天然气压缩系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种天然气压缩系统，包括过滤器、压缩机组和冷却装置，所述过滤器的上游端进口与气源连通，过滤器下游端出口与压缩机组的进气端连通，所述压缩机组的出气端通过增压输气管经冷却装置与压缩天然气输出总管相连，所述过滤器内设有滤芯，所述滤芯与过滤器的壳体内壁之间为气体通过腔，所述气体通过腔中设置热交换管，所述增压输气管设置一歧路与热交换管的上游端连接，热交换管的下游端与压缩天然气输出总管相连。通过在过滤器内设置热交换管，且利用经压缩机组压缩后温度超过常温的压缩天然气作为热介质，实现废热利用，达到节能降耗的目的，能有效避免过滤器因温度过低而凝冰形成冰堵，保证天然气压缩系统正常运行。

Natural gas compression system

The utility model relates to a gas compression system, including filter, compressor and cooling device, the filter upstream end of the inlet communicated with a gas source inlet filter, connected downstream end outlet and the compressor end, the compressor outlet pressure through the gas pipe through the cooling device is connected with compressed natural gas the output pipe, the filter is provided with a filter between the shell and the inner wall of the filter element and the filter for gases through the cavity, the gas cavity is provided through the heat exchange tube, the pressurized pipeline and set a crossroads of the heat exchange tube is connected upstream, downstream end of the heat exchange tube is connected with the output of compressed natural gas duct. Through the heat exchange tube is arranged inside the filter, and the temperature of compressor after compression at room temperature over the compressed natural gas as a heat medium, to achieve waste heat utilization, achieve the purpose of energy saving, can effectively avoid the filter because of low temperature and ice ice barrier, to ensure the normal operation of the system of natural gas compressor.

【技术实现步骤摘要】
天然气压缩系统
本技术涉及天然气压缩领域，特别涉及一种天然气压缩系统。
技术介绍
天然气加气站通过天然气压缩系统压缩天然气后以压缩天然气（CNG）形式向天然气汽车（NGV）和大型CNG子站车提供燃料。天然气管线中的天然气先经过天然气压缩系统的过滤器净化处理后，再由天然气压缩系统的压缩机组将天然气压缩到最高25Mpa，最后通过售气机给车辆加气。然而，20-3Mpa的天然气在通过天然气压缩系统的过滤器时，由于过滤器滤芯的过滤作用，滤芯的内外侧形成压差，天然气从相对高压流向相对低压是吸热过程（气体膨胀吸热），由于20-3Mpa的天然气内含有一定水分，若在外界环境温度较低时（如气候寒冷地区），这些水分将在滤芯表面凝结成冰，使过滤器形成冰堵，导致天然气不能正常通过过滤器，严重影响天然气压缩系统的正常工作。为了防止天然气压缩系统的过滤器因温度过低造成冰堵现象，保证天然气压缩系统正常工作，目前常用的解决方案是在过滤器的周围设置多圈电加热丝，通过电加热丝对过滤器加热，以提高过滤器的温度。这种方案虽然能解决过滤器滤芯冰堵的问题，但是采用电加热方式却留下发生安全事故的隐患，并且电加热丝对过滤器的加热效率较低，电能消耗较大，不利于节能降耗。