分享压缩甲烷气回收控制系统以及回收控制方法

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压缩甲烷气回收控制系统以及回收控制方法

[0001]本发明涉及气体回收再利用的技术领域,尤其是指应用在液化天然气(LNG)存储和运输过程中蒸发气体(BOG)的回收。

[0002]液化天然气(LNG)主要成分是甲烷,被公认是地球上最干净的能源,无色、无味、无毒且无腐蚀性,其体积约为同量气态天然气体积的1/625,液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。液化天然气是天然气经压缩、冷却至其沸点温度后变成液体,通常液化天然气储存在零下161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内,用专用船或油罐车运输,使用时重新气化。液化天然气燃烧后对空气污染非常小,而且放出的热量大,所以液化天然气是一种比较先进的能源。
[0003]现有LNG系统具有良好的绝热措施,但在储存和操作的过程中,因外界的热量传递和系统的冷却需要,其内部会不可避免地产生一定数量的蒸发气(Boiled Off Gas,简称BOG)。随着BOG数量的不断增加,LNG系统内部的温度和压力会随之升高,当LNG储罐内部压力高于系统设定的安全泄放压力时,LNG储罐罐顶的安全阀门将开启,将BOG直接泄放到火炬系统燃烧,以稳定系统内部压力。在LNG接收站投产初期,下游外输管线或燃气用户管网达不到接气条件或者用气需求较小,因此LNG接收站常会处于数周至数月较长时间的零外输工况或低流量外输工况。在上述情况下,LNG存储系统内的LNG会不断吸热气化成B0G,过多的BOG会被直接排放并燃烧,从而造成了高额的经济损失以及环境污染问题。目前,常规的BOG零排放处理装置都是利用BOG液化装置对BOG直接液化,将其送回至LNG储罐内,而由于BOG的自然蒸发和产生并非一个稳定的过程,需要反复启闭BOG液化装置,而BOG液化装置从启动达到运行往往需要3小时甚至5小时,直接导致在回收放散甲烷气时回收效率大幅度降低,而且实际操作时较困难,容易造成系统压力的失稳,如LNG储罐压力过低、就需要额外补气保压等措施;另外,所述液化装置一般均包括冷却装置、压缩装置等多种设备,因此导致甲烷气的回收系统较复杂,且占地面积偏大。



[0004]为此,本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中回收放散甲烷时回收效率低的问题从而提供一种不但可以提高回收率,而且回收设备简单的的压缩甲烷气的回收控制系统以及回收控制方法。
[0005]为解决上述技术问题,本发明所述的一种压缩甲烷气回收控制系统,包括用于接收所述甲烷气的缓冲罐,以及与所述缓冲罐相连接的换热装置,所述换热装置至少包括两个通道,所述压缩甲烷气回收系统还包括与所述换热装置相连接的多级压缩装置,其中第一级压缩装置的入口通过管道与所述换热装置的第一通道相连接,所述第一级压缩装置的出口通过管道与所述换热装置的第二通道相连接,且所述换热装置的第二通道与第二级压缩装置的入口通过管道相连接,所述缓冲罐与所述换热装置之间设有控制所述缓冲罐内的甲烷气进入所述换热装置的压力控制联锁装置以及所述换热装置和所述一级压缩装置的入口之间设有控制所述多级压缩装置启闭的温度控制联锁装置。
[0006]在本发明的一个实施例中,所述压力控制联锁装置包括控制所述缓冲罐内的甲烷气进入所述换热装置的第一切断阀以及调节甲烷气进入所述换热装置流量的调节阀。
[0007]在本发明的一个实施例中,所述压力控制联锁装置设有压力高位值和压力低位值,若所述缓冲罐出口的压力高于所述压力高位值,则启动所述第一切断阀和所述调节阀;若所述缓冲罐出口的压力低于所述压力低位值,则闭合所述第一切断阀和所述多级压缩装置。
