天然氣熱值的穩定系統的製作方法
2023-05-29 10:34:51 3
天然氣熱值的穩定系統的製作方法
【專利摘要】一種天然氣熱值的穩定系統，包括天然氣輸入組件、空氣輸入組件、烷烴輸入組件、混合器、熱值檢測裝置和控制裝置，天然氣輸入組件、空氣輸入組件、烷烴輸入組件均通過管道與混合器連通，熱值檢測裝置設置在混合器的輸出管道上，並與控制裝置電信號連接。天然氣輸入組件、空氣輸入組件和烷烴輸入組件所在的管道均設有流量計及調節閥，控制裝置根據熱值檢測裝置檢測到的混合氣體熱值和天然氣輸入組件所在管道的第一流量計檢測到的天然氣流量，根據第二流量計或第三流量計計算出需要添加的烷烴體積或空氣體積，控制烷烴輸入組件或空氣輸入組件所在管道的調節閥使需要的烷烴氣體或空氣體積進入混合器，從而控制天然氣的熱值穩定在一特定值，保障熱工設備的正常運行。
【專利說明】天然氣熱值的穩定系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於天然氣供給輸送領域，特別是涉及一種天然氣熱值的穩定系統。
【背景技術】
[0002]由於能源需求的日益增長和環保意識的不斷增強，天然氣作為一種優質高效的清潔能源，其二氧化碳和氮氧化物的排放僅為煤炭的一半和五分之一左右，二氧化硫的排放幾乎為零。
[0003]然而，天然氣是一種多組分的混合氣態化石燃料，產地不同造成其熱值差別巨大，對於用氣企業的熱工設備穩定運行形成了威脅。
實用新型內容
[0004]基於此，有必要提供一種天然氣熱值的穩定系統，能夠穩定天然氣的熱值，保障熱工設備的正常運行。
[0005]一種天然氣熱值的穩定系統,包括天然氣輸入組件、空氣輸入組件、烷烴輸入組件、混合器、熱值檢測裝置及控制裝置；
[0006]所述天然氣輸入組件、空氣輸入組件、烷烴輸入組件均通過管道與所述混合器連接，連接所述天然氣輸入組件與所述混合器的管道上設有第一流量計，連接所述空氣輸入組件和所述混合器的管道上設有第二流量計和第一調節閥，連接所述烷烴輸入組件與所述混合器的管道上設有第三流量計和第二調節閥，所述熱值檢測裝置設置於所述混合器的輸出管道上，所述熱值檢測裝置可檢測所述混合器的輸出管道中的混合氣體的熱值，所述控制裝置分別與所述熱值檢測裝置、第一流量、第二流量計、第三流量計、第一調節閥及第二調節閥計電信號連接，且所述控制裝置可根據所述熱值檢測裝置檢測的熱值和所述第一流量計的流量值以控制所述第一調節閥和第二調節閥中的至少一個開啟。
[0007]在其中的一個實施例中，連接所述空氣輸入組件和所述混合器的管道上還設有第一切斷閥，連接所述烷烴輸入組件和所述混合器的管道上還設有第二切斷閥，所述第一切斷閥和第二切斷閥均與所述控制裝置電信號連接。
[0008]在其中的一個實施例中，所述混合器的輸出管道上設有氧含量計，所述氧含量計與所述控制裝置電信號連接，所述氧含量計可檢測所述混合器的輸出管道中的氣體的氧含量值，並控制所述第一切斷閥和第二切斷閥中的至少一個開啟。
[0009]在其中的一個實施例中，所述混合器的輸出管道上還設有一安全閥。
[0010]在其中的一個實施例中，連接所述天然氣輸入組件和所述混合器的管道上還設有第一調壓閥，連接所述空氣輸入組件和所述混合器的管道上還設有第二調壓閥，連接所述烷烴輸入組件和所述混合器的管道上還設有第三調壓閥，所述第一調壓閥、第二調壓閥和第三調壓閥均與所述控制裝置電信號連接。
[0011]在其中的一個實施例中，連接所述空氣輸入組件和所述混合器的管道上還設有第一止回閥，連接所述烷烴輸入組件和所述混合器的管道上還設有第二止回閥。
[0012]在其中的一個實施例中，所述第一流量計、第二流量計和第三流量計均為渦輪流量計。
[0013]在其中的一個實施例中，所述控制裝置為可編程邏輯控制裝置。
[0014]在其中的一個實施例中，所述混合器為靜態混合器。
