專利名稱：民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站及其供氣方法
技術領域：
本發明涉及一種新型燃氣專用管道集中供氣站及其供氣方法，尤其涉及一種民用二甲醚燃氣專用管道的集中供氣站及其供氣方法。
背景技術：
二甲醚(簡稱DME)，作為一種燃氣，可以完全替代以丙烷為主要成分的石油液化氣(簡稱LPG)和以甲烷為主要成分的天然氣(簡稱LNG)。由于二甲醚本身 的分子結構特征，使得它具有比石油液化氣和天然氣更多的優勢一、燃燒溫度高。石油液化氣的燃燒溫度2000°C左右，二甲醚的燃燒溫度為2250°C，因為二甲醚自身含氧，形成封閉性燃燒，燃燒時，所需的空氣(氧氣)量比后兩者少，預混熱所需的熱量也少，因此實際的燃燒溫度較后兩者均高出二百多攝氏度；二，清潔度高。自然界中，天然的二甲醚極少，唯有以合成氣(主要成分為CO、H2,少許CH4)進行工業化生產的產物，因而，成品二甲醚不可燃雜質很少，而石油液化氣和天然氣，均來源于地殼深層經千百萬年的化學物理衍變過程，含有較多的不可燃物。所以二甲醚是一種高清潔燃料(氣);三，壓力較低。石油液化氣在20°C時的壓力為0.81MPa，天然氣在20°C時的壓力為
4.6MPa，二甲醚20°C時的壓力為O. 54MPa，因此，二甲醚在儲藏、運輸、使用上更安全；四，燃燒徹底，不黑鍋底；五，生產成本較低，能為用戶所接受；六，通用性強，石油液化氣或天然氣的燃燒器具稍加改進，即可作二甲醚的燃燒器具。傳統的(鋼)瓶裝石油液化氣作燃(料)氣直接在燃燒器(爐灶)上燃燒，只有近五十年的歷史，管道天然氣的歷史則更短，由于煤化工的發展和二甲醚具有諸多優點，二甲醚作燃(料)氣已成熱點，大勢所趨。目前，國內石油液化氣民用管道輸送應用技術實例不多，民用天然氣管道應用技術處于發展階段，尤其是民用管道二甲醚技術尚處于起步階段，國外也無成熟的實踐經驗。我們在對二甲醚燃氣管道輸送技術的研究，特別在汽化工藝、自動控制檢測技術及設備應用方面等的研究，做了大量的基礎性工作。

發明內容
本發明的目的是提供一種民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站及其供氣方法。本發明采用了以下技術方案來實現上述目的一種民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站，包括儲罐的上部通過氣相閥門接入氣相管線，然后接入用戶室內分管，儲罐下部通過液相閥門接入液相管線，該液相管線分為兩條并聯的通路，一條通路通過閥門連接壓縮機或泵，進入儲罐，另一條通路連接自動控制系統和汽化裝置，然后接入用戶室內分管，儲罐內裝有散熱器或散熱管。其中，在所述的儲罐和壓縮機或泵中間連接有緩沖槽。其中，在所述儲罐上部通過旁通閥連接旁通管，然后接入用戶室內分管。
其中，所述的自動控制系統包含依次連接的自動控制閥、感應器、溫度調節器、壓力調節器或流量調節器和感應器，所述汽化裝置內安裝有溫升器。其中，所述的氣相管線分為氣相總管和輔助管線，所述的液相管線分為液相總管和輔助管線；優選的，液相總管采用國標16Mn無縫鋼管，管線直徑在DN5(T300mm ;氣相總管采用國標16Mn無縫鋼管，管線直徑在DN125 300mm ;輔助管線采用國標16Mn無縫鋼管，管線直徑在DN6 50mm。一種民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的供氣方法，是將液體二甲醚送達供氣站，儲存在儲罐里，采用汽化工藝，將液態二甲醚變為氣態二甲醚，然后通過管線輸送到各用戶。 其中，所述的送達方法包括通過卸槽車的方法或者界外二甲醚的接收方法，其中，所述卸槽車步驟如下(I)將槽車上的氣相膠管和液相膠管分別接入系統中的氣相總管和液相總管之中，(2)先打開儲罐上的氣相閥和槽車上的氣相閥，兩氣相管接通，再打開儲罐上的液相進口閥和槽車上的液相閥， (3)順序打開壓縮機出口閥和進口閥，開機，(4)槽車里的液體二甲醚經流量計進入儲罐，(5)完畢后，順序關掉儲罐氣相閥、液相進口閥、槽車氣相閥、槽車液相閥、壓縮機進、出口閥；所述的界外二甲醚的接收方法是指將生產廠家或其他專業氣站供來的二甲醚通過管線輸入儲罐。