天然氣加氣子站的內(nèi)冷式液力增壓機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣加氣設(shè)備，特別涉及一種天然氣加氣子站的內(nèi)冷式液力增壓機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣加氣設(shè)備的壓縮機(jī)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了多種不同工作原理和結(jié)構(gòu)的機(jī)型。氣體壓縮是一個(gè)放熱過程，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使氣體溫度升高，而且壓縮比越大溫升越高。這個(gè)溫升不但會(huì)對(duì)一些密封件的壽命造成影響，同時(shí)會(huì)降低進(jìn)氣量而使排氣量減少。
[0003]—般情況下天然氣壓縮機(jī)的總壓縮比高達(dá)8以上，所以壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)多采用分級(jí)壓縮。每一級(jí)壓縮后都必須經(jīng)過冷卻系統(tǒng)，將壓縮氣體的溫度降到40?45°C，再進(jìn)入下一級(jí)壓縮。因此，不同工作原理和不同結(jié)構(gòu)的天然氣壓縮機(jī)，它們的冷卻降溫系統(tǒng)各不相同，大致可分為三種類型:機(jī)械活塞式天然氣壓縮機(jī)、液壓活塞式天然氣壓縮機(jī)、液壓瓶推式天然氣壓縮裝置，它們的冷卻降溫技術(shù)如下:
1.曲柄連桿活塞式壓縮機(jī)
曲柄連桿活塞式壓縮機(jī)是一種技術(shù)比較成熟的傳統(tǒng)產(chǎn)品，使用較廣，但它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造要求較高，其工作原理是由曲軸驅(qū)動(dòng)連桿活塞在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)來壓縮氣體。為了合理利用動(dòng)能和及時(shí)帶走熱量，其往往采用分級(jí)壓縮，級(jí)間冷卻結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)是，在每級(jí)壓縮缸的缸壁設(shè)置環(huán)繞圓周的水套空間，用循環(huán)水帶走氣體壓縮產(chǎn)生的熱量，其冷卻過程是氣體壓縮產(chǎn)生的熱量經(jīng)由壓縮缸壁傳導(dǎo)于外面水套內(nèi)的循環(huán)水中，由水帶走氣體的熱量。但是，由于活塞連桿機(jī)構(gòu)的快速強(qiáng)慣性往復(fù)摩擦運(yùn)動(dòng)也產(chǎn)生大量熱量，兩種熱量匯集成的高熱，致使水套方式的散熱速度已經(jīng)跟不上氣體壓縮和活塞連桿往復(fù)摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生高熱的速度，水套的降溫效果仍不理想。為了抑制機(jī)器工作過程中的快速上升的溫度，還需配置大功率的風(fēng)冷機(jī)來實(shí)施風(fēng)冷，從而導(dǎo)致整個(gè)壓縮機(jī)的機(jī)械效率不高，電能消耗較大。
[0004]2.液壓活塞式天然氣壓縮機(jī)
液壓活塞式天然氣壓縮機(jī)是一種利用液壓系統(tǒng)推動(dòng)壓縮缸內(nèi)的活塞進(jìn)行氣體壓縮的設(shè)備。它用高壓油直接驅(qū)動(dòng)活塞壓縮氣體，在壓縮過程中氣體排放的大量熱量，其中一部分由壓縮缸缸壁傳導(dǎo)散開到大氣中，一部分熱量由金屬活塞傳導(dǎo)給液壓油，由液壓油流回油箱時(shí)帶走，但主要的熱量仍需從缸內(nèi)出來的高溫氣體帶出，因此需在氣體流經(jīng)的管路上設(shè)置分級(jí)水冷器進(jìn)行冷卻，從而導(dǎo)致輸氣管路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修維護(hù)極不方便。
[0005]3.液壓瓶推式天然氣壓縮裝置
