專利名稱：天然氣門站氣體預混裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于天然氣門站向天然氣中混合天然氣增效劑和空氣的裝置，尤其是一種天然氣門站的節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
目前，天然氣消耗量大，能源緊缺，節(jié)約能源勢在必行。為了實現(xiàn)節(jié)能、降低成本的目的，授權(quán)公告號為“CN202195483U”的中國實用新型“一種新型全自動預混式燃燒器”包括天然氣進氣管、空氣進氣管、混合管、點火針、離子探針、保溫爐、坩鍋與控制器，天然氣進氣管、空氣進氣管與混合管連通，混合管的末端位于保溫爐的入氣口處，點火針與離子探針安裝在混合管的末端，坩鍋位于保溫爐內(nèi)。所述天然氣進氣管內(nèi)設(shè)有電磁閥與開關(guān)閥，電磁閥位于開關(guān)閥的前端；空氣進氣管上設(shè)有風機、風壓開關(guān)與開關(guān)閥，風機位于空氣進氣管的前端，風壓開關(guān)與開關(guān)閥位于空氣進氣管內(nèi)，風壓開關(guān)位于開關(guān)閥的前端。授權(quán)公告號為“ CN201285048 ”的中國實用新型專利“燃氣和空氣的比例混合裝置”通過在氣體混合管道上焊接有擾流片，煙 壁內(nèi)側(cè)焊接有傳感器，分別與風機、傳感器和燃氣比例閥相連接的可編程控制器，實現(xiàn)了燃氣和空氣按比例預先混合的問題，采用完全預混燃燒，有效提高了熱效率，達到了節(jié)能目的。但是，上述專利技術(shù)僅能通過提高天然氣的燃燒率以達到提高天然氣的熱利用率。而不能在得到相同熱量的情況下減少天然氣的使用量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的在于在不改變天然氣熱值的條件下，提供一種有效的節(jié)省天然氣用量的天然氣門站氣體預混裝置及方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的的天然氣門站氣體預混裝置，包括氣相瓶組系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，所述氣相瓶組系統(tǒng)和空氣壓縮系統(tǒng)分別通過第一管道、第二管道與天然氣管道上的靜態(tài)混合器相連；所述天然氣管道上還設(shè)有總控制閥；所述控制系統(tǒng)包括控制器，與控制器連接、在第一管道、第二管道上均安裝有的壓力變送器、安全切斷閥、混氣控制閥，與控制器連接、安裝在天然氣管道上的第一基地式控氧儀、第二基地式控氧儀、天然氣流量計、壓力變送器，以及與控制器連接的控制面板，所述第一基地式控氧儀、第二基地式控氧儀位于所述靜態(tài)混合器的下游。優(yōu)選地，所述氣相瓶組系統(tǒng)由多個裝有丙烷的氣瓶組成。優(yōu)選地，所述空氣壓縮系統(tǒng)包括空氣壓縮機和氣水分離過濾器。一種天然氣門站氣體預混方法，包括以下步驟(I)根據(jù)天然氣流量，由裝有丙烷的氣相瓶組系統(tǒng)將丙烷按照與天然氣的體積比為O. 5%-0. 7%的比例均勻的噴射到天然氣管道中；(2)根據(jù)噴射丙烷前、后的天然氣的熱值以及熱值計算公式，計算出使噴射了丙烷后天然氣熱值降低為噴射了丙烷前的天然氣熱值所需要加入的空氣的量，即:Vsn= ( q0-q!) /q2其中:q(l為添加丙烷后的天然氣熱值，qi為天然氣熱值，q2為空氣的熱值；(3)通過空氣壓縮系統(tǒng)均勻的向天然氣管道中加入步驟(2)中計算得出的量的空氣;(4)步驟(I)和步驟(3)向天燃氣管道中加入的丙烷、空氣與天然氣管道中的天然氣均勻混合。本發(fā)明主要是根據(jù)天然氣流量，由空氣壓縮機與裝有丙烷的氣相瓶組系統(tǒng)結(jié)合使用，按照比例將丙烷均勻的噴射到天然氣管道中，使其熱值提高，最好提高約500千卡，然后再根據(jù)所提高的熱值計算出恢復原管道中天然氣熱值所需要的空氣的量，再通過空氣壓縮系統(tǒng)均勻的加入空氣，這樣在不改變天然氣的熱值的情況下，所加入的空氣及丙烷的總體積即為所節(jié)約的天然氣的體積。