其中，所述汽化工藝選自自然汽化法、加熱汽化法、壓縮機汽化法中的任一種或幾種的結合，其中，所述的自然汽化法是建造若干儲罐，其膨脹空間總容積為日用氣量液體體積的40(Γ500倍或以上，自然汽化供氣，保持環境溫度高于二甲醚露點溫度以上；所述加熱汽化法是設置一個含保溫層的汽化裝置，控制液體二甲醚流速，采用氣態二甲醚的出口溫度與流量串級調節的控制系統或二甲醚氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，保持汽化裝置的氣相溫度在15 50°C，將液態二甲醚汽化。所述的壓縮機汽化法選自壓縮機強制循環汽化法、離心式或葉片式泵強制循環汽化法、熱泵汽化法或定時啟動壓縮機的方法中的任一種。其中，所述壓縮機強制循環汽化法是使用壓縮機，采用氣態二甲醚的出口溫度與流量串級調節的控制系統或二甲醚氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，保持儲罐氣相出口溫度在15 50°C，將液態二甲醚汽化。所述離心式或葉片式泵強制循環汽化法是使用離心式或葉片式泵，采用氣態二甲醚的出口溫度與流量串級調節的控制系統或二甲醚氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，保持儲罐氣相出口溫度在15 50°C，將液態二甲醚汽化。所述熱泵汽化法是使用熱泵，采用氣態二甲醚出口溫度與流量串級調節的控制系統或二甲醚氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，保持儲罐氣相出口溫度在15^50 V，將液態二甲醚汽化。所述定時啟動壓縮機的方法，是根據日或時汽化量、儲罐的空間體積、壓縮機的功率，求算出需運行的時間和間隔的時間，然后算出日開機的次數，由控制系統指揮，到時即開機或停機。此外，該民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的供氣方法，還有抽殘回收步驟、倒罐步驟和界外二甲醚的發送步驟。其中，所述抽殘回收步驟如下將運輸槽車的液相管和氣相管通過活接分別接入該供氣站中的液相總管和氣相總管，打開閥門后啟動壓縮機，容器里的殘液通過裝槽車的步驟進入運輸槽車儲罐，然后運送到加工廠進行再加工，其中，所述抽殘回收的容器是儲罐或鋼瓶； 所述裝槽車的步驟選自以下兩種方法中的任一種；方法一(I)將槽車罐上的氣相膠管接入緩沖槽，開壓縮機抽空槽車罐，罐內氣相經流量計，直通儲罐；(2)開儲罐液相出口閥，儲罐內二甲醚液體進入槽車罐；( 3 )完畢后，先關掉儲罐出口閥，再關槽罐液相閥、氣相閥、壓縮機泵進、出口閥。方法二打開儲罐上的氣相閥和槽車上的氣相閥，將兩氣相管接通，靠液位差，儲罐里的液態二甲醚被壓進槽車。此外，所述倒罐的步驟如下(I)打開兩儲罐氣相閥，接通；(2)打開一儲罐液相出口閥，順序打開壓縮機出、進口閥，啟動壓縮機，液體二甲醚流經流量計進入儲罐；( 3 )或關閉另一儲罐液相出口閥、順序打開壓縮機出、進口閥、儲罐液相出口閥、啟動壓縮機，液體二甲醚流經流量計進入另一儲罐；(4)完畢，關閉儲罐液相出口閥、壓縮機進、出口閥、另一儲罐液相進口、兩儲罐氣相閥。此外，界外二甲醚的發送是當界內儲存罐已經全部充滿，槽車罐和鋼瓶已經完成充裝而從界外來的二甲醚還有剩余的情況之下，就需要將界外來的二甲醚發送到界外其他用戶或其他專業氣站。本發明采用以上技術方案，具有如下優點由于采用集中汽化供氣方式，本發明設計的民用二甲醚燃氣專用管道的集中供氣站，極大地方便了居民，節約能源(分散充氣所需的電能為集中供氣的4倍)，減少泄漏，便于管理，更為安全。


圖I是本發明設計的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的工藝流程示意總圖；圖2是自然氣化法輸氣的工藝流程示意圖3是二甲醚氣體出口溫度與流量串級調節示意圖；圖4是二甲醚氣體出口溫度與壓力串級調節示意圖；圖5是用壓縮機輸氣的工藝流程示意圖；圖6是離心式或葉片式泵輸氣的工藝流程示意圖；圖7是用熱泵輸氣的工藝流程示意圖。附圖標記說明①一安全閥；(D—儲罐、③’ 一流量計、④’ 一壓縮機或泵；⑤一壓力表—槽車；⑦一自動控制系統/I—緩沖管/2—自動控制閥；@/3—手動閥； /4、4’ 一感應器； /5—溫度調節器； /6—流量調節器； / 7 —自動控制系統接線/8—壓力調節器；⑧一汽化裝置；⑨一保溫層一鋼瓶；_一活接，@一用戶室內分管線 一緩沖槽， 一溫升器At ; 一液相總管 一氣相總管； 一液相膠管；@一氣相膠管；⑩一界外生產廠或其他專業氣站 —界外其他用戶或其他氣站 — 散熱器或散熱管 -旁通管 _旁通閥； _其他輔助管線；1(Γ49-控制閥門。
