[發明專利]一種油氣液化回收用換熱器性能試驗臺及其試驗方法

有效

• 申請號: 202110812487.3
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113607448B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 蔣慶峰;潘崇耀;谷家揚;蔣志勇;李文娟;宋肖;郭霆
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

1.一種油氣液化回收用換熱器性能試驗臺的試驗方法，所述試驗臺包括油氣液化回收系統、復疊式制冷系統和液氮供冷系統，所述的油氣液化回收系統，包括油氣前級處理系統、低溫換熱器測試系統；所述的油氣前級處理系統由原料氣罐(1)出口采用管道依次連接第一氣動調節閥(2)，活性炭吸附罐(3)，一級換熱器(4)油氣側進口A-1，并由一級換熱器(4)油氣側出口A-2采用管道依次連接第一氣液分離器(5)，二級換熱器(6)油氣側進口D-1構成；所述的第一氣液分離器(5)下端出口連接儲液罐(12)；所述的低溫換熱器測試系統由二級換熱器(6)油氣側出口D-2采用管道依次連接第二氣液分離器(7)，電加熱器(9)，試驗換熱器(11)，第一復溫器(13)，第二氣動調節閥(14)構成；第二氣液分離器(7)下端出口與儲液罐(12)相連，第二氣液分離器(7)和電加熱器(9)之間連接有一分支管路，管路上設置有針閥(8)，在電加熱器(9)前段管路和第一復溫器(13)前段管路上并聯連接有旁通管，旁通管上設置旁通閥(10)；

所述的復疊式制冷系統包括一級制冷循環、二級制冷循環、三級制冷循環，所述的一級制冷循環由一級壓縮機(15)出口通過管道依次連接風冷冷凝器(16)，一級熱力膨脹閥(17)，蒸發-冷凝器(18)一級制冷劑進口H-1，并由蒸發-冷凝器(18)一級制冷劑出口H-2通過管道連接一級壓縮機(15)進口構成閉合環路；所述的二級制冷循環由二級壓縮機(19)出口通過管道連接蒸發-冷凝器(18)二級制冷劑入口I-1，并由蒸發-冷凝器(18)二級制冷劑出口I-2通過管道依次連接二級熱力膨脹閥(20)，一級換熱器(4)二級制冷劑側進口B-1，再由一級換熱器(4)二級制冷劑側出口B-2通過管道和二級壓縮機(19)進口連接構成閉合環路；所述三級制冷循環由三級壓縮機(21)出口通過管道和一級換熱器(4)三級制冷劑側進口C-1連接，并由一級換熱器(4)三級制冷劑側出口C-2通過管道依次連接三級熱力膨脹閥(22)，二級換熱器(6)三級制冷劑側進口E-1，再由二級換熱器(6)三級制冷劑側出口E-2通過管道和三級壓縮機(21)進口連接構成閉合環路；

所述的液氮供冷系統由液氮儲罐(23)出口通過管道依次連接第三氣動調節閥(24)，試驗換熱器(11)液氮側進口G-1，并由試驗換熱器(11)液氮側出口G-2通過管道與第二復溫器(25)連接；

其特征是：所述的試驗方法是利用活性炭吸附原料油氣的水分雜質，再經過復疊式制冷系統對原料油氣降溫液化提純，從而提供試驗換熱器所需的物料組成，通過前級處理的油氣與液氮供給的冷量進行換熱，使用氣相色譜儀及溫度、壓力、流量傳感器采集的數據，從而獲得待測換熱器的熱工水力性能，具體包括如下步驟：

步驟一、首先啟動一級壓縮機(15)，二級壓縮機(19)，三級壓縮機(21)，此時通過一級熱力膨脹閥(17)，二級熱力膨脹閥(20)，三級熱力膨脹閥(22)節流減壓得到低溫低壓的一級制冷循環制冷劑，二級制冷循環制冷劑，三級制冷循環制冷劑；

步驟二、打開第三氣動調節閥(24)，液氮儲罐(23)內的液氮通過自增壓系統泵出，通過試驗換熱器(11)實現換熱，隨后處于氣液混合物狀態的氮氣在第二復溫器(25)加熱到常溫后排空；

步驟三、打開第一氣動調節閥(2)和第二氣動調節閥(14)，原料氣罐(1)內油氣通過自增壓系統向輸氣管道輸送油氣，此時油氣首先通過活性炭吸附罐(3)進行除水，接著干燥的油氣經過一級換熱器(4)冷卻至-75℃，油氣中高沸點的重烴組分通過第一氣液分離器(5)分離，剩余未被冷凝的低沸點油氣經過二級換熱器(6)冷卻至-103.9℃，經過第二氣液分離器(7)將冷凝下來的油氣中碳2以上的重烴組分分離，剩余未被分離的油氣經過電加熱器(9)加熱到所需試驗工況的條件，進入試驗換熱器(11)進行換熱，冷凝下來的油氣與從旁通管路上的油氣一起通過第一復溫器(13)加熱到常溫后排空。