[0015]上述天然氣熱值的穩定系統包括天然氣輸入組件、空氣輸入組件、烷烴輸入組件、混合器、熱值檢測裝置和控制裝置，天然氣輸入組件、空氣輸入組件、烷烴輸入組件均通過管道與混合器連通，熱值檢測裝置設置在混合器的輸出管道上，並與控制裝置電信號連接。天然氣輸入組件、空氣輸入組件和烷烴輸入組件所在的管道均設有流量計及調節閥，控制裝置根據熱值檢測裝置檢測到的混合氣體熱值和天然氣輸入組件所在管道的第一流量計檢測到的天然氣流量，根據第二流量計或第三流量計計算出需要添加的烷烴體積或空氣體積，控制烷烴輸入組件或空氣輸入組件所在管道的調節閥使需要的烷烴氣體或空氣體積進入混合器，從而控制天然氣的熱值穩定在一特定值，保障熱工設備的正常運行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為一實施方式的天然氣熱值的穩定系統的結構示意圖；
[0017]附圖標記說明如下:
[0018]10天然氣熱值的穩定系統，
[0019]100天然氣輸入組件，110第一流量計，120第一調壓閥；
[0020]200空氣輸入組件，210第二流量計，220第一調節閥，230第二調壓閥，240第一切斷閥，250第一止回閥；
[0021]300烷烴輸入組件，310第三流量計，320第二調節閥，330第三調壓閥，340第二切斷閥，350第二止回閥；
[0022]400混合器，410氧含量計，420安全閥；
[0023]500熱值檢測裝置；
[0024]600控制裝置。
【具體實施方式】
[0025]為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0026]需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0027]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的【技術領域】的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0028]請參閱圖1，一實施方式的天然氣熱值的穩定系統10，包括天然氣輸入組件100、空氣輸入組件200、烷烴輸入組件300、混合器400、熱值檢測裝置500及控制裝置600。
[0029]天然氣輸入組件100用於輸送天然氣。
[0030]空氣輸入組件200用於輸送空氣。
[0031]烷烴輸入組件300用於輸送烷烴。其中，烷烴可以為丙烷。
[0032]混合器400可以為靜態混合器。天然氣輸入組件100、空氣輸入組件200、烷烴輸入組件300均通過管道與混合器400連通。
[0033]其中，連接天然氣輸入組件100與混合器400的管道上設有第一流量計110，連接空氣輸入組件200和混合器400的管道上設有第二流量計210和第一調節閥220，連接烷烴輸入組件300與混合器400的管道上設有第三流量計310和第二調節閥320。
[0034]熱值檢測裝置500設置於混合器400的輸出管道上，並與控制裝置600電信號連接，熱值檢測裝置500檢測混合器400的輸出管道中的混合氣體的熱值。
[0035]控制裝置600可以為可編程邏輯控制裝置。可以理解，在其它實施例中，控制裝置600也可以為51單片機、AVR單片機或嵌入式處理器。
[0036]控制裝置600分別與熱值檢測裝置500、第一流量計110、第二流量計210、第三流量計310、第一調節閥220及第二調節閥320電信號連接，且控制裝置600可根據熱值檢測裝置500檢測的熱值和第一流量計110的天然氣流量值以控制第一調節閥220和第二調節閥320中的至少一個開啟。
[0037]本實施例中，第一流量計110、第二流量計210和第三流量計310均採用渦輪流量計。第一流量計110計算天然氣輸入組件100中的氣體流量，第二流量計210計算空氣輸入組件200中的氣體流量，第三流量計310計算烷烴輸入組件300中的氣體流量。渦輪流量計採用雙排液晶現場顯示，具有機構緊湊、讀數直觀清晰、可靠性高、不受外界電源幹擾、抗雷擊、成本低等優點。
