煤层气冷冻脱水装置

20年行业经验 专利技术 高稳定性 全自动化 在线监测

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24万方/天 煤层气冷冻脱水装置 四级防爆 全自动控制 远程管理 煤层气回收简介

该装置为定制化煤层气冷冻式脱水设备,额定处理量10000Nm³/h,工作压力0.7MPa,进气温度50~60℃,蒸发器出口温度≤15℃,压力损耗≤50kPa。采用预冷器+蒸发器两级降温,304不锈钢换热管抗腐蚀;配置2台丹佛斯防爆压缩机(2×30HP),额定制冷量170KW,R407C环保制冷剂,双机冗余保障连续运行。气液分离器旋流+丝网双重捕集,分离效率≥99%;液位控制自动排污,实现煤层气回收“零”排放。西门子PLC全自动控制,防爆等级Ex d II BT4,支持现场/远程双操作及中控对接。整机功率≤65KW,风冷散热,适应环境温度≤40℃,可24小时连续运行。

专业的24万方/天 煤层气冷冻脱水装置 四级防爆 全自动控制 远程管理 煤层气回收公司

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年专业领域经验
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类产品研发经验
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知识产权
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类行业应用案例

深耕天然气脱水行业定制化解决方案

行业痛点

煤层气饱和含水导致管道积水冰堵2
煤层气饱和含水导致管道积水冰堵2
采出气处于水蒸汽饱和状态,
降温后凝析水易在管道低点积聚,冬季冰堵风险高。
酸性组分与凝析水协同腐蚀设备
酸性组分与凝析水协同腐蚀设备
硫化氢、氯离子等与凝析水共同作用
铜管换热面腐蚀速率快,易穿孔泄漏。
抽采压力低且波动大,脱水工艺受限
抽采压力低且波动大,脱水工艺受限
吸附式需频繁再生换剂
三甘醇法有药剂损耗与排放压力,运行成本偏高。
爆炸性气体环境对设备防爆要求严格
爆炸性气体环境对设备防爆要求严格
煤层气属爆炸性气体
整机及涉爆部件须满足防爆等级,控制系统需远程监控。

解决方案

问题类别问题描述解决方案
工况适配煤层气进气温度50~60℃、处理量10000Nm³/h,如何保证蒸发器出口温度≤15℃?采用预冷器+蒸发器两级降温设计,预冷器回收出口干气冷量先行降低进气温度,蒸发器按170KW额定制冷量(2×30HP双压缩机)配置,确保出口温度≤15℃在线检测达标
腐蚀防护煤层气中含硫化氢、氯离子等腐蚀性组分,与凝析水协同作用易导致换热管腐蚀泄漏蒸发器与预冷器管路系统均采用304不锈钢换热管,壳体碳钢;所有与煤层气接触的气体流程部位均做防腐工艺处理,确保寿命期内防腐性能达标
防爆安全煤层气属爆炸性气体环境,整机及涉爆部件须满足防爆要求整机及所有涉爆部件防爆等级Ex d II BT4,电气仪表防护等级不低于IP55;防爆控制柜集成环境温度与控制柜内部温度双监测;压缩机做防爆改装
压降控制设备整体压力损耗过大会影响甲方原有管网压力稳定按最佳气体流速和截面进行水力计算,优化换热器流程与管路布局,设备整体压力损耗控制在≤50kPa
排污与气损传统定时排污易造成煤层气随冷凝液排出,导致气源浪费和环境泄漏采用自动排污系统,液位控制电动球阀实现“只排水不排气”;设旁路手动排污备用;实现煤层气回收“零”排放
连续运行可靠性要求24小时连续运行,单台压缩机故障可能导致全线停车采用2台丹佛斯制冷压缩机并联架构(2×30HP),单台退出运行时另一台仍可维持部分制冷能力;适应连续工作制(S1)
远程监控与系统对接需实现远程启停、状态反馈、参数监测、故障报警,并与甲方中控系统对接采用西门子PLC全自动控制,支持现场/远程双操作;开放通讯端口及技术协议;露点仪数据实时上传;满足甲方中控系统对接要求
压力容器合规蒸发器、预冷器、精密过滤器、气液分离器等压力容器部件须符合特种设备监管要求所有压力容器部件均符合《固定式压力容器安全技术监察规程》要求,取得压力容器监督检验证书,随设备发货配送
高温环境散热环境温度≤40℃工况下,风冷冷凝器散热能力能否保证制冷系统稳定运行?冷凝风机≤9KW,采用分组运行设计,可根据环境温度单独启停各风机;制冷系统按额定制冷量匹配冷凝面积,保留换热余量
技术文件交付与验收设备安装、调试、验收各阶段需要完整技术文件支撑,文件缺失或错误会影响工期合同签订后1周内交付设备外形尺寸图(含基础图、地脚螺栓位置图、接管位置图);2周内交付工艺流程图;发货时随机配送合格证、说明书、PLC接线图、压力容器监检证书、易损件清单等;纸质一式肆份+电子PDF贰份