也有通过增大过滤器过滤面积，如在管路上并联多个过滤器或者增大过滤器体积来解决滤芯冰堵的问题，但是采用多个过滤器或扩大过滤器体积的方式无疑增加了天然气加气站的运营成本、管理成本，同时，多个过滤器或较大体积过滤器的占用空间大，安装在天然气压缩系统中容易还容易出现发生干涉的情况。因此，如何解决天然气压缩系统的气体过滤器形成冰堵的问题，并消除过滤器加热埋下的安全隐患，实现节能降耗，保证天然气压缩系统正常工作，长期以来一直是本领域技术人员想解决而尚未解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种天然气压缩系统，通过在过滤器内设置热交换管，且利用经压缩机组压缩后温度超过常温的压缩天然气作为热介质，实现废热利用，达到节能降耗的目的，能有效避免过滤器因温度过低而凝冰形成冰堵，保证天然气压缩系统正常运行。本技术的技术方案是：一种天然气压缩系统，包括过滤器、压缩机组和冷却装置，所述过滤器的上游端进口与气源连通，过滤器下游端出口与压缩机组的进气端连通，所述压缩机组的出气端通过增压输气管经冷却装置与压缩天然气输出总管相连，所述过滤器内设有滤芯，所述滤芯与过滤器的壳体内壁之间为气体通过腔，所述气体通过腔中设置热交换管，所述增压输气管设置一歧路与热交换管的上游端连接，热交换管的下游端与压缩天然气输出总管相连。所述过滤器的气体通过腔中设置一个呈倒置的U形结构的热交换管，热交换管的连接段呈弧形弯曲绕过过滤器的滤芯，热交换管的上游端通过设置在过滤器上的加热介质输入接口与增压输气管设置的歧路连接，热交换管的下游端通过设置在过滤器上的加热介质输出接口与压缩天然气输出总管相连。所述过滤器的气体通过腔中设置两个呈倒置的U形结构的热交换管，两个热交换管对称设置在过滤器滤芯的两侧，两个热交换管的呈弧形弯曲的连接段相向环抱滤芯，两个热交换管的上游端并联于过滤器上设置的加热介质输入接口，增压输气管设置的歧路与加热介质输入接口连接，两个热交换管的下游端并联于过滤器上设置的加热介质输出接口与压缩天然气输出总管相连。所述过滤器的气体通过腔中设置一呈螺旋状的热交换管，所述呈螺旋状的热交换管环绕在过滤器滤芯的周围，热交换管的上游端通过设置在过滤器上的加热介质输入接口与增压输气管设置的歧路连接，热交换管的下游端通过设置在过滤器上的加热介质输出接口与压缩天然气输出总管相连。所述加热介质输入接口、加热介质输出接口的介质通孔均为阶梯孔，阶梯孔大径段的直径大于热交换管的管径，形成与热交换管的上游端或下游端对应的容纳腔，该阶梯孔的小径段设有用于连接外接管路的内螺纹。所述压缩机组包括至少一个天然气压缩缸，所述天然气压缩缸的气体压缩腔进气端设有进气单向阀，气体压缩腔出气端设有出气单向阀，进气单向阀通过管路与过滤器的下游端出口连接，出气单向阀通过增压输气管经冷却装置与压缩天然气输出总管相连，所述增压输气管上设置的歧路与热交换管的上游端连接，热交换管的下游端与压缩天然气输出总管相连。所述压缩机组包括一级天然气压缩缸、二级天然气压缩缸，压缩天然气输出总管上设有输出单向阀，所述一级天然气压缩缸的气体压缩腔进气端设有一级进气单向阀，气体压缩腔出气端设有一级出气单向阀，所述一级进气单向阀通过管路与过滤器的下游端出口连接，一级出气单向阀通过一级增压输气管与一级冷却装置一端连接，一级冷却装置另一端位于输出单向阀上游与压缩天然气输出总管连接，输出单向阀上游的压缩天然气输出总管通过二级输气管连接二级天然气压缩缸，所述二级天然气压缩缸的气体压缩腔进气端设有二级进气单向阀，二级天然气压缩缸的气体压缩腔出气端设有二级出气单向阀，二级出气单向阀通过二级增压输气管与二级冷却装置一端连接，二级冷却装置另一端位于输出单向阀下游与压缩天然气输出总管相连。所述一级天然气压缩缸为多个，一级冷却装置的数量与一级天然气压缩缸的数量相同，各一级天然气压缩缸分别通过一级增压输气管对应连接一级冷却装置，各一级冷却装置并联于压缩天然气输出总管，均位于输出单向阀上游。所述冷却装置包括壳体和穿过壳体内腔的冷却管，所述冷却管的上游端通过增压输气管与压缩机组的出气端连通，冷却管的下游端与天然气输出总管连通，冷却装置壳体内壁与冷却管之间的空间为冷却腔，所述冷却腔分别与设于壳体上的冷却介质进口、冷却介质出口连通，冷却介质进口、冷却介质出口分别连接于冷却介质循环管路。采用上述技术方案具有以下有益效果：1、过滤器的滤芯与过滤器的壳体内壁之间为气体通过腔，该气体通过腔中设置热交换管，连接压缩机组的出气端与冷却装置的增压输气管设置一歧路与热交换管的上游端连接，热交换管的下游端与压缩天然气输出总管相连。经压缩机组压缩后温度超过常温的压缩天然气经增压输气管进入冷却装置冷却，其中一部分温度超过常温的压缩天然气经过歧管进入热交换管内，作为热交换管的热介质，当温度超过常温的压缩天然气从热交换管中通过时，通过热交换对过滤器的气体通过腔进行升温，可以有效防止过滤器的滤芯产生冰堵。