余熱回收式膜分離制氮設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣開發(fā)設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種余熱回收式膜分離制氮設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]油田現(xiàn)有的膜分離制氮設(shè)備，采用膜前空氣加熱的方式有兩種，分別是電加熱和水浴加熱，根據(jù)加熱方式不同，設(shè)備主要有兩種情況，(I)電加熱:配備一臺柴油發(fā)電機(jī)，為電加熱器提供電源，通過電加熱器為膜前空氣進(jìn)行加熱；(2)水浴加熱:配備一套水浴加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)熱源來自柴油發(fā)動機(jī)缸套水的熱量，通過水浴加熱系統(tǒng)為膜前空氣進(jìn)行加熱；但是在實(shí)際使用過程中，存在以下問題:(I)采用電加熱的設(shè)備，需單獨(dú)配備一臺柴油發(fā)電機(jī)組，要求空間大，通常采用兩個撬組成一套設(shè)備。(2)水浴加熱的設(shè)備，在冬天加熱效果不理想，膜前空氣溫度只能達(dá)到38°C左右，不能滿足最佳的空氣分離條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種余熱回收式膜分離制氮設(shè)備，解決現(xiàn)有技術(shù)空氣加熱效果不好的缺陷。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:包括發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)消音器、空氣壓縮機(jī)、空氣處理裝置以及膜組，所述發(fā)動機(jī)的排煙管線連接發(fā)動機(jī)消聲器構(gòu)成排煙系統(tǒng)，所述空氣壓縮機(jī)通過空氣管線依次連接空氣處理裝置、膜組；其特征在于:所述排煙系統(tǒng)上還設(shè)有排煙換熱器，所述排煙管線連接排煙換熱器的熱流體通道;所述空氣管線連接排煙換熱器的冷流體通道。
[0005]上述方案進(jìn)一步優(yōu)選為:
[0006]優(yōu)選的，所述排煙換熱器內(nèi)置在所述發(fā)動機(jī)消音器中。
[0007]優(yōu)選的，所述膜分離制氮設(shè)備還包括與膜組出口連接的氮?dú)庠鰤簷C(jī)，所述發(fā)動機(jī)的輸出端連接分動箱，所述分動箱的輸出軸分別傳動連接空氣壓縮機(jī)和氮?dú)庠鰤簷C(jī)。
[0008]優(yōu)選的，所述氮?dú)庠鰤簷C(jī)通過萬向軸連接分動箱的輸出軸，且所述氮?dú)庠鰤簷C(jī)上安裝氣動離合器。
[0009]優(yōu)選的，所述空氣處理裝置出口端的空氣管線設(shè)有兩個分支且兩個分支的氣體流量能夠通過閥門控制，其中一個分支連接排煙換熱器的冷流體通道的進(jìn)口端，另一分支直接并接在排煙換熱器冷流體通道的出口端;所述膜組進(jìn)口端的空氣管線上安裝高低溫氣體混合器;進(jìn)一步優(yōu)選的，所述空氣管線通過第一氣動三通閥分為兩個分支，所述膜組與高低溫氣體混合器之間的空氣管線上設(shè)有溫度傳感器，所述溫度傳感器和第一氣動三通閥通過PLC控制器聯(lián)動控制。
[0010]優(yōu)選的，所述所述膜組進(jìn)口端的空氣管線設(shè)有兩個分支，其中一個分支直接連接膜組、另一分支連接排空管線;進(jìn)一步優(yōu)選的，所述膜組進(jìn)口端的空氣管線通過第二氣動三通閥分為兩個分支，且所述第一氣動三通閥和所述溫度傳感器也通過PLC控制器聯(lián)動控制。
[0011]優(yōu)選的，所述空氣壓縮機(jī)為螺桿空氣壓縮機(jī)，所述膜組為多組并聯(lián)的中空纖維膜組。
[0012]優(yōu)選的，所述膜分離制氮設(shè)備的整套裝備集成于單車或單撬內(nèi)。