[0008]在本发明的一个实施例中,所述温度控制联锁装置根据所述换热装置的出口温度调节所述调节阀,若所述换热装置的出口温度高于额定值,则调大所述调节阀,使甲烷气进入所述换热装置的流量增多;若所述换热装置的出口温度低于额定值,则调小所述调节阀,使甲烷气进入所述换热装置的流量减少。
[0009]在本发明的一个实施例中,所述一级压缩装置的入口与所述换热装置之间设有伴热装置,所述伴热装置缠绕于所述一级压缩装置与所述换热装置之间的管道上。
[0010]在本发明的一个实施例中,所述伴热装置的伴热进料口上设有第二切断阀。
[0011]本发明还提供了一种压缩甲烷气回收控制方法,其步骤如下,包括:步骤S1:将要回收的甲烷气体通过缓冲罐进行收集缓冲,判断所述缓冲罐的出口压力与预设压力值的大小,当所述缓冲罐的出口压力高于第一预设值时,进入步骤S2 ;当所述缓冲罐的出口压力低于第二预设值时,继续收集甲烷气至所述缓冲罐的出口压力高于第一预设值,进入步骤S2 ;步骤S2:将甲烷气换热升温形成升温甲烷气,判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3 ;步骤S3:将升温甲烷气加压形成高温高压甲烷气;步骤S4:将高温高压甲烷气与所述步骤SI中的甲烷气进行换热降温形成降温高压甲烷气;步骤S5:将降温高压甲烷气再次加压形成压缩甲烷气。
[0012]在本发明的另一个实施例中,所述步骤S2中,通过开启伴热设备的伴热进料口上的第二切断阀对甲烷气换热升温形成升温甲烷气,判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,闭合所述第二切断阀,进入步骤S3 ;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3。
[0013]在本发明的另一个实施例中,所述步骤S4中包括判断所述升温甲烷气温度的步骤,若升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3。
[0014]在本发明的一个实施例中,所述步骤S4中,若升温甲烷气的温度不在设定范围内,通过调节甲烷气进入所述换热装置流量的大小可使升温甲烷气的温度在设定范围内。
[0015]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
本发明所述的甲烷气回收控制系统以及回收控制方法,通过设置压力连锁装置和温度联锁装置来实现系统的自动化工作,减少人力成本的同时实现设备本质安全,且省去了其它介质的换热,节约能耗,提高了回收效率。

[0016]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解,下面根据本发明的具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1是本发明实施例一所述压缩甲烷气回收系统的示意图;
图2是本发明实施例二所述压缩甲烷气回收系统的示意图;
图3是本发明实施例三所述压缩甲烷气回收系统的示意图;
图4是本发明实施例四所述压缩甲烷气回收控制系统的示意图;
图5是本发明实施例五所述压缩甲烷气回收控制系统的示意图。

[0017]实施例一:
如图1所示,本实施例提供了一种压缩甲烷气回收系统,包括用于接收所述甲烷气的换热装置11,所述换热装置11至少包括两个通道,所述压缩甲烷气回收系统还包括与所述换热装置11相连接的多级压缩装置,其中第一级压缩装置121的入口通过管道与所述换热装置11的第一通道相连接,所述第一级压缩装置121的出口通过管道与所述换热装置11的第二通道相连接,且所述换热装置11的第二通道与第二级压缩装置122的入口通过管道相连接。