當向天然氣管道中按照0.5%的比例注入丙烷，使天然氣熱值增加500千卡左右后，又注入10%的空氣，使加入丙烷后的天然氣的熱值降低500千卡左右，天然氣管道上有流量計，記錄通過管道的天然氣的量。若每小時流量是10000立方米，流量計顯示10000立方米，加入10%空氣后，流量計會顯示11000立方米，那么這1000立方米就是所節(jié)省的天然氣。在中國目前還沒有采用本發(fā)明所述的裝置及方法來降低天然氣的使用量。據(jù)估計，以能夠節(jié)省10%的天然氣計算，全中國每年節(jié)省的天然氣將是一個非常大的數(shù)字，對能源工業(yè)，節(jié)能減排工作和增加經(jīng)濟效益和社會效益都會做出極大的貢獻。


圖1為本發(fā)明所述天然氣門站氣體預混裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1_氣相瓶組系統(tǒng)、2-空氣壓縮系統(tǒng)、3-控制系統(tǒng)，4-第一管道、5-第二管道，6-天然氣管道，7-靜態(tài)混合器、8-總控制閥、9-第一基地式控氧儀、10-第二基地式控氧儀、11-控制面板、12-控制器、13-壓力變送器、14-安全切斷閥、15-混氣控制閥、16-空氣壓縮機、17-氣水分離過濾器。
具體實施例方式為了更清楚的說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的描述。本發(fā)明所述的天然氣門站氣體預混方法，主要是根據(jù)天然氣流量，由空氣壓縮機16與裝有丙烷的氣相瓶組系統(tǒng)I結(jié)合使用，按照一定比例將丙烷均勻的噴射到天然氣管道6中，使其熱值提高，最好提高約500千卡，然后再通過空氣壓縮系統(tǒng)2均勻的加入空氣，調(diào)整熱值恢復原管道中天然氣熱值。具體包括以下步驟:(1)根據(jù)天然氣流量，由裝有丙烷的氣相瓶組系統(tǒng)I將丙烷按照與天然氣的體積比為0.5%-0.7%的比例均勻的噴射到天然氣管道6中；(2)根據(jù)噴射丙烷前、后的天然氣的熱值以及熱值計算公式，計算出使噴射了丙烷后天然氣熱值降低為噴射了丙烷前的天然氣熱值所需要加入的空氣的量，即:Vsn= ( q0-q!) /q2
其中: 為添加丙烷后的天然氣熱值，qi為天然氣熱值，q2為空氣的熱值；(3)通過空氣壓縮系統(tǒng)2均勻的向天然氣管道6中加入步驟(2)中計算得出的量的空氣；(4)步驟(I)和步驟(3)向天燃氣管道中加入的丙烷、空氣與天然氣管道6中的天然氣均勻混合。如圖1所示，本發(fā)明所述的天然氣門站氣體預混裝置，包括氣相瓶組系統(tǒng)1、空氣壓縮系統(tǒng)2、控制系統(tǒng)3。所述天然氣門站氣體預混裝置結(jié)合到天然氣管道6中應用。所述氣相瓶組系統(tǒng)I由多個裝有丙烷的氣瓶組成，多個氣瓶并聯(lián)進入?yún)R流排，丙烷經(jīng)匯流排進入天然氣管道6中。所述空氣壓縮系統(tǒng)2包括空氣壓縮機16和氣水分離過濾器17，所述空氣壓縮機16用于壓縮空氣、并將空氣注入天然氣管道6中，所述氣水分離過濾器17用于濾掉空氣中的水，起到干燥空氣的作用。為了促使丙烷、空氣與天然氣的均勻混合，在天然氣管道6上設(shè)置靜態(tài)混合器7，所述氣相瓶組系統(tǒng)I和空氣壓縮系統(tǒng)2分別通過第一管道4、第二管道5與天然氣管道6上的靜態(tài)混合器7相連。所述第一管道4、第二管道5上均安裝壓力變送器13、安全切斷閥14、混氣控制閥15 ;壓力變送器13、安全切斷閥14、混氣控制閥15均與控制器12連接，所述安全切斷閥14用于當出現(xiàn)故障或超限報警時緊急切斷丙烷供應、空氣供應，所述混氣控制閥15用于控制丙烷、空氣的供應時間，所述壓力變送器13、用于監(jiān)控丙烷、空氣的供氣壓力。所述天然氣管道6上還設(shè)有總控制閥8，與控制器12連接的第一基地式控氧儀9、第二基地式控氧儀10、天然氣流量計(圖中未示出)、壓力變送器13。當天然氣管道6中的天然氣流動時，會產(chǎn)生4myT20mA電流信號并傳送給控制器12，用于判定所述天然氣門站氣體預混裝置的啟動。所述第一基地式控氧儀9、第二基地式控氧儀10位于所述靜態(tài)混合器7的下游，用于監(jiān)控混合氣出口含氧量。