現(xiàn)在也有天然氣加氣子站采用液壓瓶推式天然氣壓縮裝置，液壓瓶推式天然氣壓縮裝置是通過天然氣運(yùn)輸槽車設(shè)置高壓管與液壓瓶推式天然氣壓縮裝置連接，利用液壓瓶推式天然氣壓縮裝置的高壓油栗向天然氣運(yùn)輸槽車的儲(chǔ)氣瓶內(nèi)輸送液壓油作為工作介質(zhì)，通過高壓油栗直接將高壓油低速緩慢地注入天然氣運(yùn)輸槽車的儲(chǔ)氣瓶內(nèi)，用注入的高壓油擠壓儲(chǔ)氣瓶內(nèi)的天然氣，使天然氣壓縮達(dá)到高壓。氣體在壓縮過程中產(chǎn)生的熱量，一部分依靠儲(chǔ)氣鋼瓶瓶體傳導(dǎo)散發(fā)到大氣中，另一部分則傳導(dǎo)給擠壓天然氣的液壓油，在天然氣被擠壓出儲(chǔ)氣瓶后，由回流油箱的液壓油將熱量帶走。但這種結(jié)構(gòu)因天然氣處于壓縮狀態(tài)時(shí)，液壓油是處于注入狀態(tài)，天然氣壓縮過程產(chǎn)生的熱量，除傳導(dǎo)給儲(chǔ)氣鋼瓶瓶體的一部分熱量被瓶體傳導(dǎo)散發(fā)外，傳導(dǎo)給液壓油的一部分熱量，在液壓油沒有回流油箱前，仍聚集在儲(chǔ)氣鋼瓶內(nèi)，致使散熱緩慢，時(shí)間較長，工作過程的危險(xiǎn)性增大。而且，由于采用液壓瓶推式天然氣壓縮裝置對(duì)天然氣運(yùn)輸槽車的儲(chǔ)氣瓶注入液壓油進(jìn)行天然氣壓縮時(shí)，運(yùn)輸槽車上的儲(chǔ)氣瓶必須處于豎立或傾斜姿態(tài)，這樣才能保證在注油加壓時(shí)天然氣在上，液壓油在下的狀態(tài)，使天然氣能夠被擠壓出儲(chǔ)氣瓶，因此，對(duì)天然氣運(yùn)輸槽車的半拖掛承載底盤必須進(jìn)行改裝，要在承載底盤增加設(shè)置一套液壓抬升的仰臥起重支架，才能使儲(chǔ)氣瓶豎立或傾斜，這樣由導(dǎo)致天然氣運(yùn)輸槽車制作成本加大。
[0006]并且，現(xiàn)有的各種天然氣壓縮裝置的液壓系統(tǒng)都沒有液壓油自動(dòng)補(bǔ)充功能，當(dāng)液壓油在工作過程中因泄漏而產(chǎn)生油量不足現(xiàn)象，不能實(shí)現(xiàn)在線及時(shí)自動(dòng)補(bǔ)充，需停機(jī)進(jìn)行液壓油補(bǔ)充，導(dǎo)致加氣站工作中斷，影響正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種天然氣加氣子站的內(nèi)冷式液力增壓機(jī)。它通過兩個(gè)內(nèi)冷式液力增壓容器、液壓換向裝置、高壓油栗之間形成的閉環(huán)管路結(jié)構(gòu)，以及液壓油自動(dòng)補(bǔ)充系統(tǒng)，采用一級(jí)壓縮的方式，由兩內(nèi)冷式液力增壓容器交替進(jìn)行連續(xù)壓縮氣體的工作，能夠?qū)嚎s比高達(dá)8以上所產(chǎn)生的氣體壓縮熱實(shí)現(xiàn)直接冷卻降溫，提高壓縮天然氣和液壓油的降溫效率;并且還能在線實(shí)現(xiàn)對(duì)閉環(huán)管路的油泄漏進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)充，解決了現(xiàn)有技術(shù)需停機(jī)補(bǔ)油的難題，使工作效率得到極大提高。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種天然氣加氣子站的內(nèi)冷式液力增壓機(jī)，包括用于連接天然氣運(yùn)輸槽車的供氣管路、用于天然氣壓縮的第一液力增壓容器、第二液力增壓容器、增壓輸氣管路，所述增壓輸氣管路的下游端與加氣計(jì)量機(jī)的壓縮天然氣輸氣總管連接，兩個(gè)液力增壓容器豎立設(shè)置，各液力增壓容器的上端設(shè)有天然氣管路接口，下端設(shè)有液壓油管路接口，各液力增壓容器內(nèi)腔上部均設(shè)有用于換向控制的液位傳感器，各液力增壓容器的腔內(nèi)均設(shè)有供循環(huán)冷卻介質(zhì)通過的熱交換器，所述供氣管路和增壓輸氣管路通過氣流自動(dòng)切換裝置與兩個(gè)液力增壓容器的天然氣管路接口連接;設(shè)置一液壓換向裝置，第一液力增壓容器的液壓油管路接口通過第一輸壓管路與該液壓換向裝置的第一工作口連接，第二液力增壓容器的液壓油管路接口通過第二輸壓管路與該液壓換向裝置的第二工作口連接，液壓換向裝置的壓力口與高壓油栗的出口連通，液壓換向裝置的回油口與高壓油栗的進(jìn)口連通，使兩個(gè)液力增壓容器、液壓換向裝置、高壓油栗之間形成閉環(huán)管路結(jié)構(gòu)；設(shè)置一液壓油自動(dòng)補(bǔ)充系統(tǒng)，用于對(duì)閉環(huán)管路油泄漏進(jìn)行補(bǔ)充，該液壓油自動(dòng)補(bǔ)充系統(tǒng)包括補(bǔ)油栗、補(bǔ)油箱、液位檢測(cè)器、單向閥，所述補(bǔ)油栗的進(jìn)口端連接補(bǔ)油箱，補(bǔ)油栗的出口端通過并聯(lián)的兩補(bǔ)油分管分別與第一輸壓管路、第二輸壓管路連接，兩補(bǔ)油分管上分別設(shè)置單向閥，所述液位檢測(cè)器設(shè)于補(bǔ)油箱中，所述液位檢測(cè)器、補(bǔ)油栗、液力增壓容器的液位傳感器、高壓油栗、液壓換向裝置均與控制器電連接。