[0018]上述是本发明所述的核心技术方案,本发明所述压缩甲烷气回收系统,包括用于接收所述甲烷气的换热装置11以及与所述换热装置11相连接的多级压缩装置,其中,所述换热装置11至少包括两个通道,所述换热装置11的第一通道通过管道与第一级压缩装置121的入口相连接,进入所述换热装置11的第一通道内的低温甲烷气经过换热升温流入所述第一级压缩装置121的入口,由于低温甲烷气的温度较低,通常在零下160°左右,如果直接进入压缩装置会导致压缩装置不能正常工作,而经过升温后的甲烷气可以满足常温压缩装置的温度要求,避免使用价格昂贵的低温压缩装置;所述第一级压缩装置121的出口通过管道与所述换热装置11的第二通道相连接,由于所述甲烷气经过所述第一级压缩装置121的加压后形成高温高压甲烷气,所述高温高压甲烷气通过管道进入所述换热装置11的第二通道,与所述换热装置11的第一通道内的低温甲烷气换热形成降温高压甲烷气,同时,所述换热装置11的第一通道内的低温甲烷气换热升温从而可直接输入至所述第一级压缩装置121内,利用所述第一级压缩装置121出口升温后的甲烷气给所述第一级压缩装置121入口处的甲烷气升温,因此既省去了利用其它介质的换热,又充分节约了能量,显著提高了能量利用率,有效减少了设备的占地面积;所述换热装置11的第二通道与第二级压缩装置122的入口通过管道相连接,由于所述降温高压甲烷气的温度控制在常温压缩装置的温度范围内,因此,所述降温高压甲烷气可以直接流入所述第二级压缩装置122内进行压缩,避免使用特殊规格压缩装置的同时,显著提高了压缩装置的工作效率,最终形成压缩甲烷气。
[0019]本实施例中,所述多级压缩装置分别为独立的压缩装置,包括第一级压缩装置121以及第二级压缩装置122,根据需要也可以设置第三极压缩装置。
[0020]考虑到LNG加注站甲烷气释放的不稳定性,所述换热装置11通过管道与缓冲罐13连接,所述缓冲罐13用于接收LNG加注站的甲烷气,对放散甲烷气进行收集缓冲,待收集到一定量时输入至所述换热装置11内,从而避免系统的持续运行。
[0021]下面说明甲烷气回收系统的工作原理:
低温甲烷气进入所述缓冲罐13中进行收集,待收集到一定量时输入至所述换热装置11的第一通道内,所述低温甲烷气换热升温形成升温甲烷气,通过管道进入所述第一级压缩装置121内,在所述第一级压缩装置121中对所述升温甲烷气压缩形成高温高压甲烷气,所述高温高压甲烷气由所述第一级压缩装置121的出口通过管道进入所述换热装置11的第二通道内,与所述换热装置11的第一通道内低温甲烷气进行换热,使高温高压甲烷气的温度降低形成降温高压甲烷气,将所述降温高压甲烷气输送至所述第二级压缩装置122内进行压缩,最终形成压缩甲烷气;同时,所述换热装置11的第一通道内低温甲烷气换热升温形成升温甲烷气,可以直接输送至所述第一级压缩装置122内,实现对能量的循环使用。
[0022]实施例二:
实施例二是在实施例一的基础上作出的改进,为了完善回收甲烷气的系统,在实施例一的系统上对所述多级压缩装置的结构进行改进,下面详细说明:
如图2所示,所述多级压缩装置12为同一压缩装置的多个压缩段,根据需要可以包括第一级压缩装置12A,第二级压缩装置12B,第三级压缩装置等。相比与实施例一中的独立压缩装置,本实施例二的设备占地面积减小。
[0023]本实施例中,所述多级压缩装置12为一个压缩装置,第一级压缩装置12A为压缩装置的前几段压缩,第二级压缩装置12B为压缩装置的后几段压缩。升温甲烷气进入压缩装置后,在某个设定压缩阶段引出高温加压甲烷气,具体地,如在该阶段对应的所述第一级压缩装置12A中对所述甲烷气压缩形成高温高压甲烷气,通过压缩装置的进口温度调节甲烷气进入所述换热装置11第一通道内的流量,从而使压缩装置的进口温度不低于压缩装置的额定温度。本实施例在不增加压缩装置制造成本的前提下实现将甲烷气通过压缩装置形成压缩甲烷气的目的,并最终输送至后续其它系统。
[0024]实施例三:
实施例三是在实施例一或实施例二的基础上作出的变形,为了完善回收甲烷气的系统,在实施例一或实施例二的系统上增加了回收利用的设备,下面详细说明:
如图3所示,所述压缩甲烷气回收系统中,由于初始低温甲烷气由所述缓冲罐13进入所述换热装置11的第一通道内后,所述换热装置11的第二通道内还没有形成升温甲烷气,因此从所述换热装置11的第一通道内流出的甲烷气的温度仍旧很低,不能直接输入至所述第一级压缩装置12A中,因此所述第一级压缩装置12A的入口与所述换热装置11之间设有伴热装置14,所述伴热装置14缠绕于所述第一级压缩装置12A与所述换热装置11之间的管道上,当从所述换热装置11的第一通道内流出的低温甲烷气流入所述第一级压缩装置12A的入口时,通过所述伴热装置14的加热后,使得所述第一级压缩装置12A入口处的甲烷气温度升高,可以直接流入所述第一级压缩装置12A中进行加压操作。
[0025]为了实现通过所述伴热装置14对甲烷气的加热升温,所述伴热装置14是换热式设备,其上设有伴热进料口 141以及伴热出料口 142,高温介质通过伴热进料口 141流入所述伴热装置14内,通过所述伴热出料口 142流出,从而可以实现对管道内甲烷气的换热升温。作为一种变形,所述伴热设备14也可以是加热式设备,通过加热式设备对从所述换热装置11至所述第一级压缩装置12A入口之间的管道进行加热,从而使得所述甲烷气的温度升尚O
[0026]所述高温介质可以是水等流体,为了节约能源,避免浪费,从所述伴热出料口 142流出高温介质可以继续供其它设备利用;所述加热式设备可以是电加热等常见形式的加热设备。
[0027]实施例四:
本实施例四是在实施例一或实施例二的基础上作出的变形,为了完善回收甲烷气的系统,在实施例四的系统上增加了用于控制气体自动回收的监测设备,下面详细说明:
如图4所示,本实施例提供了一种压缩甲烷气回收控制系统,所述缓冲罐13与所述换热装置11之间设有控制所述缓冲罐13内的甲烷气进入所述换热装置11的压力控制联锁装置15以及所述换热装置11和所述第一级压缩装置12A的入口之间设有控制所述多级压缩装置12启闭的温度控制联锁装置16。
[0028]本实施例中,所述压力控制联锁装置15控制所述缓冲罐13内的甲烷气流入所述换热装置11内,当所述缓冲罐13的出口压力大于第一预设值时,甲烷气流入所述换热装置12内;当所述缓冲罐13的出口压力小于第二预设值时,甲烷气不能流入所述换热装置12内。所述温度控制联锁装置16控制所述多级压缩装置12的启闭,具体地,当从所述换热装置12流出的甲烷气的温度在设定范围内时,启动所述第一级压缩装置12A ;当所述第一级压缩装置12A流出的甲烷气与所述换热装置12第一通道内的低温甲烷气经过换热后形成的降温高压甲烷气的温度在设定范围内时,启动所述第二级压缩装置12B,其中所述温度的设定范围在-10°至0°之间时可以保证所述多级压缩装置12的正常启动。本实施例通过所述压力控制联锁装置15以及所述温度控制联锁装置16直接控制整个系统的启闭,实现自动化工作,避免了人为手动操作,在节约人力的同时,也大幅度提高了回收效率。
[0029]本实施例中,所述压力控制联锁装置15包括控制所述缓冲罐13内的甲烷气进入所述换热装置11的第一切断阀151以及调节甲烷气进入所述换热装置11流量大小的调节阀152。具体地,所述第一切断阀151设置在所述缓冲罐13和所述换热装置11之间,所述调节阀152设置在所述第一切断阀151和所述换热装置11之间。所述压力控制联锁装置15设有压力高位值和压力低位值,其中压力高位值的范围在0.5Mpa至0.7Mpa之间,优先选择所述压力高位值为0.6Mpa,所述压力低位值的范围在0.1Mpa至0.3Mpa之间,优先选择所述压力低位值为0.2Mpa,若所述缓冲罐13出口的压力高于所述压力高位值,则启动所述第一切断阀151和所述调节阀152,所述缓冲罐13内的甲烷气流入所述换热装置11内,根据所述换热装置11出口的温度来控制所述调节阀152,所述调节阀152开启开度能够保证压缩装置最低负荷的流量;若所述缓冲罐13出口的压力低于所述压力低位值,则闭合所述第一切断阀151,使甲烷气停止进入所述换热装置11中,同时闭合所述多级压缩装置12,从而保证系统尽可能一次运行时间较长,避免频繁开启。
