进气冷却的燃气驱动压缩机系统技术方案

本公开提供一种进气冷却的燃气驱动压缩机系统，包括：天然气发动机、压缩机以及吸收式制冷机组；压缩机的动力输入轴与天然气发动机的动力输出轴同轴连接；吸收式制冷机组利用天然气发动机的烟气余热作为热源产生冷量，并利用该冷量降低压缩机的进气温度，使压缩机进气温度稳定在压缩机工作允许的最低温度。本公开提供的进气冷却的燃气驱动压缩机系统通过燃气驱动压缩机余热深度利用，冷却压缩机井口煤层气的温度，保持恒定温度(压缩机工作允许的最低进口温度)，以达到提高燃气压缩机的经济性，减小燃气压缩机的燃料消耗的目的。

Gas Driven Compressor System with Inlet Cooling

【技术实现步骤摘要】
进气冷却的燃气驱动压缩机系统
本公开涉及压缩机
，尤其涉及一种进气冷却的燃气驱动压缩机系统。
技术介绍
我国工业领域能源消费量约占全国能源消费总量的70％，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30％作用，除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低、能量没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因。尤其是在电力、钢铁建材、有色、化工、石化六大高能耗行业中，大量的余热被浪费。在余热资源丰富的石油工业系统中，为提高能源利用效率和节约资源，除了采用高能效的新设备和新工艺外，回收各类余热同样是提高能源利用率的重要手段。因此如何从节约能源入手，进一步降低成本成为刻不容缓的任务。通常，燃气驱动压缩机系统的能量利用率在30％～40％之间，其余大部分热量均以高温烟气的形式排放掉，一般高温烟气温度在480℃～600℃之间。现有技术中利用燃气压缩机出口的高温烟气，通过溴化锂吸收式制冷机组，冷却压缩机出口的高温天然气，以达到提高输气量的作用。但是其需要设计高压天然气-水换热器，同时未提高燃气压缩机的经济性及减小其燃气压缩机的燃料消耗。因此如何利用燃气压缩机的烟气余热，在保证日产气量不变的前提下，提高燃气压缩机的经济性，减小燃气压缩机的燃料消耗；同时保持压缩机进口温度恒定，对燃气驱动压缩机稳定运行，提高寿命与可靠性，是目前需要解决的难题。公开内容(一)要解决的技术问题基于上述技术问题，本公开提供一种进气冷却的燃气驱动压缩机系统，以缓解现有技术中的燃气驱动压缩机系统能量利用率不高，进口温度不恒定的技术问题。(二)技术方案本公开提供一种进气冷却的燃气驱动压缩机系统，包括：天然气发动机；压缩机，其动力输入轴与所述天然气发动机的动力输出轴同轴连接；以及吸收式制冷机组，其利用所述天然气发动机的烟气余热作为热源产生冷量，并利用该冷量降低所述压缩机的进气温度，使压缩机进气温度稳定在压缩机工作允许的最低温度。在本公开的一些实施例中，还包括：烟气余热利用回路，其利用所述天然气发动机的烟气余热加热循环水产生水蒸汽，再利用该水蒸汽作为热源送入所述吸收式制冷机组中；冷量利用回路，其利用所述吸收式制冷机产生的冷量作用于冷却水，再利用产生的过冷却水降低所述压缩机的进气温度。在本公开的一些实施例中，所述烟气余热利用回路包括：介质回路以及烟气利用管路。在本公开的一些实施例中，所述介质回路沿介质流动方向依次包括：余热锅炉，其与所述天然气发动机的排气口连接，利用所述天然气发动机排出的烟气加热所述烟气余热利用回路中的循环水产生水蒸汽；冷凝器，其设置于所述吸收式制冷机组的下游，用于将吸收式制冷机组排出的气液混合物冷凝；以及循环水泵，用于为所述烟气余热利用回路中的介质提供动力。在本公开的一些实施例中，所述介质回路还包括：回热器，其设置于所述余热锅炉的上游以及所述冷凝器的下游，用于将经过所述回热器的循环水预热。在本公开的一些实施例中，所述烟气利用管路中，所述天然气发动机排出的高温烟气依次经过所述余热锅炉和所述回热器后排入大气环境中。在本公开的一些实施例中，所述冷量利用回路沿介质流动方向依次包括：天然气-水换热器，其将所述吸收式制冷机组排出的过冷却水与井口出口的煤层气进行热交换，降低所述井口出口的煤层气的温度；冷却水泵，其用于为所述冷量利用回路中的介质提供动力。在本公开的一些实施例中，所述天然气-水换热器使所述井口出口的煤层气的温度维持在压缩机工作允许的最低进口温度。在本公开的一些实施例中，所述天然气-水换热器为适用于不大于0.5MPa的低压天然气的低压天然气-水换热器。在本公开的一些实施例中，所述吸收式制冷机组为蒸汽型溴化锂冷水机组。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开提供的进气冷却的燃气驱动压缩机系统具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：(1)本公开提供的进气冷却的燃气驱动压缩机系统，通过燃气驱动压缩机余热深度利用，冷却压缩机井口煤层气的温度，保持恒定温度(压缩机工作允许的最低进口温度)，以达到提高燃气压缩机的经济性，减小燃气压缩机的燃料消耗的目的；(2)本公开提供的进气冷却的燃气驱动压缩机系统，保持压缩机进口温度恒定，对燃气驱动压缩机稳定运行，提高寿命与可靠性也有积极的作用；(3)本公开提供的进气冷却的燃气驱动压缩机系统，流程简单，技术与设备极为成熟，具有极大的工业推广的价值。附图说明图1为本公开实施例提供的进气冷却的燃气驱动压缩机系统的结构示意图。具体实施方式本公开提供的进气冷却的燃气驱动压缩机系统通过燃气驱动压缩机余热深度利用，冷却压缩机井口煤层气的温度，保持恒定温度(压缩机工作允许的最低进口温度)，以达到提高燃气压缩机的经济性，减小燃气压缩机的燃料消耗的目的。为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。本公开提供一种进气冷却的燃气驱动压缩机系统，如图1所示，包括：天然气发动机、压缩机以及吸收式制冷机组；压缩机的动力输入轴与天然气发动机的动力输出轴同轴连接；吸收式制冷机组利用天然气发动机的烟气余热作为热源产生冷量，并利用该冷量降低压缩机的进气温度，使压缩机进气温度稳定在压缩机工作允许的最低温度。本公开实施例提供的进气冷却的燃气驱动压缩机系统通过燃气驱动压缩机余热深度利用，冷却压缩机井口煤层气的温度，保持恒定温度(压缩机工作允许的最低进口温度)，以达到提高燃气压缩机的经济性，减小燃气压缩机的燃料消耗的目的；同时保持压缩机进口温度恒定，对燃气驱动压缩机稳定运行，提高寿命与可靠性也有积极的作用；此外本公开实施例提供的进气冷却的燃气驱动压缩机系统，流程简单，技术与设备极为成熟，具有极大的工业推广的价值。在本公开的一些实施例中，该进气冷却的燃气驱动压缩机系统还包括：烟气余热利用回路以及冷量利用回路；烟气余热利用回路利用天然气发动机的烟气余热加热循环水产生水蒸汽，再利用该水蒸汽作为热源送入吸收式制冷机组中；冷量利用回路利用吸收式制冷机产生的冷量作用于冷却水，再利用产生的过冷却水降低压缩机的进气温度。在本公开的一些实施例中，烟气余热利用回路包括：介质回路以及烟气利用管路；介质回路中流动有传热介质，通过传热介质相变吸放热量，实现对吸收式制冷机组供热；天然气发动机排出的高温烟气沿烟气利用管路流动，将热量传递至介质回路中的传热介质中，使其发生相变。在本公开的一些实施例中，如图1所示，介质回路沿介质流动方向依次包括：余热锅炉、冷凝器以及循环水泵；余热锅炉与天然气发动机的排气口连接，利用天然气发动机排出的烟气加热烟气余热利用回路中的循环水产生水蒸汽；冷凝器设置于吸收式制冷机组的下游，用于将吸收式制冷机组排出的气液混合物冷凝；循环水泵用于为烟气余热利用回路中的介质提供动力。在本公开的一些实施例中，如图1所示，介质回路还包括：回热器，其设置于余热锅炉的上游以及冷凝器的下游，用于将经过回热器的循环水预热。在本公开的一些实施例中，如图1所示，烟气利用管路中，天然气发动机排出的高温烟气依次经过余热锅炉和回热器后排入大气环境中。在本公开的一些实施例中，如图1所示，冷量利用回路沿介质流动方向依次包括：天然气-水换热器以及冷却水泵；天然气-水换热器将吸收式制冷机组排出的过冷却水与井口出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种进气冷却的燃气驱动压缩机系统，包括：天然气发动机；压缩机，其动力输入轴与所述天然气发动机的动力输出轴同轴连接；以及吸收式制冷机组，其利用所述天然气发动机的烟气余热作为热源产生冷量，并利用该冷量降低所述压缩机的进气温度，使压缩机进气温度稳定在压缩机工作允许的最低温度。