[0038]第一調節閥220和第二調節閥320的作用為:根據第二流量計210和第三流量計310測得的數據，控制裝置600控制第一調節閥220和第二調節閥320改變空氣輸入組件200和烷烴輸入組件300中的氣體流量。
[0039]當熱值檢測裝置500檢測到的混合氣體熱值低於設定的熱值時，控制裝置600根據天然氣輸入組件100中的第一流量計110所檢測到的天然氣流量值和熱值檢測裝置500檢測到的混合氣體熱值，控制烷烴輸入組件300所在管道上的第二調節閥320的開啟。
[0040]當熱值檢測裝置500檢測到的混合氣體熱值高於設定的熱值時，控制裝置600根據天然氣輸入組件100中的第一流量計110所檢測到的天然氣流量值和熱值檢測裝置500檢測到的混合氣體熱值，控制空氣輸入組件200所在管道上的第一調節閥220的開啟。
[0041]連接所述天然氣輸入組件100和所述混合器400的管道上還設有第一調壓閥120。連接空氣輸入組件200和混合器400的管道上還設有第二調壓閥230。連接烷烴輸入組件300和混合器400的管道上還設有第三調壓閥330。第一調壓、第二調壓閥230和第三調壓閥330均與控制裝置600電信號連接。當管道內的壓力過大時，控制裝置600控制第一調壓閥120、第二調壓閥230和第三調壓閥330調節管道內的壓力，防止其壓力過大，導致管道表面脫離，洩漏氣體，危險性大。
[0042]進一步的，連接空氣輸入組件200和混合器400的管道上還設有第一切斷閥240，連接烷烴輸入組件300和混合器400的管道上還設有第二切斷閥340。第一切斷閥240和第二切斷閥340均與控制裝置600電信號連接。當系統出現故障時，可通過控制裝置600控制第一切斷閥240和第二切斷閥340緊急切斷。
[0043]進一步的，混合器400的輸出管道上還設有氧含量計410，氧含量計與控制裝置600電信號連接。氧含量計410可檢測混合器400輸出管道中的混合氣體中的氧含量值並將氧含量值信號傳送至控制裝置600，如果超出設定值一定比例(比如20% )時將發出聲光報警，並控制第一切斷閥240和第二切斷閥340的開啟。
[0044]進一步的，混合器的輸出管道上還設有一安全閥420。當管道內的混合氣體壓力升高超過一規定值時，安全閥420會自動打開，通過向系統外排放該混合氣體來防止管道內氣壓超過規定值，保護設備正常運行且保障了人身安全。
[0045]進一步的，連接空氣輸入組件200和混合器400的管道上還設有第一止回閥250，連接烷烴輸入組件300和混合器400的管道上還設有第二止回閥350。第一止回閥250和第二止回閥350的作用是保證管道中的介質定向流動而不會倒流，保障設備安全正常運行。
[0046]工作原理如下:
[0047]工作時，天然氣依次經過第一調壓閥120、第一流量計110、混合器400後，混合器400中的混合氣體進入熱值檢測裝置500。如果檢測到的混合氣體熱值低於設定的熱值，控制裝置600根據熱值檢測裝置500檢測到的混合氣體熱值和天然氣輸入組件100所在管道的第一流量計110檢測到的天然氣流量，計算出需要添加的烷烴體積，控制烷烴輸入組件300所在管道的第三調壓閥330使需要的烷烴氣體進入混合器400。混合均勻後的天然氣再次檢測，繼續調整或穩定在某一流量。如果檢測到的混合氣體熱值高於設定的熱值，控制裝置600根據熱值檢測裝置500檢測到的混合氣體熱值和天然氣輸入組件100所在管道的第一流量計110檢測到的天然氣流量，計算出需要添加的空氣體積，控制空氣輸入組件200所在管道的第一調節閥220使需要的空氣進入混合器400。混合均勻後的天然氣再次檢測，繼續調整或穩定在某一流量。