核心优势

定制适配

按工况参数设计

精准匹配需求

定制适配

防腐耐用

不锈钢换热管

抗腐蚀寿命长

防腐耐用

防爆智控

西门子PLC控制

远程监控报警

防爆智控

零排气损

液位控制排污

煤层气零排放

零排气损

技术原理

蒸汽压缩制冷循环

压缩机将制冷剂压缩冷凝节流蒸发

吸收煤层气热量实现强制降温。

蒸汽压缩制冷循环

预冷与冷量回收

出口低温干气与进气逆流换热

先行降温并回收冷量,降低蒸发器负荷。

预冷与冷量回收

过饱和凝结析水

气体降温至水露点以下

饱和水蒸汽过饱和凝结为液滴,实现脱水。

过饱和凝结析水

旋流丝网分离

旋风分离利用离心力,丝网捕雾靠惯性碰撞

双重捕集凝结液滴。

旋流丝网分离

技术实力

核心部件品牌选型

核心部件品牌选型

温度变送器与热电阻选用天康/虹润,露点仪测量范围-60℃~+60℃,实现在线检测与数据实时上传,核心部件原厂资料随设备交付
压力容器合规制造

压力容器合规制造

取得压力容器监督检验证书,证书随设备发货配送,确保特种设备合规使用与监管审查有据可依。
西门子PLC智能控制

西门子PLC智能控制

开放通讯端口及技术协议,满足甲方中控系统对接要求,露点仪数据实时上传,控制系统稳定可靠。
定制化制冷系统设计

定制化制冷系统设计

采用R407C环保制冷剂;冷凝风机≤9KW分组运行可单独启停,整机功率≤65KW,适应连续工作制。
不锈钢防腐换热设计

不锈钢防腐换热设计

满足最小压力损耗及负荷波动要求;所有与煤层气接触的气体流程部位均做防腐工艺处理,无局部换热死角。
标准执行与文件交付

标准执行与文件交付

技术文件含外形尺寸图、基础图、工艺流程图、PLC接线图、压力容器监检证书、易损件清单等,纸质一式肆份加电子PDF贰份,随设备交付。

装置流程

煤层气首先在预冷器内与降温后的煤层气进行热交换降温(减小蒸发器制冷负荷和规格),再在蒸发器内与冷媒进行热交换降温至所需温度,使煤层气中的饱和水蒸汽凝结成液滴,从而达到降温和纯净的目的。凝结出的液态水在气液分离器内集聚后通过排污阀排出。

1.蒸发器采用翅片式蒸发器,结构安全和换热效果理想;以最佳流速和截面设计计算,以满足最小的压损及负荷变化的要求,保持稳定制冷效果。
2.气体流程部位的设计,全面考虑到防腐特性,以满足寿命期内的防腐性能。
3.制冷系统压缩机采用国际名牌压缩机,国际名牌产品制冷阀件,质量可靠运行稳定。
4.自带防爆控制柜,控制系统采用西门子PLC控制器,性能稳定可靠。
5.机内设备仪表符合防爆要求。

