專利名稱：燃?xì)廨啓C(jī)節(jié)能型進(jìn)氣防冰裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種燃?xì)廨啓C(jī)節(jié)能型進(jìn)氣防冰裝置，是對現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)進(jìn)口空氣防冰裝置的改進(jìn)。涉及非變?nèi)菔桨l(fā)動機(jī)、熱交換和管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中石油天然氣管道投運(yùn)燃驅(qū)壓縮機(jī)組截止2011年底已有113臺，主要包括RR機(jī)組(27臺)、GE機(jī)組(63臺)和Solar機(jī)組(21臺)。這些機(jī)組大多工作在環(huán)境較為惡劣的中西部地區(qū)，尤其在低溫、高濕度的工作狀況下可能出現(xiàn)進(jìn)氣中的水分結(jié)冰的情況，會給機(jī)組造成嚴(yán)重?fù)p失。這些機(jī)組現(xiàn)有的防冰措施則存在很多問題，例如RR、GE機(jī)組都裝有自壓氣機(jī)出口引氣的壓氣機(jī)進(jìn)口空氣防冰系統(tǒng)，其主要缺點(diǎn)是耗能較大且可靠性較差，而Solar機(jī)組則未安裝該系統(tǒng)。RR和GE機(jī)組的現(xiàn)有壓氣機(jī)進(jìn)口防冰技術(shù)理念雖然相似，但在現(xiàn)有防冰系統(tǒng)運(yùn)行控制上卻有不同的理念，這使得機(jī)組節(jié)能和可靠性這兩方面不能很好結(jié)合。RR機(jī)組控制理念較為簡單，其防冰系統(tǒng)只由環(huán)境溫度來控制，只要環(huán)境溫度低于一定值(5°C )，不管機(jī)組運(yùn)行與否，防冰控制閥都會全部打開。這種控制方法雖然不會影響機(jī)組的運(yùn)行，有較高的可靠性，但消耗能量較大，很大程度上影響了機(jī)組的整體經(jīng)濟(jì)性。RR機(jī)組的防冰系統(tǒng)開度不可調(diào)，能耗較大。GE機(jī)組的防冰系統(tǒng)則根據(jù)環(huán)境溫度和濕度兩方面參數(shù)加以控制，當(dāng)環(huán)境溫度低于一定值(約為4. 40C )，并且空氣濕度大于該環(huán)境溫度所對應(yīng)的控制濕度時(shí)，防冰控制閥將全部打開，從壓氣機(jī)出口回流一部分高溫高壓氣體，引到進(jìn)口空氣過濾器濾芯后，用來加熱壓氣機(jī)進(jìn)氣，以此達(dá)到防冰的目的。相對于RR機(jī)組，GE機(jī)組更好地考慮到了機(jī)組的整體效率，防冰控制閥會根據(jù)實(shí)際壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度保持在大于進(jìn)氣溫度最低設(shè)定值O. 5°C之內(nèi)即可。但是整個(gè)調(diào)節(jié)過程要在15分鐘內(nèi)完成，如果不能在這個(gè)時(shí)間內(nèi)完成調(diào)節(jié)，機(jī)組將會停機(jī)，并給出相應(yīng)報(bào)警信息，嚴(yán)重影響到機(jī)組的整體穩(wěn)定性。采用壓氣機(jī)抽氣作為加熱氣體，對燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的功率和熱效率造成損失。此外，現(xiàn)有回流氣體混合加熱進(jìn)口空氣的部位在空氣濾芯下游的壓氣機(jī)進(jìn)口處，不能兼顧到空氣濾芯結(jié)霜影響機(jī)組運(yùn)行的問題。另外，現(xiàn)有加熱部位在空氣過濾裝置前的混合加熱裝置，其熱氣出口是向上的，不僅不能防塵，而且也沒有加設(shè)凝結(jié)水排放(低點(diǎn))孔。為了改善機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和保障機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，這些方面都需要加以改進(jìn)。CNlO 166145IA公開了一種燃?xì)廨啓C(jī)節(jié)能型進(jìn)氣防冰裝置，但其混合加熱裝置這個(gè)重要設(shè)備并未公開具體結(jié)構(gòu)，具體實(shí)現(xiàn)起來尚有難點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種減少防冰系統(tǒng)所造成燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組功率損失和對機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性不利影響的防冰防霜、節(jié)能兼顧的燃?xì)廨啓C(jī)節(jié)能型進(jìn)氣防冰裝置?