[0030]本实施例中,所述温度控制联锁装置16根据所述换热装置11的出口温度调节所述调节阀152,若所述换热装置11的出口温度高于所述多级压缩装置12的额定温度值,如所述换热装置11的出口温度高于0°时,则调大所述调节阀152,使低温甲烷气进入所述换热装置11的流量增多,从而保证所述换热装置11的出口温度在-10°至0°之间;若温度低于所述多级压缩装置12的额定温度值,如所述换热装置11的出口温度低于-10°时,则调小所述调节阀152,使低温甲烷气进入所述换热装置11的流量减少,从而保证所述换热装置11的出口温度在-10°至0°之间。
[0031]实施例五
本实施例五是在实施例四的基础上作出的变形,为了完善回收甲烷气的系统,在实施例四的系统上增加了用于控制气体自动回收的监测设备,下面详细说明:
如图5所示,所述第一级压缩装置12A的入口与所述换热装置11之间设有伴热装置14,所述伴热装置14缠绕于所述第一级压缩装置12A与所述换热装置11之间的管道上,其中,所述伴热装置14是换热式设备,其上设有伴热进料口 141以及伴热出料口 142,高温介质通过伴热进料口 141流入所述伴热装置14内,通过所述伴热出料口 142流出,从而可以实现对管道内甲烷气的换热升温。
[0032]为了自动控制所述伴热装置14的启闭,所述伴热装置14的伴热进料141上设有第二切断阀143,用于控制所述伴热进料口 141的介质流入所述伴热装置14内,当所述换热装置11出口的甲烷气的温度低于所述多级压缩装置12的额定温度值,如所述换热装置11的出口温度低于-10°时,开启所述第二切断阀143,使所述伴热进料口 141的介质流入所述伴热装置14内,使所述换热装置11出口处的甲烷气升温;当所述换热装置11出口的甲烷气的温度高于所述多级压缩装置12的额定温度值,如所述换热装置11的出口温度在-10°至0°之间时,闭合所述第二切断阀143,开启所述多级压缩装置12。
[0033]作为一种变形,所述伴热设备14也可以是加热式设备,通过加热式设备对从所述换热装置11至所述第一级压缩装置12A入口之间的管道进行加热,从而使得所述甲烷气的温度升高。
[0034]实施例六:
本实施例提供一种压缩甲烷气回收方法,利用实施例一、实施例二、实施例三的任意一个所述的压缩甲烷回收系统回收甲烷气,其具体包括如下步骤:
步骤S1:将甲烷气换热升温形成升温甲烷气;步骤S2:将升温甲烷气加压形成高温高压甲烷气;步骤S3:将高温高压甲烷气与所述步骤SI中的甲烷气进行换热降温形成降温高压甲烷气;步骤S4:将降温高压甲烷气再次加压形成压缩甲烷气。
[0035]本实施例所述压缩甲烷气回收方法,所述步骤SI中,将低温低压的甲烷气换热升温形成升温低压甲烷气;所述步骤S2中,将升温低压甲烷气加压形成高温高压甲烷气;所述步骤S3中,将高温高压甲烷气与所述步骤SI中的低温低压甲烷气进行换热降温形成降温高压甲烷气,且使所述步骤SI中的低温低压甲烷气升温形成升温甲烷气,从所述步骤S2开始循环,由于利用压缩的步骤使低温低压甲烷气升温形成升温甲烷气,并与压缩前的低温低压甲烷气进行换热降温,省去了其它介质的换热,因此有效节约了能量;同时,使低温低压甲烷气升温实现直接进行加压的步骤,且使所述步骤S2的高温高压甲烷气降温实现直接进行加压的步骤,因此显著提高了工作效率;所述步骤S4中,将降温高压甲烷气再次加压从而形成压缩甲烷气。
[0036]本实施例中,所述步骤SI之前,还包括将甲烷气进行收集缓冲的步骤,考虑到LNG加注站甲烷气释放的不稳定性,对放散甲烷气进行收集缓冲,待收集到一定量时再进入所述步骤SI中,从而避免系统的持续运行。
[0037]为了实现所述步骤SI中将低温低压甲烷气换热升温形成升温甲烷气的步骤,可以通过所述伴热设备14对甲烷气进行换热实现升温的目的。
[0038]实施例七:
本实施例提供一种压缩甲烷气回收控制方法,利用实施例四所述的压缩甲烷回收控制系统回收甲烷气,其具体包括如下步骤:
