一種適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組制造技術

本發明專利技術公開一種適用于高溫環境的多功能天然氣長輸管道真空干燥機組，包括前級液環真空泵、與前級真空泵通過管道連接的中間氣冷羅茨真空泵、與中間氣冷羅茨真空泵通過管道連接的主羅茨真空泵、控制主羅茨真空泵變頻啟動的變頻器、撬裝底座、自動控制電控柜及各泵體間連接管道，主羅茨真空泵配置變頻器，通過變頻器對電機頻率的調節實現機組的變抽速，通過氣冷羅茨真空泵的提前啟動實現機組的高溫環境作業。本發明專利技術通過提供一種適用于高溫環境的多功能天然氣長輸管道真空干燥機組，將天然氣管道內壓力抽至水的飽和蒸汽壓，管道內水沸騰蒸發成氣體被機組抽出，達到干燥天然氣管道的目的，干燥可靠性高、不留死角、效果好、環保性能好，適應性強。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于機械領域，涉及一種管道真空干燥，尤其是高溫環境下的長輸管道真空干燥。
技術介紹
長輸管道作為天然氣運輸的重要載體，投產前必須進行水壓試驗，而后進行管道干燥，否則殘留水造成加速管道腐蝕、管道冰堵、形成天然氣水合物堵塞管道和閥門等危害。目前國內天然氣管道干燥方法以干燥劑法和干空氣干燥法為主，已有的真空干燥方法和裝置亦不太成熟，無法滿足復雜環境下的抽氣需要。如圖I所示，天然氣管道I內放置多個清管器2，兩個清管器2之間夾帶一定體積的干燥劑(吸收性很強的醇類物質)3，兩段干燥劑3之間以及干燥劑3與高壓天然氣4之間用氮氣5隔開，在高壓天然氣4的推動下，清管器2夾著干燥劑3和氮氣5沿著天然氣管道I前進，干燥劑3吸收管道內液態水，形成一定的干燥劑濃度梯度，天然氣管道I內壁最終附著一層干燥劑薄膜，干燥劑薄膜內濃度大于一定值即可保證天然氣管道I中不會形成水合物，達到干燥的目的，此為干燥劑干燥法。國內最為常用的天然氣管道干燥方法是干空氣干燥法，如圖2所示，空壓機6將空氣壓縮成為高壓空氣，經干燥機7干燥成為高壓干空氣，高壓干空氣引入已裝好多個泡沫清管器8的天然氣管道，多個泡沫清管器組成清管列車，控制閥室9實時檢測壓力表10讀數，當高壓干空氣壓力達到一定值時，控制閥室9發出發射清管列車指令，通過清管列車中泡沫清管器8的機械效應和吸收作用，逐漸減少天然氣管道內殘留水，清管列車按上述方式多次發射后，降低空壓機6壓比，從干燥機7中引入天然氣管道的低壓干空氣對管道進行低壓吹掃，進一步干燥天然氣管道，最終達到較好的天然氣管道干燥效果。如圖3所示，兩端封堵的管道13的一端通入管道13內的密閉抽氣管14，由真空泵組15對管道13進行抽氣，當管道13內壓力達到管道平均溫度下水的飽和蒸汽壓時，從管道13另一端由通入管道13內的密閉管注入適量的由氣源11經干空氣發生器12產生的干空氣，并繼續抽真空知道管道13抽氣端壓力達到要求露點時為止，此為目前為止國內管道干燥行業所用到的真空干燥。 上述干燥劑干燥法的缺點是如圖I所示，清管器2要求有很好的密封性和耐磨性，否則干燥劑3的消耗量較大且干燥效果差。此外，干燥劑3為醇類物質，部分干燥用醇類(如甲醇)，有劇毒、易燃、易爆、污染嚴重，現場操作難度大、風險高。最后干燥劑3與管道I內壁環氧涂層長期接觸，可使涂層變軟或降解，造成管道I破壞。上述干空氣干燥法的缺點是如圖2所示，對于大口徑天然氣管道，干燥所需要的氣量大，需要多臺空壓機6并聯使用，設備費用高，占地面積大，燃油消耗量巨大，此外國內干空氣干燥天然氣管道多聘請國外施工隊伍，國內施工隊伍施工經驗嚴重不足。上述不成熟真空干燥法的缺點是如圖3所示，在野外作業高溫環境下真空泵組 15難以順利開啟，此外，干空氣通入管道13內，相當于進行了干空氣干燥，并非完全的真空干燥方式，具有干空氣干燥的缺點，并且通入干空氣干燥后，必須用氮氣置換，否則無法投產使用。由此，施工變得更為復雜，施工成本亦會提高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種抽氣速率可變，適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組。 本專利技術為達到上述目的而采用的技術方案是提出一種抽氣速率可變，適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組，包括前級液環真空泵、中間氣冷羅茨真空泵、 主羅茨真空泵、變頻器、撬裝底座、自動控制電控柜以及各泵體之間連接管道，其中主羅茨真空泵與變頻器連接，變頻器將主羅茨真空泵電機頻率調到額定頻率，機組最大抽氣速率為主羅茨真空泵額定抽氣速率，適用于管徑大于500_的管道干燥；變頻器將主羅茨真空泵頻率調到額定頻率的一半，機組最大抽氣速率為主羅茨真空泵額定抽速的一半，適用于管徑小于500mm的管道干燥。