具體實施例方式圖I是本發明設計的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的工藝流程示意總圖，圖中包括安全閥①、儲罐②(I號、II號、III號)、流量計③和③’、壓縮機或泵④和④’、壓力表⑤、槽車⑥、自動控制系統⑦(虛線部分含自動控制閥⑦/2，感應器/4和⑦/4’，溫度調節器Θ⑦/5，流量調節器 ⑦/6，壓力調節器 ⑦/8，自動控制系統接線⑦/7)及緩沖管⑦/I、汽化裝置⑧、保溫層⑨、手動閥⑦/3、鋼瓶 、活接⑩、用戶室內分管線@、緩沖槽 ;溫升器At ;液相總管⑩、氣相總管 、液相膠管 、氣相膠管￠)散熱器或散熱管 、旁通管 、旁通閥 、其他輔助管線 、控制閥門1(Γ49。儲罐的上部設置安全閥、壓力表、儲罐上部通過控制閥門接入氣相總管 ,儲罐②下部接入液相總管 ，液體二甲醚通過輔助管線 進入壓縮機或泵④和④’，經過設有壓力表⑤的液相輔助管線 流經流量計③和③’，進入儲罐。儲罐內裝有散熱器或散熱管。當進行裝或卸槽車⑥和抽鋼瓶@或儲罐的殘液和倒罐操作時，只需將槽車上的氣相膠管⑩和液相膠管 通過活接 分別接入氣相總管 和液相總管 之中或接入緩沖槽@后啟動壓縮機或泵即可，當進行加熱汽化時，需要將液體二甲醚從儲罐②下部放出通過自動控制系統⑦進入涂有保溫層⑨的汽化裝置⑧內經溫升器加熱汽化出氣輸送給用戶管線當采用壓縮機或泵(包括離心式或葉片式泵)和熱泵循環汽化送氣時，將散熱器或散熱管 的熱能散發到儲罐的二甲醚之中促進二甲醚汽化，凡經各種汽化方式后多余的氣體二甲醚都可以通過旁通管@、旁通閥 返回儲罐。另外，在液相輔助管線中還可加設Im3的緩沖槽可以很便捷地抽空如槽車罐或儲罐，縮短管線，節約材料。其中，所述氣相總管采用國際16Μη無縫鋼管，管線直徑根據需要選擇，正常在DN125 300mm;用戶室內分管采用國標16Mn無縫鋼管，管線直徑根據需要選擇，正常在DN12 20mm;液相總管采用國標16Mn無縫鋼管，管線直徑根據需要選擇，正常為DN5(T300mm ;其他未標注的輔助管線采用國標16Mn無縫鋼管，管線根據需要選擇，正常為DN6飛Omm。氣相和液相膠管材質都為聚四氟乙烯三元乙丙硅橡膠，液相膠管 管徑DN3(Tl00mm，氣相膠管 管徑DN2(T80mm。本發明設計的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的供氣方法，是將液態二甲醚由生產廠家通過槽車或管線送達供氣站，儲存于儲罐里，采用汽化工藝，將液態二甲醚變為氣態二甲醚，然后通過耐壓無縫鋼管輸送到各用戶。現將具體的操作步驟分述如下首先，可以將二甲醚通過槽車運輸到氣站，然后再卸載槽車內的二甲醚，使之進入 儲罐內；或者，可單獨設站，最好由其他鄰近專業氣站直接供氣(界外二甲醚的接收)。一、卸槽車步驟(I)將槽車上的氣相膠管⑩和液相膠管 分別接入該氣站中的氣相總管@和液相總管 之中；(2)當使用壓縮機或泵④時，先打開槽車罐上的氣相閥35和儲罐(I號)上的氣相閥36，兩氣相管接通，再打開槽車上的液相閥門34、40、25、27，開壓縮機或泵④、經流量計
③、閥門20、進入儲罐(I號);或接通閥門37、經閥門16、流量計③’、閥門19、進儲罐(II號)；或接通閥門38、39、經閥門18進儲罐(III號)；(3)或使用壓縮機或泵④’、接通閥門36、35、打開(槽車液相)閥門34、40、24、26，開壓縮機或泵④’、經閥門16、流量計③、閥門20、進儲罐(I號)，或接通閥門37、經流量計③’、閥門19、進儲罐(II號)，或接通閥門38、39、經閥門18、進儲罐(III號)。二、界外二甲醚的接收步驟A、從界外生產廠家或其他專業氣-占@未的二甲醚經閥門14、15、20進(I號)儲罐，或經閥門14、12、流量計③、閥門20進(I號)儲罐或經閥門14、12、16、流量計③’、閥門19進(II號)儲罐或經閥門14、12、16、流量計③’、閥門18進(III號)儲罐；或經閥門14、15、13、12、16、流量計③’、閥門19進(II號)儲罐或經閥門18進(III號)儲罐；B、從界外生產廠家或其他專業氣站⑩來的二甲醚經閥門14、15、21、24、壓縮機或泵④’、閥門26、流量計③’、閥門19、進(II號)儲罐或經閥門18進(III號)儲罐；經閥門14、