步骤S1:将要回收的甲烷气体通过缓冲罐13进行收集缓冲,判断所述缓冲罐13的出口压力与预设压力值的大小,当所述缓冲罐13的出口压力高于第一预设值时,进入步骤S2 ;当所述缓冲罐13的出口压力低于第二预设值时,继续收集甲烷气至所述缓冲罐13的出口压力高于第一预设值,进入步骤S2 ;步骤S2:将甲烷气换热升温形成升温甲烷气,判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3 ;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3 ;步骤S3:将升温甲烷气加压形成高温高压甲烷气;步骤S4:将高温高压甲烷气与所述步骤SI中的甲烷气进行换热降温形成降温高压甲烷气;步骤S5:将降温高压甲烷气再次加压形成压缩甲烷气。
[0039]本实施例所述甲烷气回收控制方法中,所述步骤SI中,利用压力控制联锁装15控制所述缓冲罐11内的甲烷气进入所述换热装置11,当所述缓冲罐13的出口压力高于第一预设值时,具体地,若所述缓冲罐13出口的压力高于所述压力高位值,则启动所述第一切断阀151和所述调节阀152,所述缓冲罐13内的甲烷气流入所述换热装置11内,进入步骤S2 ;当所述缓冲罐13的出口压力低于第二预设值时,具体地,若所述缓冲罐13出口的压力低于所述压力低位值,则闭合所述第一切断阀151,且同时闭合所述多级压缩装置12,使甲烷气停止进入所述换热装置11中,继续收集甲烷气至所述缓冲罐13的出口压力高于压力高位值,甲烷气流入所述换热装置11,进入步骤S2。所述步骤S2中,利用所述温度控制联锁装置16判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,如升温甲烷气的温度在-10°至0°之间,进入步骤S3;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3。所述步骤S3中,将升温甲烷气加压形成高温高压甲烷气。所述步骤S4中,将高温高压甲烷气与所述步骤SI中的甲烷气进行换热降温形成降温高压甲烷气,进入步骤S5,且使所述步骤SI中的甲烷气升温形成升温甲烷气,从所述步骤S3开始循环。所述步骤S4中包括判断所述升温甲烷气温度的步骤,若升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3,具体地,若升温甲烷气的温度不在设定范围内,通过调节甲烷气进入所述换热装置11流量的大小可使升温甲烷气的温度在设定范围内。本步骤中,不但使步骤SI中的甲烷气升温,而且使步骤S4中的高温高压甲烷气进行降温,因此实现了能量的循环使用,充分节约能源,显著提高能量利用率,从而有效减少设备的占地面积。所述步骤S5中,将降温高压甲烷气再次加压形成压缩甲烷气,本实施例通过联锁控制从而实现设备的自动安全运行,同时有效减少了人力成本。
[0040]实施例八:
本实施例提供一种甲烷气回收控制方法,利用实施例五所述的压缩甲烷气回收控制系统回收甲烷气,与实施例七所述甲烷气回收控制方法不同的地方在于步骤S2,下面详细说明: 本实施例所述步骤S2中,将甲烷气换热升温形成升温甲烷气,判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3 ;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3,由于初始甲烷气的温度很低,不能直接进入所述步骤S3中,通过开启伴热设备14的伴热进料口 141上的第二切断阀143可以对甲烷气换热升温形成升温甲烷气,并判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,闭合所述第二切断阀143,启动所述第一级压缩装置12A,进入步骤S3 ;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3。