在上述適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組，中間氣冷羅茨真空泵在較低真空度下即可正常開啟，解決了在高于40°C高溫環境下水的飽和蒸汽壓很高， 前級液環真空泵無法將管道壓力抽至普通中間真空泵啟動壓力，導致普通中間真空泵無法開啟的問題，氣冷羅茨真空泵的提前啟動亦可大大減少前級液環真空泵預抽真空時間。在上述適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組，前級液環真空泵和中間氣冷羅茨真空泵之間裝有止回閥和防液體倒灌充氣閥，防止液環泵內液體倒灌進入氣冷羅茨真空泵。與現有的天然氣管道干燥方式相比，本專利技術通過提供一種抽氣速率可變，適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組，將天然氣管道內壓力抽至水的飽和蒸汽壓，使管道內液態水沸騰蒸發成為水蒸氣被機組抽出，達到真空法干燥天然氣管道的目的， 并且機組抽氣速率可變，大抽速適用于大管徑的管道，小抽速適用于小管徑的管道，干燥可靠性高、不留死角、效果好并且環保性能好，適應性強。附圖說明圖I是目前使用的干燥劑干燥法裝置示意圖。圖2是目前使用的干空氣干燥法裝置示意圖。圖3是目前使用的真空干燥法裝置示意圖。 圖4是本專利技術一實施例的適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組裝置示意圖。圖5是本專利技術一實施例的適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組自動控制電控柜面板示意圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步詳細描述一種適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組，包括前級液環真空泵、與前級真空泵通過管道連接的中間氣冷羅茨真空泵、與中間氣冷羅茨真空泵通過管道連接的主羅茨真空泵、控制主羅茨真空泵變頻啟動的變頻器、撬裝底座、自動控制電控柜；所述前級液環真空泵、中間氣冷羅茨真空泵、主羅茨真空泵、變頻器、自動控制電控柜，集成于所述撬裝底座上；所述機組與待干燥天然氣管道通過進氣管道連接，所述自動控制電控柜控制所述前級液環真空泵開啟；所述自動控制電控柜控制所述中間氣冷羅茨真空泵開啟，將天然氣管道內氣壓抽到一定真空度，最后，所述自動控制電控柜控制所述主羅茨真空泵在變頻器作用下變頻啟動，將天然氣管道內氣壓抽到液態水飽和蒸汽壓，液態水蒸發，以氣體形式被所述機組抽出管道并排出，達到真空干燥法干燥天然氣管道的目的。所述氣冷羅茨真空泵在較低真空度下提前啟動。所述主羅茨真空泵連接變頻器變速啟動。所述自動控制要求方式可采用自動控制和手動控制實現。所述前級液環真空泵、中間氣冷羅茨真空泵、主羅茨真空泵、變頻器依次布置于所述撬裝底座上，泵體空間上多層次疊加。所述前級液環真空泵和中間氣冷羅茨真空泵之間安裝止回閥和防液體倒灌充氣閥。所述變頻器將主羅茨真空泵電機頻率調到額定頻率，機組最大抽氣速率為主羅茨真空泵額定抽氣速率,所述變頻器將主羅茨真空泵頻率調到額定頻率的一半,機組最大抽氣速率為主羅茨真空泵額定抽速的一半。圖4中，示出按照本專利技術一實施例的適用于高溫環境的變頻式天然氣長輸管道真空干燥機組示意圖。其中管道13通過總進氣管16與主羅茨真空泵17連接，主羅茨真空泵 17配用電機18連接變頻器19，主羅茨真空泵17排氣口與氣冷羅茨真空泵20進氣口采用管道連接，氣冷羅茨真空泵20排氣口與液環泵21進氣口采用管道連接，此外氣冷羅茨真空泵20排氣口與液環泵21進氣口之間安裝止回閥22和防液體倒灌充氣閥23，上述連接管道均裝有波紋管補償器24，液環泵21排氣口接排氣室25。冷卻水箱26內冷卻水由循環水泵 27經冷卻水管路泵送至主羅茨真空泵17、氣冷羅茨真空泵2本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李云，何凱，張早校，程光旭，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發明
國別省市：