一种燃气处理节能加热系统的制作方法

本技术涉及余热再利用，尤其涉及一种燃气处理节能加热系统。

背景技术：

1、目前油气田压缩机组主要是采用燃气发动机驱动，有些气田产出气质量较差，二氧化碳的含量较高，呈弱酸性，对管线和发动机内件有严重腐蚀性，严重损害发动机的性能和寿命，并且这种燃气组分热值低，不能正常使用。液体脱碳法，如mdea（n-甲基二乙胺）溶剂脱碳法，一般适用于处理量大的场合，且价格昂贵。目前大多装置采用基于膜分离技术的脱碳方法。膜分离一般要求气体温度在50-65 ℃为宜，但是燃料气的温度一般远低于这个值，因此需要提供加热设备。

2、目前，发动机燃料转化有效功的比例仅为30%-40%，而发动机冷却水散热占比为20%-25%，尾气散热占比40%左右，也就是说当发动机运行时，仅仅利用了1/3左右的能量，其余2/3左右的能量则被白白浪费掉，导致能量的利用率低。

3、因此，有必要提出一种改进，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是解决现有技术中的问题，提供一种燃气处理节能加热系统，解决现有技术中发动机冷却水系统的预热利用率低的问题，为燃料气膜分离脱碳处理装置提供能量，提高能量利用率。

2、本实用新型的技术方案是：

3、一种燃气处理节能加热系统，包括发动机、换热器和冷却器，换热器内设有燃料气通道，发动机内设有夹套水流通道，夹套水流通道的出水口与换热器的进水口连接，夹套水流通道的进水口与冷却器的出水口连接，换热器的出水口与冷却器的进水口连接；

4、还包括膜分离器，所述换热器上设有进气口和出气口，所述换热器的出气口与膜分离器的进气口连接。

5、通过上述技术方案，换热器设于燃料气膜分离脱碳装置内，发动机启动运行，夹套水流通道内的夹套水随发动机的运行而升温，夹套水进入换热器，与换热器内流通的低温燃料气进行热交换，实现燃料气的升温，提高了燃料气的脱碳效率，提高了发动机的能量利用率。

6、作为一种优选的技术方案，还包括电加热器，电加热器设于所述换热器与所述膜分离之间的连接管上。

7、其中，在发动机刚启动的一端时间内，夹套水的水温相对较低，还未达到燃料气换热所需温度，利用电加热器对燃料气进行加热升温，在发动机夹套水升温至设定温度时，夹套水的温度足以用于燃料气的换热，关闭电加热器。

8、作为一种优选的技术方案，所述发动机与所述冷却器之间连接有水冷却器进水管，所述换热器的进水口上连接有换热器进水管，所述换热器的出水口上连接有换热器出水管，换热器进水管和换热器出水管均与水冷却器进水管连接，换热器进水管和换热器出水管之间的水冷却器进水管上设有调节阀。调节阀能够根据换热器的换热需求，调节换热器进水管中的进水流量大小。

9、作为一种优选的技术方案，所述膜分离器的进气端设有温控阀，温控阀用于监测膜分离器进气端的进气温度，在进气温度达不到设定温度时，温控阀发出指令到总控制器，总控制器接受并传出指令到电加热器，由电加热器继续给由换热器流出的燃料气加热，保证了燃料气的脱碳温度在设定范围内。

10、作为一种优选的技术方案，还包括气体洗涤罐，气体洗涤罐上设有进气口和出气口，气体洗涤罐的出气口与所述换热器的进气口连接，气体洗涤罐进气口处连接燃料气的气源管，洗涤罐用于燃料气的过滤及净化，保证了燃料气的洁净度。

11、作为一种优选的技术方案，所述膜分离器的出气连接管上设有电磁阀，用于控制脱碳后燃料气的出气。

12、作为一种优选的技术方案，还包括单片机自动控制器，单片机自动控制器与所述燃气处理节能加热系统中的电气部件连接。燃气处理节能加热系统经单片机自动控制器控制电气部件的自动运行。

13、本实用新型的有益效果是：

14、本实用新型的燃气处理节能加热系统，通过设置发动机、换热器和冷却器，发动机内设置夹套水流通道，实现了发动机夹套水与换热器内流通的燃料气的热交换，有效利用了发动机冷却水系统的余热，为燃料气膜分离脱碳装置中的换热器提供能量，提高了能量综合利用率，解决了燃料气内二氧化碳过高引起的发动机腐蚀、使用寿命短以及热值低无法运行的问题。

技术特征：

1.一种燃气处理节能加热系统，其特征在于，包括发动机(7)、换热器(2)和冷却器(1)，换热器(2)内设有燃料气通道，发动机(7)内设有夹套水流通道，夹套水流通道的出水口与换热器(2)的进水口连接，夹套水流通道的进水口与冷却器(1)的出水口连接，换热器(2)的出水口与冷却器(1)的进水口连接；

2.根据权利要求1所述的燃气处理节能加热系统，其特征在于，还包括电加热器(16)，电加热器(16)设于所述换热器(2)与所述膜分离器(3)之间的连接管上。

3.根据权利要求1所述的燃气处理节能加热系统，其特征在于，所述发动机(7)与所述冷却器(1)之间连接有水冷却器进水管(11)，所述换热器(2)的进水口上连接有换热器进水管(9)，所述换热器(2)的出水口上连接有换热器出水管(8)，换热器进水管(9)和换热器出水管(8)均与水冷却器进水管(11)连接，换热器进水管(9)和换热器出水管(8)之间的水冷却器进水管(11)上设有调节阀(14)。

4.根据权利要求1所述的燃气处理节能加热系统，其特征在于，所述膜分离器(3)的进气端设有温控阀。

5.根据权利要求1所述的燃气处理节能加热系统，其特征在于，还包括气体洗涤罐(4)，气体洗涤罐(4)上设有进气口和出气口，气体洗涤罐(4)的出气口与所述换热器(2)的进气口连接。

6.根据权利要求1所述的燃气处理节能加热系统，其特征在于，所述膜分离器(3)的出气连接管上设有电磁阀(5)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的燃气处理节能加热系统，其特征在于，还包括单片机自动控制器，单片机自动控制器与所述燃气处理节能加热系统中的电气部件连接。

技术总结
本技术涉及余热再利用技术领域，尤其公开了一种燃气处理节能加热系统，包括发动机、换热器和冷却器，换热器内设有燃料气通道，发动机内设有夹套水流通道，夹套水流通道的出水口与换热器的进水口连接，夹套水流通道的进水口与冷却器的出水口连接，换热器的出水口与冷却器的进水口连接；还包括膜分离器，所述换热器上设有进气口和出气口，所述换热器的出气口与膜分离器的进气口连接。本技术实现了发动机夹套水与换热器内流通的燃料气的热交换，有效利用了发动机冷却水系统的余热，提高了能量综合利用率，解决了燃料气内二氧化碳过高引起的发动机腐蚀、使用寿命短以及热值低无法运行的问题。

技术研发人员：沈震震,翟昭伟,陈志强,张宁,田万虎,贾志浩,孙丰波,徐小宁,潘凯强,张永康,牛瑞强,潘子岳,惠金梁
受保护的技术使用者：山东科瑞油气装备有限公司
技术研发日：20230519
技术公布日：2024/1/25