[0041]本发明所述压缩装置可以是压缩机,所述换热装置是换热器;从所述多级压缩装置12最终排出的压缩甲烷气可以直接利用,也可以存放在甲烷存罐中。
[0042]综上,本发明所述的以上技术方案具有以下优点:
1.本发明所述压缩甲烷气回收控制系统,所述压力控制联锁装置控制所述缓冲罐内的甲烷气流入所述换热装置内,当所述缓冲罐的出口压力大于第一预设值时,甲烷气流入所述换热装置内;当所述缓冲罐的出口压力小于第二预设值时,甲烷气不能流入所述换热装置内。所述温度控制联锁装置控制所述多级压缩装置的启闭。本发明通过所述压力控制联锁装置以及所述温度控制联锁装置直接控制整个系统的启闭,实现自动化工作,避免了人为手动操作,在节约人力的同时,也大幅度提高了回收效率。
[0043]2.本发明所述压缩甲烷气回收控制系统,所述温度控制联锁装置根据所述换热装置的出口温度调节所述调节阀,若所述换热装置的出口温度高于所述多级压缩装置的额定温度值,使甲烷气进入所述换热装置的流量增多;若温度低于所述多级压缩装置的额定温度值,使甲烷气进入所述换热装置的流量减少。
[0044]3.本发明所述压缩甲烷气回收控制系统,所述第一级压缩装置的入口与所述换热装置之间设有伴热装置,所述伴热装置缠绕于所述第一级压缩装置与所述换热装置之间的管道上,其中,所述伴热装置是换热式设备,其上设有伴热进料口以及伴热出料口,高温介质通过伴热进料口流入所述伴热装置内,通过所述伴热出料口流出,从而可以实现对管道内甲烷气的换热升温。
[0045]4.本发明甲烷气回收控制方法,所述步骤SI中,利用压力控制联锁装控制所述缓冲罐内的甲烷气进入所述换热装置,当所述缓冲罐的出口压力高于第一预设值时,启动所述第一切断阀和所述调节阀,所述缓冲罐内的甲烷气流入所述换热装置内,进入步骤S2 ;当所述缓冲罐的出口压力低于第二预设值时,闭合所述第一切断阀,且同时闭合所述多级压缩装置,使甲烷气停止进入所述换热装置中,继续收集甲烷气至所述缓冲罐的出口压力高于压力高位值为止,甲烷气流入所述换热装置,进入步骤S2。所述步骤S2中,利用所述温度控制联锁装置判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3。所述步骤S3中,将升温甲烷气加压形成高温高压甲烷气。所述步骤S4中,将高温高压甲烷气与所述步骤SI中的甲烷气进行换热降温形成降温高压甲烷气,进入步骤S5,且使所述步骤SI中的甲烷气升温形成升温甲烷气,从所述步骤S3开始循环。本步骤中,不但使步骤SI中的甲烷气升温,而且使步骤S4中的高温高压甲烷气进行降温,因此实现了能量的循环使用,充分节约能源,显著提高能量利用率,从而有效减少设备的占地面积。所述步骤S5中,将降温高压甲烷气再次加压形成压缩甲烷气,本实施例通过联锁控制从而实现设备的自动安全运行,同时有效减少了人力成本。
[0046]5.本发明所述甲烷气回收控制方法,所述步骤S2中,通过开启伴热设备的伴热进料口上的第二切断阀可以对甲烷气换热升温形成升温甲烷气,并判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,闭合所述第二切断阀,启动所述第一级压缩装置,进入步骤S3;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3。
[0047]显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围中。

1.一种压缩甲烷气回收控制系统,包括用于接收所述甲烷气的缓冲罐,以及与所述缓冲罐相连接的换热装置,所述换热装置至少包括两个通道,其特征在于:所述压缩甲烷气回收系统还包括与所述换热装置相连接的多级压缩装置,其中第一级压缩装置的入口通过管道与所述换热装置的第一通道相连接,所述第一级压缩装置的出口通过管道与所述换热装置的第二通道相连接,且所述换热装置的第二通道与第二级压缩装置的入口通过管道相连接,所述缓冲罐与所述换热装置之间设有控制所述缓冲罐内的甲烷气进入所述换热装置的压力控制联锁装置以及所述换热装置和所述一级压缩装置的入口之间设有控制所述多级压缩装置启闭的温度控制联锁装置。