11、17、28、29、25、壓縮機或泵④、閥門27、流量計③、閥門20進(I號)儲罐。三、集中汽化供氣步驟被壓縮的二甲醚，在儲罐里呈飽和狀態，既有氣相又有液相。在由氣態變液態的過程中，釋放出大量的熱，而經節流減壓由液態變氣態的過程中，又吸收大量的熱。釋放或吸收的這部分熱量(理論上是等量的)，常稱“汽化潛熱”(二甲醚的汽化潛熱為沸點時466.9KJ/kg，換算為112千卡/公斤)。節流膨脹，其體積大約擴大400倍，而自身溫度下降，這是因為氣體分子為克服之間的拉力而消耗自身的一部分內能的結果，如果能量沒有得到補充，汽化就停止，二甲醚的氣化量取決于汽化時液相的初始溫度與最終溫度差(溫差愈大，氣化量愈大)以及液相的數量(液相數量愈多氣化量愈大)。從周圍介質(如大氣)吸收熱量進行的自然汽化方式，當遇到用氣高峰或氣候異常(如嚴冬季節)，氣化量就會受到嚴重影響，不能滿足用氣量的需要。為維持一定的氣化量，保證穩定正常供氣，就要對液體二甲醚補充一定的能量(熱量)進行汽化。汽化的方法有多種，可采用的方法有I、自然汽化法供氣所謂自然汽化，是指液態二甲醚吸收本身的潛熱或從容器壁吸收周圍介質(大氣)的熱量進行的汽化過程。在汽化時，氣體分子為克服之間的拉力而消耗自身的一部分內能，同時自身的溫度下降，如果沒有從周圍補充能量，汽化就停止。自然汽化方式需較大體積的膨脹空間。所述的自然汽化法是建造若干儲罐，其膨脹空間總容積為日用氣量液體體積的400^500倍或以上，自然汽化供氣，保持環境溫度高于二甲醚露點溫度以上。本氣站按小型社區10棟樓房(六層)360戶計，平均每戶每天用二甲醚I公斤(折
合O. 618立方米)，設計社區日最大用氣量500公斤(即309立方米)。采用自然汽化方式供氣，需建立膨脹空間不小于40(Γ500立方米的(鋼)儲罐三個以上，不太經濟，一次性投資較大，而且當環境溫度低于二甲醚露點時，汽化就成為問題。這種方法只有在用氣低谷或間斷性供氣的情況下才被采用。見附圖2。當緩沖槽出口的氣相溫度，在15飛(TC范圍時，控制系統不運行，當氣相溫度< 15°C、氣相流量< 3700ml/s時，氣相經感應器 傳遞給溫度調
節器Θ，由Θ再傳遞流量調節器Θ ,再經感應器 反饋到自動控制閥23’進液，同時熱泵運行，汽化供氣，當氣相出口溫度> 50°C，流量> 8600ml/s時，自動控制閥停止進液，同時熱泵停止運行。始終保持緩沖槽氣相出口溫度在15 50°C、氣相流量在370(T8600ml/s范圍內。2、加熱汽化法供氣(I)設置一個Ilm3汽化裝置，保溫層采用石墨纖維、酚醛樹脂、鋰膨潤土、羥甲基纖維素納、苯胺甲基三乙氧基甲硅烷等材料配制的保溫涂料、涂層厚度f 2mm。白晝供氣，控制二甲醚(液體)流速為2(Γ50公斤/時(即5. 6^14. Og/s)進入汽化裝置內，采用汽化裝置氣相出口溫度與(二甲醚燃氣)流量串級調節的控制系統當設定液體二甲醚以5. 6^14. Og/s流量進入汽化裝置，被溫升器加熱而汽化，當氣相出口溫度大于設定值50°C，氣相經感應器 -⑦/4傳遞給溫度調節器 ，由 再傳遞流量調節器 ，再經感應器 -⑦/4’反饋到自動控制閥⑦/2停止進液，同時溫升器△ t停止加熱汽化；當氣相溫度低于設定值15°C時，⑦/2動作，液體二甲醚又以5. 6^14. Og/s流量進入汽化裝置，同時溫升器At也開始加熱汽化。只要保持汽化裝置的氣相溫度在15飛(TC范圍內，也就保證了汽化量。見附圖3。此法的優點是操作簡便、投資小，但溫度變化值與流量變化值之間的比值波動較大。(2)設置一個Ilm3汽化裝置，保溫層采用石墨纖維、酚醛樹脂、鋰膨潤土、羥甲基纖維素納、苯胺甲基三乙氧基甲硅烷等材料配制的保溫涂料、涂層厚度f2mm。夜間供氣，采用二甲醚(液體)流速為5 10公斤/時(B卩I. 5^3. Og/s)進入汽化裝置，采用二甲醚氣體出口溫度與二甲醚氣體出口壓力串級調節的控制系統，見附圖4 :當設定液體二甲醚以I. 5^3. Og/s流速經自動控制閥⑦/2進入汽化裝置內，被溫升器Λ t加熱而汽化，產生壓力，當氣相出口溫度在設定值(5(T60°C)范圍，氣相出口壓力為3 0. 8MPa時，氣相經感應器