[0013]本發(fā)明采用一臺大功率發(fā)動機(jī)輸入動力，通過分動箱的兩根輸出軸來分別驅(qū)動空氣壓縮機(jī)和氮?dú)庠鰤簷C(jī)(輸入端增設(shè)氣動離合器)，并將換熱裝置與發(fā)動機(jī)的排煙裝置進(jìn)行集成，通過發(fā)動機(jī)的廢氣高溫向膜前的壓縮空氣進(jìn)行換熱，從而達(dá)到膜分離的溫度要求。整套裝置布局緊湊，只需一個撬就可以滿足連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)要求，不僅解決了水浴加熱在冬季不能滿足膜分離條件的問題，而且充分利用了發(fā)動機(jī)的能效，減少了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的工藝流程示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型在撬座內(nèi)的結(jié)構(gòu)布置示意圖；
[0016]圖中:柴油發(fā)動機(jī)1、螺桿空氣壓縮機(jī)2、空氣處理裝置3、電動流量控制閥4、發(fā)動機(jī)消音器5、高低溫氣體混合器6、氣動三通閥7、中空纖維膜組8、排空管線9、中央控制室10、氮?dú)庠鰤簷C(jī)11、氣動離合器12、萬向軸13、分動箱14。
【具體實(shí)施方式】
[0017]結(jié)合附圖1-2，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述:
[0018]—種余熱回收式膜分離制氮設(shè)備，包括柴油發(fā)動機(jī)1、發(fā)動機(jī)消音器5、螺桿空氣壓縮機(jī)2、空氣處理裝置3、膜組中空纖維膜組8、中央控制室10、氮?dú)庠鰤簷C(jī)11以及分動箱14;柴油發(fā)動機(jī)I的排煙管線連接發(fā)動機(jī)消聲器5構(gòu)成排煙系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)消音器5中內(nèi)置有排煙換熱器，；螺桿空氣壓縮機(jī)2通過空氣管線依次連接空氣處理裝置3、中空纖維膜組8以及氮?dú)庠鰤簷C(jī)11;排煙管線連接排煙換熱器的熱流體通道;空氣管線連接排煙換熱器的冷流體通道。
[0019]空氣管線具體設(shè)計(jì)為:空氣處理裝置3出口空氣管線通過三通分為兩個分支;其中一個分支通過電動流量控制閥4連接排煙換熱器的冷流體通道，另一分支直接并接在排煙換熱器冷流體通道的出口端；中空纖維膜組8進(jìn)口端的空氣管線上安裝高低溫氣體混合器6。高低溫氣體混合器6出口的空氣管線通過氣動三通閥7分為兩個分支，其中一個分支直接連接中空纖維膜組8、另一分支連接排空管線9;中空纖維膜組8與高低溫氣體混合器6之間的空氣管線上設(shè)有溫度傳感器，氣動三通閥7、電動流量控制閥4以及溫度傳感器分別通過信號線與PLC控制器連接，并由其聯(lián)動控制閥門開度或者啟閉。
[0020]傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)為:柴油發(fā)動機(jī)I發(fā)動機(jī)的輸出端連接分動箱14，分動箱14的輸出軸分為兩根，其中上輸出軸傳動連接螺桿空氣壓縮機(jī)2、下輸出軸通過萬向軸13傳動連接氮?dú)庠鰤簷C(jī)U，氮?dú)庠鰤簷C(jī)11上安裝氣動離合器12。膜分離制氮設(shè)備的整套裝備集成于單車或單撬內(nèi)，中央控制室10實(shí)現(xiàn)對全套裝置的集中控制。
[0021 ] 實(shí)施例2
[0022]在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，去掉電動流量控制閥4，并將三通改為氣動三通閥。
[0023]余熱回收式膜分離制氮設(shè)備工作過程為:由安裝在柴油發(fā)動機(jī)I上的分動箱14驅(qū)動螺桿空氣壓縮機(jī)12，空氣壓縮機(jī)的空氣冷卻集成在發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)中。通過空氣處理裝置3冷卻過濾后的壓縮空氣，通過內(nèi)置有煙氣換熱器的發(fā)動機(jī)消音器5與發(fā)動機(jī)煙氣進(jìn)行換熱，然后進(jìn)入多組并聯(lián)的中空纖維膜組進(jìn)行氮氧分離，分離出要求純度的氮?dú)?，通過氮?dú)庠鰤簷C(jī)11增壓，氮?dú)?