，F(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)的防冰系統(tǒng)如圖I所示，是從燃?xì)廨啓C(jī)I中的壓氣機(jī)抽氣口 3接管道經(jīng)調(diào)節(jié)控制閥門4后接入空氣進(jìn)氣過濾器2后風(fēng)道中的系統(tǒng)改造前摻混點(diǎn)5。本實(shí)用新型針對燃?xì)廨啓C(jī)現(xiàn)有防冰系統(tǒng)的不足，主要思想是將加熱壓氣機(jī)進(jìn)口空氣的氣體由壓氣機(jī)出口處的高溫高壓空氣改為燃?xì)廨啓C(jī)排出的高溫?zé)煔?，根?jù)這種思想改造后的防冰系統(tǒng)如圖2所示。在煙道上部設(shè)置高溫?zé)煔庖龉?，高溫?zé)煔庖龉?經(jīng)手動調(diào)節(jié)閥門7接引風(fēng)機(jī)8，引風(fēng)機(jī)8的排風(fēng)口接混合加熱裝置9，混合加熱裝置9上部是已安裝的空氣進(jìn)氣過濾器2，空氣進(jìn)氣過濾器2后接風(fēng)道至燃?xì)廨啓C(jī)I進(jìn)氣口。所述混合加熱裝置9的結(jié)構(gòu)如圖3-圖5所示，它是多排混合加熱排管11平行排列，混合加熱排管11兩端連接連箱10，排管兩端的連箱10在一端連通，成“Π”形，在“Π”形連箱10連通邊的中部接引風(fēng)機(jī)8的出風(fēng)管；“π”形連箱沿氣流方向與水平面呈1-3°角度的向下傾斜，在其最低端底部設(shè)置一個(gè)微小的連箱低點(diǎn)排水孔12 ；所述混合加熱排管11的結(jié)構(gòu)如圖4和圖5所示，它是圓管，并在每個(gè)圓管沿軸線垂直、水平平面所刨分的下部1/4管壁上，對稱且均勻打有I或3排混合加熱排管排氣孔13 ；所述引風(fēng)機(jī)8由變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動。煙氣混合加熱進(jìn)口空氣的具體實(shí)現(xiàn)方法如圖2 —圖3所示。在總數(shù)為多排的空氣濾芯下側(cè)安裝對應(yīng)的多排圓截面的混合加熱排管11?；旌霞訜崤殴?1兩端連接連箱10，并連接到來自引風(fēng)機(jī)8的高溫?zé)煔馔ǖ郎?。在混合加熱排?1壁面的下半部分設(shè)有六排大小適當(dāng)?shù)幕旌霞訜崤殴芘艢饪?3，高溫?zé)煔鈴幕旌霞訜崤殴芘艢饪?3流出在濾芯前摻混吸入的空氣，使得空氣在進(jìn)入濾芯前得到高溫?zé)煔鈸交旌突旌霞訜崤殴?1輻射的雙重加熱?；旌霞訜崤殴?1中部微微凸起，中部至兩端中心軸線與水平面呈1-3°角度的傾斜，使其內(nèi)部凝結(jié)水流入兩端連箱10，最終與連箱10內(nèi)的凝結(jié)水一起由連箱低點(diǎn)排水孔12排出。不會使水存積在連箱10和混合加熱排管11內(nèi)部。在混合加熱排管11壁的上半部分則不設(shè)小孔，目的在于在機(jī)組吹灰時(shí)，使所吹下的灰塵不會落入混合加熱排管11內(nèi)部。為減少煙氣在傳輸過程中的熱損失，除混合加熱排管11、連箱10和引風(fēng)機(jī)8外面無須進(jìn)行保溫外，其他管道必須加裝保溫材料。在防冰系統(tǒng)的控制方面借鑒GE的控制理念，讓環(huán)境溫度和大氣濕度共同參與防冰控制，就是當(dāng)環(huán)境溫度低于一定值(40 T約為4. 4°C)、并且空氣濕度大于該環(huán)境溫度所對應(yīng)的控制濕度時(shí)，防冰系統(tǒng)就開始動作，只不過此時(shí)不是打開防冰系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制閥4，而是啟動引風(fēng)機(jī)8，引風(fēng)機(jī)8有變頻調(diào)速功能，可根據(jù)壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度做適當(dāng)?shù)牧髁空{(diào)節(jié)。引氣管線上所設(shè)置的閥門為一手動調(diào)節(jié)閥門7，只是在系統(tǒng)工作時(shí)，根據(jù)環(huán)境溫度用來調(diào)整高溫?zé)煔饣亓髁?，保證高溫?zé)煔饧訜釅簹鈾C(jī)進(jìn)氣不低于防冰要求，因一天中環(huán)境溫度變化引起的壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度變化不大，采用手動調(diào)節(jié)，造成的操作人員工作量甚微。如果閥門安裝位置較高，可考慮鏈條傳動，系統(tǒng)不工作季節(jié)則關(guān)閉該閥門。