一⑦/4傳遞給溫度調節器 —⑦/5，由 再傳遞壓力調節器 —⑦/8，再經感應器_ ⑦/4’反饋到自動控制閥⑦/2，自動控制閥⑦/2自動關閉，同時溫升器At也停止加熱汽化；當氣相出口溫度在設定值(25 15°C)范圍，氣相出口壓力=O. 2MPa時，自動控制閥⑦/2自動開啟，液體二甲醚以1.5 3. Og/s流速進入汽化裝置，溫升器At也開始加熱汽化。只要保持汽化裝置的氣相出口溫度在15 50°C、氣相壓力在O. 2^0. 8MPa范圍，也保證了汽化量。正常情況，手動閥處于常開狀態，只有當流量大于700(T8600ml/s或壓力大于O. 6^0. 8MPa時，才采用手動閥，將氣相導入配備的“空儲罐”或壓力低于O. 2^0. 6MPa的儲罐內。3、壓縮機或泵汽化法供氣( I)壓縮機強制循環汽化供氣 見附圖5 :液態二甲醚經儲罐(III號)出口閥23、46、42進緩沖槽 汽化，經41進入壓縮機④’，從閥門26出，經液相輔助管@、閥門18壓進儲罐(III號)中的散熱器或散
熱管 ，散熱器或散熱管產生的熱量散發到儲罐里的液體二甲醚中，液體二甲醚被加熱而
汽化。因為氣體二甲醚在壓縮機里受壓，變為液體，由氣相變液相的過程中，釋放出大量的熱(壓縮功)，使得儲罐里的液體二甲醚，不斷汽化揮發，產生壓力，推動氣體二甲醚通過氣
相總管 輸送給用戶到用氣低谷時，過多的氣體二甲醚通過旁通管 ,返回儲罐(III號)里儲存。當儲罐(III號)內氣相溫度> 50°C、氣相壓力> 0.8MPa時，設計的自動控制系統⑦(采用二甲醚氣體出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統)發出指令，壓縮機④’自動停止運行；當氣峰降到設定值(3700ml/s)，儲罐內氣相出口溫度15 50°C、氣相壓力(O. 2MPa時，壓縮機自動開啟，繼續汽化送氣。始終保持儲罐內氣相溫度15 50°C、氣相壓力O. 2、. 8MPa范圍。或者，采用氣態二甲醚的出口溫度與流量串級調節的控制系統，保持儲罐氣相出口溫度在15 50°C，氣相出口流量在370(T8600ml/s范圍內就能滿足用戶實際需要。還可采用儲罐氣相直接進壓縮機的方法(見附圖5中的虛線箭頭走向)，采用氣相出口溫度與壓力串級調節的控制系統，保持儲罐內氣相溫度在15 50°C、氣相壓力O. 2 O. 8MPa。這種利用壓縮機的壓縮功釋放的熱量而使液體二甲醚汽化的方法，有三個明顯的優點一、節約能源。汽化所需要的能量(熱量)得到及時補償，系統不易出現冰凍現象，同時，壓縮機釋放的熱量能及時散發，無需另設冷卻系統，能量得到有效科學地(回收)利用；二、流程簡單、設備少、運行系統自身形成封閉循環體系，消除泄漏；三、自動化程度高，便于管理維護，安全可靠。(2)用泵(離心式或葉片式)循環汽化法供氣儲罐里的液態二甲醚通過離心式或葉片式泵(該泵的泵腔體是液體二甲醚旋轉運行之場所，壓縮機的氣缸是氣態二甲醚往復運行之場所，兩者內部結構不同)，形成循環回路，通過泵輸送的流體(液體二甲醚)自身形成渦流的攪動作用，使之汽化，推動二甲醚氣體通過氣相管直接輸送給用戶(見附圖6)。通過泵葉輪的攪動，使液態二甲醚不斷汽化，產生壓力，采用儲罐氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，當氣相出口溫度> 50°C、出口壓力> O. 8Mpa時，氣相經感
應器 傳遞給溫度調節器Θ，由Θ再傳遞壓力調節器O，再經感應器》反饋到自動控制閥停止進液，同時泵停止運行(汽化)，當氣相出口溫度彡15°C、出口壓力彡O. 2Mpa時，自動控制閥開始進液，同時泵開始運行繼續汽化供氣。保持氣相出口溫度在15 50°C、出口壓力在O. 2^0. 8MPa范圍；或者，采用氣態二甲醚的出口溫度與流量串級調節的控制系統，保持儲罐氣相出口溫度在15 50°C，氣相出口流量能滿足用戶實際需要(需公開流量的數據范圍)。氣相出口流量在370(T8600ml/s范圍內就能夠滿足用戶實際需要。這種方式，適用于用氣量不大的小型社區。( 3 )用熱泵汽化法供氣這種泵的結構特征，使得它具有壓縮氣體和輸送液體的雙重功能，液體二甲醚從儲罐里出來進入熱泵，經泵內件(結構)的作用，一部分氣態的二甲醚被壓縮隨另一部分液態的二甲醚從熱泵出口回到儲罐里。泵出口與儲罐之間的管線不宜過長，避免過程中的能量損失，選用8 10米。熱泵運行時，二甲醚受壓而放熱，熱量傳遞給儲罐里的液體二甲醚而汽化，產生壓力，采用儲罐氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，當氣相出口溫度彡50°C、出口壓力彡O. SMpa時，氣相經感應器 傳遞給溫度調節器 ,由 再傳遞給壓