第一基地控氧儀控制混氣控制閥15，來精確控制添加增效劑和空氣的比例；第二控氧儀控制安全切斷閥14，如果空氣添加超過所要求的比例，控氧儀會給安全切斷閥14信號，安全切斷閥14完成切斷。工作人員通過與控制器12連接的控制面板11多所述混氣系統(tǒng)進行操控。以上實施方式是對本 發(fā)明的技術(shù)方案所作的舉例說明，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理的前提下，對本發(fā)明所做的任何顯而易見的改進、替換和變型，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.天然氣門站氣體預混裝置，其特征在于，包括氣相瓶組系統(tǒng)(I)、空氣壓縮系統(tǒng)(2)、控制系統(tǒng)(3)，所述氣相瓶組系統(tǒng)(I)和空氣壓縮系統(tǒng)(2)分別通過第一管道(4)、第二管道(5)與天然氣管道(6)上的靜態(tài)混合器(7)相連；所述天然氣管道(6)上還設(shè)有總控制閥(8);所述控制系統(tǒng)(3)包括控制器(12)，與控制器(12)連接、在第一管道(4)、第二管道(5)上均安裝有的壓力變送器(13)、安全切斷閥(14)、混氣控制閥(15)，與控制器(12)連接、安裝在天然氣管道(6)上的第一基地式控氧儀(9)、第二基地式控氧儀(10)、天然氣流量計、壓力變送器(13)，以及與控制器(12)連接的控制面板(11)，所述第一基地式控氧儀(9)、第二基地式控氧儀(10)位于所述靜態(tài)混合器(7)的下游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣門站氣體預混裝置，其特征在于，所述氣相瓶組系統(tǒng)(O由多個裝有丙烷的氣瓶組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣門站氣體預混裝置，其特征在于，所述空氣壓縮系統(tǒng)(2)包括空氣液壓機和氣水分離過濾器。
4.一種天然氣門站氣體預混方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)根據(jù)天然氣流量，由裝有丙烷的氣相瓶組系統(tǒng)(I)將丙烷按照與天然氣的體積比為.0.5%-0.7%的比例均勻的噴射到天然氣管道(6)中； (2)根據(jù)噴射丙烷前、后的天然氣的熱值以及熱值計算公式，計算出使噴射了丙烷后天然氣熱值降低為噴射了丙烷前的天然氣熱值所需要加入的空氣的量，即: V 空氣 =( q0—q1) /q2 其中Qo為添加丙烷后的天然氣熱值，Q1為天然氣熱值，Q2為空氣的熱值； (3)通過空氣壓縮系統(tǒng)(2)均勻的向天然氣管道(6)中加入步驟(2)中計算得出的量的空氣； (4)步驟(I)和步驟(3)向天然氣管道中加入的丙烷、空氣與天然氣管道(6)中的天然氣均勻混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種天然氣門站氣體預混裝置及方法，所述裝置包括氣相瓶組系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，所述氣相瓶組系統(tǒng)和空氣壓縮系統(tǒng)分別通過第一管道、第二管道與天然氣管道上的靜態(tài)混合器相連；天然氣管道上還設(shè)有總控制閥；控制系統(tǒng)包括控制器，與控制器連接、在第一管道、第二管道上均安裝有的壓力變送器、安全切斷閥、混氣控制閥，以及安裝在天然氣管道上的第一基地式控氧儀、第二基地式控氧儀、天然氣流量計、壓力變送器。本發(fā)明根據(jù)天然氣流量，將丙烷噴射到天然氣管道中使其熱值提高，再加入空氣使混合氣體的熱值恢復至天然氣熱值。在不改變天然氣的熱值的情況下，節(jié)約天然氣的消耗，增加經(jīng)濟效益和社會效益都會做出極大的貢獻。
文檔編號B01F3/02GK103071410SQ20131000638
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月8日
發(fā)明者劉亞濱 申請人:北京潤拓工業(yè)技術(shù)有限公司