2.根据权利要求1所述的压缩甲烷气回收控制系统,其特征在于:所述压力控制联锁装置包括控制所述缓冲罐内的甲烷气进入所述换热装置的第一切断阀以及调节甲烷气进入所述换热装置流量的调节阀。
3.根据权利要求2所述的压缩甲烷气回收控制系统,其特征在于:所述压力控制联锁装置设有压力高位值和压力低位值,若所述缓冲罐出口的压力高于所述压力高位值,则启动所述第一切断阀和所述调节阀;若所述缓冲罐出口的压力低于所述压力低位值,则闭合所述第一切断阀和所述多级压缩装置。
4.根据权利要求2所述的压缩甲烷气回收控制系统,其特征在于:所述温度控制联锁装置根据所述换热装置的出口温度调节所述调节阀,若所述换热装置的出口温度高于额定值,则调大所述调节阀,使甲烷气进入所述换热装置的流量增多;若所述换热装置的出口温度低于额定值,则调小所述调节阀,使甲烷气进入所述换热装置的流量减少。
5.根据权利要求1所述的压缩甲烷气回收控制系统,其特征在于:所述一级压缩装置的入口与所述换热装置之间设有伴热装置,所述伴热装置缠绕于所述一级压缩装置与所述换热装置之间的管道上。
6.根据权利要求5所述的压缩甲烷气回收控制系统,其特征在于:所述伴热装置的伴热进料口上设有第二切断阀。
7.—种压缩甲烷气回收控制方法,其步骤如下,包括: 步骤S1:将要回收的甲烷气体通过缓冲罐进行收集缓冲,判断所述缓冲罐的出口压力与预设压力值的大小,当所述缓冲罐的出口压力高于第一预设值时,进入步骤S2 ;当所述缓冲罐的出口压力低于第二预设值时,继续收集甲烷气至所述缓冲罐的出口压力高于第一预设值,进入步骤S2; 步骤S2:将甲烷气换热升温形成升温甲烷气,判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3 ; 步骤S3:将升温甲烷气加压形成高温高压甲烷气; 步骤S4:将高温高压甲烷气与所述步骤SI中的甲烷气进行换热降温形成降温高压甲烷气; 步骤S5:将降温高压甲烷气再次加压形成压缩甲烷气。
8.根据权利要求7所述的压缩甲烷气回收控制方法,其特征在于:所述步骤S2中,通过开启伴热设备的伴热进料口上的第二切断阀对甲烷气换热升温形成升温甲烷气,判断升温甲烷气的温度是否在设定范围内,若升温甲烷气的温度在设定范围内,闭合所述第二切断阀,进入步骤S3;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3。
9.根据权利要求7所述的压缩甲烷气回收控制方法,其特征在于:所述步骤S4中包括判断所述升温甲烷气温度的步骤,若升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3 ;若升温甲烷气的温度不在设定范围内,继续对甲烷气换热升温至升温甲烷气的温度在设定范围内,进入步骤S3。
10.根据权利要求9所述的压缩甲烷气回收控制方法,其特征在于:所述步骤S4中,若升温甲烷气的温度不在设定范围内,通过调节甲烷气进入所述换热装置流量的大小可使升温甲烷气的温度在设定范围内。
本发明涉及一种压缩甲烷气回收控制系统以及回收控制方法,通过设置压力连锁装置和温度联锁装置来实现系统的自动化工作,其中缓冲罐与换热装置之间设有控制所述缓冲罐内的甲烷气进入所述换热装置的压力控制联锁装置以及所述换热装置和一级压缩装置的入口之间设有控制所述多级压缩装置启闭的温度控制联锁装置。本发明在减少人力成本的同时实现设备本质安全,且省去了其它介质的换热,节约能耗,提高了回收效率。
F17C13-02, F17C13-04, F17C5-06
CN104832782
CN201510262920
陈 峰, 邢浩
新奥气化采煤有限公司
2015年8月12日
2015年5月21日

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