力調節器Θ，再經感應器 反饋到自動控制閥停止進液，同時熱泵停止運行(產熱)，當氣相出口溫度彡15°C、出口壓力彡O. 2Mpa時，自動控制閥開始進液，熱泵開始運行(產熱)汽化供氣，始終保持氣相出口溫度在15 50°〇、出口壓力在O. 2^0. 8Mpa范圍；采用儲罐氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，保持氣相出口溫度在15 50°C、出口壓力在O. 2^0. 8MPa范圍；或者，采用氣態二甲醚的出口溫度與流量串級調節的控制系統，保持儲罐氣相出口溫度在15 50°C，氣相出口流量在370(T8600ml/s范圍內能滿足用戶實際需要。(見附圖7)熱泵運行時，工質(二甲醚)被交替膨脹和壓縮，溫度發生降低和升高的交替變化，(汽化)膨脹所需的能量低于壓縮產生的能量，因此，過程中能量能夠積累，供二甲醚汽化之用。此法是綜合利用熱能和節能的技術手段。(4)定時啟動壓縮機或泵的方法汽化供氣這種方法的設計原則，就是根據(日或時)汽化量、儲存罐的空間體積、壓縮機或泵的功率，求算出需運行的時間和間隔的時間，然后算出日開機(泵)的次數，由控制系統指揮，到時即開機或停機。這種方式，對用氣波動較大的場合其適應能力較差，當用氣量設定值偏離實際用氣量較遠時，將會出現熱(功)能補償不及時或造成部分熱(功)能的損失、浪費。此外，本發明的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站還可以進行以下的操作步驟四、抽殘(回收)步驟長期盛裝二甲醚的容器(鋼瓶或儲罐等)里，經長期的積累會產生一定量的“殘液”，殘液里含有甲醇、二甲醚(以溶在水分里的形式存在)等有效成分，必須進行回收以再利用，這種回收操作叫“抽殘”。抽殘步驟是這樣將容器(如槽車或鋼瓶)的液相膠管0D和氣相膠管⑩通過活接 分別接入系統里的液相總管 和氣相總管@順序開閥門化、34、40、25、27、開壓縮機或泵④、經流量計③、閥門20，槽車里的殘液被抽進(I號)儲罐，或經閥門16、流量計③’、閥門19被抽進(II號)儲罐，達到一定存量，然后從儲罐里放出，輸送到加工廠再進行加工。其中，從儲罐里放出二甲醚殘液，將其裝入槽車的步驟選自以下兩種方法中的任一種方法一(I)將槽車上的氣相膠管0接入緩沖槽液相膠管 接入該氣站中的液相總管 〔通過閥門40)之中；(2 )順序打開閥門35、25、27、開壓縮機或泵④(抽空槽車罐 )、經流量計③、閥門20、22,40,34進槽車罐；或經閥門16、流量計③’、閥門19、10、40、34、進槽車罐；或經閥門18、23、40、34、進槽車罐；(3)或用壓縮機或泵④’，順序打開閥門35、41、16、開壓縮機或泵④’(抽空槽車罐)、經閥門16、流量計③、閥門20、22、40、34、進槽車罐；或經流量計③’、閥門19、10、40、34、進槽車罐；或經閥門18、23、40、34進槽車罐。(4)完畢后，先關掉儲罐出口閥，再關槽罐液相閥、氣相閥、壓縮機進、出口閥。方法二打開儲罐上的氣相閥和槽車上的氣相閥，將兩氣相管接通，靠液位差，儲罐里的“殘液”被壓進槽車。這種方法雖節約些電能，但流速較慢，裝車時間長。五、倒罐步驟當氣站內的儲罐之中出現問題或需要檢修或維護時，就必須把“問題儲罐”里的二甲醚倒進另外的儲罐，因此氣站內需配備一個或以上的“空罐”，以防突然意外事件。倒罐的步驟如下(I)氣相總管接入緩沖槽⑩、打開閥門36、25、27、開壓縮機或泵④、經閥門16、流量計③’、閥門19、⑩、22，將(II號)儲罐的二甲醚倒進儲罐(I號)；或開壓縮機或泵④’、經流量計③’閥門19、⑩、22、倒進儲罐(I號)；(2)氣相總管接入緩沖槽 ，打開閥門37、25、27、開壓縮機或泵④、經流量計③、閥門20、22、⑩、將(I號)儲罐上的二甲醚倒進儲罐(II號);或開壓縮機或泵④’經閥門16、流量計③、閥門20、22、⑩、將(I號)儲罐的二甲醚倒進儲罐(II號)；(3)使用此方法，開壓縮機或泵④或④’可將(I號)儲罐或(II號)儲罐的二甲醚倒進儲罐(III號)。非常方便、靈活。六、界外二甲醚的發送此外，當界內儲存罐已經全部充滿，槽車罐和鋼瓶已經完成充裝而從界外來的二甲醚還有剩余的情況之下，就需要將界外⑩來的二甲醚發送到界外其他用戶或其他專業氣站 ，可按以下操作步驟進行從界外⑩來的二甲醚經閥門14、15、21、24、壓縮機或泵