【技术特征摘要】
1.一种进气冷却的燃气驱动压缩机系统，包括：天然气发动机；压缩机，其动力输入轴与所述天然气发动机的动力输出轴同轴连接；以及吸收式制冷机组，其利用所述天然气发动机的烟气余热作为热源产生冷量，并利用该冷量降低所述压缩机的进气温度，使压缩机进气温度稳定在压缩机工作允许的最低温度。2.根据权利要求1所述的进气冷却的燃气驱动压缩机系统，还包括：烟气余热利用回路，其利用所述天然气发动机的烟气余热加热循环水产生水蒸汽，再利用该水蒸汽作为热源送入所述吸收式制冷机组中；冷量利用回路，其利用所述吸收式制冷机产生的冷量作用于冷却水，再利用产生的过冷却水降低所述压缩机的进气温度。3.根据权利要求2所述的进气冷却的燃气驱动压缩机系统，所述烟气余热利用回路包括：介质回路以及烟气利用管路。4.根据权利要求3所述的进气冷却的燃气驱动压缩机系统，所述介质回路沿介质流动方向依次包括：余热锅炉，其与所述天然气发动机的排气口连接，利用所述天然气发动机排出的烟气加热所述烟气余热利用回路中的循环水产生水蒸汽；冷凝器，其设置于所述吸收式制冷机组的下游，用于将吸收式制冷机组排出的气液混合物冷凝；以及循环水泵，用于为所述烟气余...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩东江，隋军，王泽峰，刘锋，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11