由于控制系統(tǒng)得到了簡化，就可避免GE機(jī)組的停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，使可靠性得到提高。此外，由于回流加熱氣體是流量較小的高溫?zé)煔?，不會對機(jī)組的功率和效率產(chǎn)生較大影響。在防冰系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，煙氣回流量主要通過引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整，并通過手動閥門進(jìn)行環(huán)境性粗調(diào)，壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度控制溫差適當(dāng)放大，避免引風(fēng)機(jī)頻繁調(diào)節(jié)。但不應(yīng)使壓氣機(jī)進(jìn)氣溫度過度高于防冰要求的溫度，否則將會影響到機(jī)組的效率。煙氣加熱壓氣機(jī)進(jìn)口空氣進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防冰的效果實(shí)際上是利用混合加熱原理。這一過程可近似認(rèn)為是一個(gè)等壓穩(wěn)態(tài)過程。如果不考慮這一過程的熱損失，對于發(fā)生這一過程的控制容積的進(jìn)出口氣體，有如下熱力學(xué)關(guān)系
權(quán)利要求1.一種燃?xì)廨啓C(jī)節(jié)能型進(jìn)氣防冰裝置，在煙道上部設(shè)置高溫?zé)煔庖龉堋?，高溫?zé)煔庖龉?6)經(jīng)手動調(diào)節(jié)閥門(7)接引風(fēng)機(jī)(8)，引風(fēng)機(jī)(8)的排風(fēng)口接混合加熱裝置(9)，混合加熱裝置(9)上部是已安裝的空氣進(jìn)氣過濾器(2)，空氣進(jìn)氣過濾器(2)后接風(fēng)道至燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)(I)進(jìn)氣口 ；其特征是混合加熱裝置的結(jié)構(gòu)是多排混合加熱排管(11)平行排列，混合加熱排管(11)兩端連接連箱(10)，排管兩端的連箱(10)在一端連通，成“Π”形，在“Π”形連箱(10)連通邊的中部接引風(fēng)機(jī)(8)的出風(fēng)管；“Π”形連箱沿氣流方向與水平面呈1-3°角度的向下傾斜，在其最低端底部設(shè)置一個(gè)微小的連箱低點(diǎn)排水孔(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃?xì)廨啓C(jī)節(jié)能型進(jìn)氣防冰裝置，其特征是所述混合加熱排管(11)是圓管，并在每個(gè)圓管沿軸線垂直、水平平面所刨分的下部1/4管壁上，對稱且均勻打有I或3排混合加熱排管排氣孔(13);每個(gè)混合加熱排管(11)中部略高，中部至兩端中心軸線與水平面呈1-3°角度的傾斜，使其內(nèi)部凝結(jié)水流入兩端連箱(10)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種燃?xì)廨啓C(jī)節(jié)能型進(jìn)氣防冰裝置,是對現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)進(jìn)口空氣防冰裝置的改進(jìn)。涉及非變?nèi)菔桨l(fā)動機(jī)、熱交換和管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。其特征是混合加熱裝置的結(jié)構(gòu)是多排混合加熱排管(11)平行排列，混合加熱排管(11)兩端連接連箱(10)，排管兩端的連箱(10)在一端連通，成“Π”形，在“Π”形連箱(10)連通邊的中部接引風(fēng)機(jī)(8)的出風(fēng)管；“Π”形連箱沿氣流方向與水平面呈1-3°角度的向下傾斜，在其最低端底部設(shè)置一個(gè)微小的連箱低點(diǎn)排水孔(12)。本實(shí)用新型能減少防冰系統(tǒng)所造成燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組功率損失和對機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性不利影響，防冰防霜與節(jié)能兼顧。
文檔編號F02C7/047GK202746017SQ20122035067
公開日2013年2月20日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者張衍崗, 姬忠禮, 李剛, 張磊, 蔡德宇, 劉建臣, 劉培軍, 谷思宇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司