④’、閥門26、流量計③’、閥門17、32、34、進入槽車；或經閥門31充瓶；或經閥門28、33去界外其他用戶或其他專業氣站 實施例鶴壁市欣苑小社區，有10棟樓房(6層樓)，共480戶，寶馬集團生產的二甲醚，用槽罐車拉到供氣站(距離社區1500米左右)，按上述的工藝步驟由氣站直接集中供氣。其中，供氣站中的氣相總管采用國標16Mn無縫鋼管，DN130mm，液相總管采用國標16Mn無縫鋼管，DN80mm，用戶室內分管采用國標16Mn無縫鋼管，DN16mm，輔助管線采用國標16Mn無縫鋼管，DN50mm;液相膠管采用聚四氟乙烯三元乙丙硅橡膠，DNSOmm ;氣相膠管采用聚四氟乙烯三元乙丙娃橡膠，DN30mm。本供氣站采用了自然汽化法、壓縮機強制循環汽化法、熱泵汽化法的結合。工藝流程如下所述( I)自然汽化法工藝流程該氣站設置500m3的儲罐3個。液體二甲醚從儲罐放出以10公斤/時(即3g/s)的流速進入緩沖槽內，采用氣相出口溫度與出口流量調節的自控系統，自然汽化后，將氣相從緩沖槽導出通過氣相總管輸送到用戶。保持氣相出口溫度在15 50°C、出口流量在100(T2000ml/s范圍。
(2)壓縮機強制循環汽化法工藝流程米用功率為4. 5KW的壓縮機，散熱面積為2m3的散熱器或散熱管，米用二甲醚氣相出口溫度與出口壓力串級調節的自控系統，保持氣相出口溫度在15 50°C、氣相出口壓力在O. 2 O. 8MPa 范圍。(3)熱泵汽化工藝流程采用功率為2.8kw的熱泵，采用二甲醚氣相出口溫度與壓力串級調節的自控系統，保持氣相出口溫度在15 501、氣相出口壓力在O. 2^0. 8MPa范圍。具體工作方法是氣站作息時間從早晨6 00到晚上22 00，壓縮機強制循環汽化供氣；從晚上22 00到O : 00采用熱泵汽化法供氣；從O : 00到次日的6 00采用自然汽化法供氣。本發明設計的民用二甲醚燃氣專用管道的集中供氣站，運行一年多來，供氣穩定正常，深得居民的好評和喜愛。以上的實施例僅是范例性的，并不對本發明的范圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發明的精神和范圍下可以對本發明技術方案的細節和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站，包括儲罐的上部通過氣相閥門接入氣相管線，然后接入用戶室內分管，儲罐下部通過液相閥門接入液相管線，該液相管線分為兩條并聯的通路，一條通路通過閥門連接壓縮機或泵，進入儲罐，另一條通路連接自動控制系統和汽化裝置，然后接入用戶室內分管，儲罐內裝有散熱器或散熱管。
2.根據權利要求I所述的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站，其特征在于，在所述的儲罐和壓縮機或泵中間連接有緩沖槽。
3.根據權利要求I所述的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站，其特征在于，在所述儲罐上部通過旁通閥連接旁通管，然后接入用戶室內分管。
4.根據權利要求I所述的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站，其特征在于，所述的自動控制系統包含依次連接的自動控制閥、感應器、溫度調節器、壓力調節器或流量調節器和感應器；所述汽化裝置內安裝有溫升器。
5.根據權利要求I所述的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站，其特征在于，所述的氣相管線分為氣相總管和輔助管線，所述的液相管線分為液相總管和輔助管線；優選的，液相總管采用國標16Mn無縫鋼管，管線直徑在DN5(T300mm ;氣相總管采用國標16Mn無縫鋼管，管線直徑在DN125 300mm ;輔助管線采用國標16Mn無縫鋼管，管線直徑在DN6 50mm。