并且，在热交换过程中，流过热交换管的压缩天然气得到冷却后，再流到天然气压缩系统中与冷却装置出口端输出的冷却气体进行汇总。天然气压缩系统采用这种结构的过滤器，通过连接在增压输气管上的歧管输入热介质，不需要利用电加热来防止冰堵，既安全，又节能；并且直接利用压缩天然气的热量来防止冰堵，可充分利用天然气压缩系统压缩天然气产生的热量，还可使天然气压缩系统的用于冷却装置的能量消耗得到一定降低，实现废热利用，达到节能降耗的目的，而且天然气也无消耗。2、设置在过滤器上的加热介质输入接口、加热介质输出接口的介质通孔均为阶梯孔，阶梯孔大径段的直径大于热交换管的管径，形成与热交换管的上游端或下游端对应的容纳腔，该阶梯孔的小径段设有用于连接外接管路的内螺纹。使热介质的输入管可通过螺纹配合与加热介质输入接口连接，热介质的输出管可通过螺纹配合与加热介质输出接口连接，连接方便、可靠，保证热交换管的密封性，防止热介质泄漏。加热介质输入接口、加热介质输出接口介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气压缩系统，包括过滤器(1)、压缩机组(2)和冷却装置(3)，所述过滤器(1)的上游端进口(1a)与气源连通，过滤器(1)下游端出口(1b)与压缩机组(2)的进气端连通，所述压缩机组(2)的出气端通过增压输气管(4)经冷却装置(3)与压缩天然气输出总管(6)相连，其特征在于，所述过滤器(1)内设有滤芯(1c)，所述滤芯(1c)与过滤器的壳体(1d)内壁之间为气体通过腔(1e)，所述气体通过腔(1e)中设置热交换管(7)，所述增压输气管(4)设置一歧路(4a)与热交换管(7)的上游端连接，热交换管(7)的下游端与压缩天然气输出总管(6)相连。

【技术特征摘要】
1.一种天然气压缩系统，包括过滤器(1)、压缩机组(2)和冷却装置(3)，所述过滤器(1)的上游端进口(1a)与气源连通，过滤器(1)下游端出口(1b)与压缩机组(2)的进气端连通，所述压缩机组(2)的出气端通过增压输气管(4)经冷却装置(3)与压缩天然气输出总管(6)相连，其特征在于，所述过滤器(1)内设有滤芯(1c)，所述滤芯(1c)与过滤器的壳体(1d)内壁之间为气体通过腔(1e)，所述气体通过腔(1e)中设置热交换管(7)，所述增压输气管(4)设置一歧路(4a)与热交换管(7)的上游端连接，热交换管(7)的下游端与压缩天然气输出总管(6)相连。2.根据权利要求1所述的天然气压缩系统，其特征在于：所述过滤器(1)的气体通过腔(1e)中设置一个呈倒置的U形结构的热交换管(7)，热交换管(7)的连接段呈弧形弯曲绕过过滤器(1)的滤芯(1c)，热交换管(7)的上游端通过设置在过滤器(1)上的加热介质输入接口(1f)与增压输气管(4)设置的歧路(4a)连接，热交换管(7)的下游端通过设置在过滤器(1)上的加热介质输出接口(1g)与压缩天然气输出总管(6)相连。3.根据权利要求1所述的天然气压缩系统，其特征在于：所述过滤器(1)的气体通过腔(1e)中设置两个呈倒置的U形结构的热交换管(7)，两个热交换管(7)对称设置在过滤器滤芯(1c)的两侧，两个热交换管(7)的呈弧形弯曲的连接段相向环抱滤芯(1c)，两个热交换管(7)的上游端并联于过滤器(1)上设置的加热介质输入接口(1f)，增压输气管(4)设置的歧路(4a)与加热介质输入接口(1f)连接，两个热交换管(7)的下游端并联于过滤器(1)上设置的加热介质输出接口(1g)与压缩天然气输出总管(6)相连。4.根据权利要求1所述的天然气压缩系统，其特征在于：所述过滤器(1)的气体通过腔(1e)中设置一呈螺旋状的热交换管(7)，所述呈螺旋状的热交换管(7)环绕在过滤器滤芯(1c)的周围，热交换管(7)的上游端通过设置在过滤器(1)上的加热介质输入接口(1f)与增压输气管(4)设置的歧路(4a)连接，热交换管(7)的下游端通过设置在过滤器(1)上的加热介质输出接口(1g)与压缩天然气输出总管(6)相连。5.根据权利要求2～4任一所述的天然气压缩系统，其特征在于：所述加热介质输入接口(1f)、加热介质输出接口(1g)的介质通孔(1h)均为阶梯孔，阶梯孔大径段的直径大于热交换管(7)的管径，形成与热交换管(7)的上游端或下游端对应的容纳腔(1i)，该阶梯孔的小径段设有用于连接外接管路的内螺纹(1j)。6.根据权利要求1所述的天...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭世云，蒋志飞，
申请(专利权)人：重庆耐德能源装备集成有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50