产品参数

项目技术参数
处理量10000Nm3/h
进气温度50~60℃
进气压力0.7MPa
冷却方式风冷
电源380V/50Hz 三相交流电
适应工作制连续工作(S1)
工作环境温≤40℃
蒸发器出口≤15℃(蒸发器后在线检测)
设计压力1.6MPa(设备整体公称设计压力)
设计温度70℃(设备整体公称设计温度)
压力损耗≤50kPa
额定制冷量:170KW(2*30HP)
接管直径DN200 PN16(法兰连接)
制冷剂R407C(环保型制冷剂)
控制方式PLC 全自动控制;支持现场、远程双操作实现远程启停、状态反馈、参数监测、故障
报警,开放通讯端口及技术协议,满足甲方中控系统对接要求
蒸发器管路系统采用304 不锈钢换热管,壳体碳钢;换热效率≥设计值
预冷器管路系统采用304 不锈钢换热管,壳体碳钢;与蒸发器匹配,实现预冷降温
电气仪表防不低于 IP55
防爆等级Ex dⅡ BT4(整机及所有涉爆部件)
冷凝风机≤9KW(分组运行,可单独启停)
整机功率≤65KW(额定工况下)
排污方式自动排污,液位控制;煤层气回收“零 ” 排放;设旁路手动排污备用
露点仪-60℃~+60℃ , 在线检测,数据实时上传至
精密过滤器集成于设备,净化干燥气,设置旁路,便于维护更换
气液分离器≥99%(对凝结液滴的分离效果)
设备尺寸6500×2350×2900mm

办公环境

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FAQ

亿镨煤层气冷冻脱水装置的设计出口温度为≤15℃(蒸发器后在线检测),对应的压力露点通常在5~10℃范围。这一露点水平对于集输管网输送和增压前预处理已可满足要求。吸附式脱水可将露点降至-40℃以下,但需要再生能耗和吸附剂更换维护。选型依据取决于下游工艺的实际露点需求:若仅为管输或增压,冷冻式方案在运行成本和维护便利性上更具优势;若需深冷液化或对水含量有更严格限制,则需考虑冷冻+吸附的组合工艺。
设备设计环境温度为≤40℃,制冷系统按额定制冷量170KW配置,并保留换热面积余量。冷凝风机采用分组运行设计,可根据环境温度自动投入更多风机以维持冷凝压力。在极端高温工况下,双压缩机并联架构本身也提供了负荷调节空间。只要进气温度、处理量在协议工况范围内,出口温度可维持在≤15℃。
冷冻式脱水装置的压力损耗主要来自换热器流程阻力和管路沿程损失。50kPa的压损约相当于0.05MPa,相对于0.7MPa的工作压力占比约7%。如果压损过大,甲方原有增压机出口压力需要相应提高才能保证下游供气压力,这会增加增压机能耗。亿镨煤层气冷冻脱水装置通过优化换热器流速与管路布局控制压损,减少了对原有管网压力体系的影响。
排污系统的核心是液位控制电动球阀。冷凝液在分离器底部积聚,液位计检测到液位达到设定值时发出信号,电动阀开启排液;液位降至低位时阀门关闭。由于排液时间短、阀门关闭及时,煤层气不会随冷凝液大量排出。旁路手动排污阀在电动系统检修时使用,正常运行时保持关闭。这一设计避免了传统定时排污可能造成的气体浪费。
安装完成后由乙方技术人员进行全系统调试,包括制冷系统抽真空与冷媒充注、控制系统参数设定、排污系统联调、远程通讯对接等。调试合格后进入72小时连续试运行,期间设备须无故障运行且所有性能参数符合协议要求。试运行期间若因故障中断,排除故障后重新开始计时。试运行结束后签署《设备试运行报告》,作为设备最终验收依据。技术文件方面,设备外形尺寸图、基础图等在合同签订后1周内交付,工艺流程图纸在2周内交付,压力容器监检证书、核心部件质保书等随设备发货配送。

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