6.一種根據權利要求f 5所述的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的供氣方法，其特征在于，將液體二甲醚送達供氣站，儲存在儲罐里，采用汽化工藝，將液態二甲醚變為氣態二甲醚，然后通過管線輸送到各用戶。
7.一種根據權利要求6所述的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的供氣方法，其特征在于，所述的送達方法包括通過卸槽車的方法或者界外二甲醚的接收方法，其中， 所述卸槽車步驟如下 (1)將槽車上的氣相膠管和液相膠管分別接入系統中的氣相總管和液相總管之中， (2)先打開儲罐上的氣相閥和槽車上的氣相閥，兩氣相管接通，再打開儲罐上的液相進口閥和槽車上的液相閥， (3)順序打開壓縮機出口閥和進口閥，開機， (4)槽車里的液體二甲醚經流量計進入儲罐， (5 )完畢后，順序關掉儲罐氣相閥、液相進□閥、槽車氣相閥、槽車液相閥、壓縮機進、出口閥； 所述的界外二甲醚的接收方法是指將生產廠家或其他專業氣站供來的二甲醚通過管線輸入儲罐。
8.一種根據權利要求6所述的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的供氣方法，其特征在于，所述汽化工藝選自自然汽化法、加熱汽化法、壓縮機汽化法中的任一種或幾種的結合，其中， 所述的自然汽化法是建造若干儲罐，其膨脹空間總容積為日用氣量液體體積的.400~500倍或以上，自然汽化供氣，保持環境溫度高于二甲醚露點溫度以上； 所述加熱汽化法是設置一個含保溫層的汽化裝置，控制液體二甲醚流速，采用氣態二甲醚的出口溫度與流量串級調節的控制系統或二甲醚氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，保持汽化裝置的氣相溫度在15飛(TC，將液態二甲醚汽化。
所述的壓縮機汽化法選自壓縮機強制循環汽化法、離心式或葉片式泵強制循環汽化法、熱泵汽化法或定時啟動壓縮機的方法中的任一種。
9.一種根據權利要求8所述的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的供氣方法，其特征在于， 所述壓縮機強制循環汽化法是使用壓縮機，采用氣態二甲醚的出口溫度與流量串級調節的控制系統或二甲醚氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，保持儲罐氣相出口溫度在15 50°C，將液態二甲醚汽化。
所述離心式或葉片式泵強制循環汽化法是使用離心式或葉片式泵，采用氣態二甲醚的出口溫度與流量串級調節的控制系統或二甲醚氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，保持儲罐氣相出口溫度在15 50°C，將液態二甲醚汽化。
所述熱泵汽化法是使用熱泵，采用氣態二甲醚出口溫度與流量串級調節的控制系統或二甲醚氣相出口溫度與出口壓力串級調節的控制系統，保持儲罐氣相出口溫度在15 50°C，將液態二甲醚汽化。
所述定時啟動壓縮機的方法，是根據日或時汽化量、儲罐的空間體積、壓縮機的功率，求算出需運行的時間和間隔的時間，然后算出日開機的次數，由控制系統指揮，到時即開機或停機。
10.一種根據權利要求5、中任一項所述的民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站的供氣方法，其特征在于，還有抽殘回收步驟、倒罐步驟和界外二甲醚的發送步驟。
全文摘要
本發明關于一種民用二甲醚燃氣專用管道集中供氣站及其供氣方法，具體是將液體二甲醚由生產廠家通過槽車或管線送達供氣站，儲存于儲罐里，采用特殊的汽化工藝，將液態二甲醚變為氣態二甲醚，然后通過耐壓無縫鋼管輸送到各用戶。由于采用集中汽化供氣方式，極大地方便了居民，節約能源，減少泄露，便于管理，更為安全。
文檔編號F17D1/04GK102889471SQ20121016017
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月22日 優先權日2012年5月22日
發明者楊明, 于海軍, 石瑞章, 張順平, 李冀, 王國良, 代純軍 申請人:鶴壁寶發能源科技股份有限公司