[0048]上述天然氣熱值的穩定系統10包括天然氣輸入組件100、空氣輸入組件200、烷烴輸入組件300、混合器400、熱值檢測裝置500和控制裝置600。天然氣輸入組件100、空氣輸入組件200、烷烴輸入組件300均通過管道與混合器400連通，熱值檢測裝置500設置在混合器400的輸出管道上，並與控制裝置600電信號連接。天然氣輸入組件100、空氣輸入組件200和烷烴輸入組件300均設有流量計及調節閥，控制裝置600分別連接各個流量計和各個調節閥。控制裝置600根據熱值檢測裝置500檢測到的混合氣體熱值和天然氣輸入組件100所在管道的第一流量計110檢測到的天然氣流量，計算出需要添加的烷烴體積或空氣體積，控制烷烴輸入組件300或空氣輸入組件200所在管道的調節閥使需要的烷烴氣體或空氣體積進入混合器400，混合均勻後的天然氣再次檢測，繼續調整或穩定在某一流量。通過上述步驟，將混合氣體的熱值穩定在一特定值，有效保障熱工設備的正常運行。
[0049]以上實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種天然氣熱值的穩定系統，其特徵在於，包括天然氣輸入組件、空氣輸入組件、烷烴輸入組件、混合器、熱值檢測裝置及控制裝置； 所述天然氣輸入組件、空氣輸入組件、烷烴輸入組件均通過管道與所述混合器連接，連接所述天然氣輸入組件與所述混合器的管道上設有第一流量計，連接所述空氣輸入組件和所述混合器的管道上設有第二流量計和第一調節閥，連接所述烷烴輸入組件與所述混合器的管道上設有第三流量計和第二調節閥，所述熱值檢測裝置設置於所述混合器的輸出管道上，所述熱值檢測裝置可檢測所述混合器的輸出管道中的混合氣體的熱值，所述控制裝置分別與所述熱值檢測裝置、第一流量、第二流量計、第三流量計、第一調節閥及第二調節閥計電信號連接，且所述控制裝置可根據所述熱值檢測裝置檢測的熱值和所述第一流量計的流量值以控制所述第一調節閥和第二調節閥中的至少一個開啟。
2.根據權利要求1所述的天然氣熱值的穩定系統，其特徵在於，連接所述空氣輸入組件和所述混合器的管道上還設有第一切斷閥，連接所述烷烴輸入組件和所述混合器的管道上還設有第二切斷閥，所述第一切斷閥和第二切斷閥均與所述控制裝置電信號連接。
3.根據權利要求2所述的天然氣熱值的穩定系統，其特徵在於，所述混合器的輸出管道上設有氧含量計，所述氧含量計與所述控制裝置電信號連接，所述氧含量計可檢測所述混合器的輸出管道中的氣體的氧含量值，並控制所述第一切斷閥和第二切斷閥中的至少一個開啟。
4.根據權利要求3所述的天然氣熱值的穩定系統，其特徵在於，所述混合器的輸出管道上還設有一安全閥。
5.根據權利要求1所述的天然氣熱值的穩定系統，其特徵在於，連接所述天然氣輸入組件和所述混合器的管道上還設有第一調壓閥，連接所述空氣輸入組件和所述混合器的管道上還設有第二調壓閥，連接所述烷烴輸入組件和所述混合器的管道上還設有第三調壓閥，所述第一調壓閥、第二調壓閥和第三調壓閥均與所述控制裝置電信號連接。
6.根據權利要求1所述的天然氣熱值的穩定系統，其特徵在於，連接所述空氣輸入組件和所述混合器的管道上還設有第一止回閥，連接所述烷烴輸入組件和所述混合器的管道上還設有第二止回閥。
7.根據權利要求1所述的天然氣熱值的穩定系統，其特徵在於，所述第一流量計、第二流量計和第三流量計均為渦輪流量計。
8.根據權利要求1所述的天然氣熱值的穩定系統，其特徵在於，所述控制裝置為可編程邏輯控制裝置。
9.根據權利要求1所述的天然氣熱值的穩定系統，其特徵在於，所述混合器為靜態混合器。
【文檔編號】F17D3/01GK203963504SQ201420360367
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】丁立基, 胡恩鋒 申請人:廣東九豐燃氣科技股份有限公司