力能回收利用系统进行压力能回收利用过程中,来自门站的天然气A经过变压吸附子系统I进行净化,脱除水、酸性气体、烃类和汞等,净化完成后天然气进入压缩机4进行压缩,加压后成为高压天然气B,B经换热器11与来自液化天然气储罐的天然气(BOG气体)换热,并经13冷却器冷却后,成为净化后的高压天然气C。C进入第一换热器5换热降温为低温高压天然气E,进入重烃分离罐6,去除重烃的低温高压天然气分两路,一路F进入第二换热器7进一步换热降温,一路K进入膨胀机8进行减压膨胀,膨胀过程产生的体积变化形成机械能,通过与膨胀机8同轴的第一压缩机4,转化为对来自门站的天然气A
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