所述第一輸壓管路設(shè)有第一儲(chǔ)油容器，第一儲(chǔ)油容器的上端口與第一液力增壓容器的液壓油管路接口連通，第一儲(chǔ)油容器的下端口與液壓換向裝置的第一工作口連通，且通過第一補(bǔ)油分管連接液壓油自動(dòng)補(bǔ)充系統(tǒng)，所述第二輸壓管路設(shè)有第二儲(chǔ)油容器，第二儲(chǔ)油容器的上端口與第二液力增壓容器的液壓油管路接口連通，第二儲(chǔ)油容器的下端口與液壓換向裝置的第二工作口連通，且通過第二補(bǔ)油分管連接液壓油自動(dòng)補(bǔ)充系統(tǒng)。
[0009]所述第一儲(chǔ)油容器、第二儲(chǔ)油容器的腔內(nèi)均設(shè)有供循環(huán)冷卻介質(zhì)通過的熱交換器。
[0010]所述高壓油栗采用由至少兩個(gè)高壓油栗并聯(lián)組成的高壓油栗組，各高壓油栗的進(jìn)口并聯(lián)于與液壓換向裝置的回油口相連的回油管，各高壓油栗的出口并聯(lián)于液壓換向裝置的壓力口。
[0011]所述液壓換向裝置的壓力口與高壓油栗出口之間的管路設(shè)有消聲器、單向閥，液壓換向裝置的壓力口與消聲器的下游端連接，消聲器的上游端經(jīng)單向閥與高壓油栗的出口連接。
[0012]所述液壓換向裝置的壓力口與高壓油栗出口之間的管路設(shè)有卸荷壓力傳感器，且通過一卸荷歧路與高壓油栗的進(jìn)口連接的回油管相連，該卸荷歧路上設(shè)有溢流閥。
[0013]所述高壓油栗采用柱塞式高壓油栗。
[0014]補(bǔ)油栗出口與兩補(bǔ)油分管相連的管路上設(shè)有壓力表和補(bǔ)油控制閥組，所述補(bǔ)油控制閥組包括先導(dǎo)式溢流閥和二位二通閥，所述先導(dǎo)式溢流閥的進(jìn)口與管路連接，先導(dǎo)式溢流閥的出口接補(bǔ)油箱，先導(dǎo)式溢流閥的遠(yuǎn)程控制口通過二位二通閥接補(bǔ)油箱。
[0015]所述增壓輸氣管路上設(shè)置一穩(wěn)壓容器，該穩(wěn)壓容器的上部設(shè)置一油氣分離裝置伸入穩(wěn)壓容器腔內(nèi)，所述油氣分離裝置上設(shè)置穩(wěn)壓容器的進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口通過上游的增壓輸氣管路與氣流自動(dòng)切換裝置的出口連接，所述出氣口連接下游的增壓輸氣管路，所述穩(wěn)壓容器的下端設(shè)置排液口，該排液口通過切斷閥接補(bǔ)油箱，一液位傳感器設(shè)置在穩(wěn)壓容器內(nèi)腔下部，該液位傳感器與控制器電連接，且與兩液力增壓容器內(nèi)腔上部設(shè)置的用于換向控制的液位傳感器形成保險(xiǎn)發(fā)訊系統(tǒng)。
[0016]所述用于連接天然氣運(yùn)輸槽車的供氣管路上設(shè)有供氣壓力傳感器、單向閥、氣過濾器，氣過濾器與氣流自動(dòng)切換裝置之間設(shè)置一直通旁路邁過氣流自動(dòng)切換裝置與增壓輸氣管路交匯連接壓縮天然氣輸氣總管的上游端，所述增壓輸氣管路上設(shè)有增壓壓力傳感器、氣除油器，所述壓縮天然氣輸氣總管的下游端設(shè)置多個(gè)用于與加氣子站輸氣管路連接的接口。
[0017]采用上述方案，在兩個(gè)液力增壓容器的腔內(nèi)均設(shè)有供循環(huán)冷卻介質(zhì)通過的熱交換器，使進(jìn)入液力增壓容器腔內(nèi)的天然氣和液壓油能夠直接充分與熱交換器接觸，將壓縮比高達(dá)8以上的壓縮過程中產(chǎn)生的熱量，直接傳導(dǎo)給熱交換器，由熱交換器內(nèi)的循環(huán)冷卻介質(zhì)快速帶走，與容器外和管道環(huán)節(jié)降溫相比較，極大地提高了降溫效率，能避免因壓縮發(fā)熱導(dǎo)致的安全事故發(fā)生。
[0018]通過在兩個(gè)液力增壓容器的液壓油管路接口和高壓油栗的出口之間設(shè)置一液壓換向裝置，讓第一液力增壓容器的液壓油管路接口通過第一輸壓管路與該液壓換向裝置的第一工作口連接，第二液力增壓容器的液壓油管