[发明专利]一种油气液化回收用换热器性能试验台及其试验方法

权利要求书

1.一种油气液化回收用换热器性能试验台的试验方法，所述试验台包括油气液化回收系统、复叠式制冷系统和液氮供冷系统，所述的油气液化回收系统，包括油气前级处理系统、低温换热器测试系统；所述的油气前级处理系统由原料气罐(1)出口采用管道依次连接第一气动调节阀(2)，活性炭吸附罐(3)，一级换热器(4)油气侧进口A-1，并由一级换热器(4)油气侧出口A-2采用管道依次连接第一气液分离器(5)，二级换热器(6)油气侧进口D-1构成；所述的第一气液分离器(5)下端出口连接储液罐(12)；所述的低温换热器测试系统由二级换热器(6)油气侧出口D-2采用管道依次连接第二气液分离器(7)，电加热器(9)，试验换热器(11)，第一复温器(13)，第二气动调节阀(14)构成；第二气液分离器(7)下端出口与储液罐(12)相连，第二气液分离器(7)和电加热器(9)之间连接有一分支管路，管路上设置有针阀(8)，在电加热器(9)前段管路和第一复温器(13)前段管路上并联连接有旁通管，旁通管上设置旁通阀(10)；

所述的复叠式制冷系统包括一级制冷循环、二级制冷循环、三级制冷循环，所述的一级制冷循环由一级压缩机(15)出口通过管道依次连接风冷冷凝器(16)，一级热力膨胀阀(17)，蒸发-冷凝器(18)一级制冷剂进口H-1，并由蒸发-冷凝器(18)一级制冷剂出口H-2通过管道连接一级压缩机(15)进口构成闭合环路；所述的二级制冷循环由二级压缩机(19)出口通过管道连接蒸发-冷凝器(18)二级制冷剂入口I-1，并由蒸发-冷凝器(18)二级制冷剂出口I-2通过管道依次连接二级热力膨胀阀(20)，一级换热器(4)二级制冷剂侧进口B-1，再由一级换热器(4)二级制冷剂侧出口B-2通过管道和二级压缩机(19)进口连接构成闭合环路；所述三级制冷循环由三级压缩机(21)出口通过管道和一级换热器(4)三级制冷剂侧进口C-1连接，并由一级换热器(4)三级制冷剂侧出口C-2通过管道依次连接三级热力膨胀阀(22)，二级换热器(6)三级制冷剂侧进口E-1，再由二级换热器(6)三级制冷剂侧出口E-2通过管道和三级压缩机(21)进口连接构成闭合环路；

所述的液氮供冷系统由液氮储罐(23)出口通过管道依次连接第三气动调节阀(24)，试验换热器(11)液氮侧进口G-1，并由试验换热器(11)液氮侧出口G-2通过管道与第二复温器(25)连接；

其特征是：所述的试验方法是利用活性炭吸附原料油气的水分杂质，再经过复叠式制冷系统对原料油气降温液化提纯，从而提供试验换热器所需的物料组成，通过前级处理的油气与液氮供给的冷量进行换热，使用气相色谱仪及温度、压力、流量传感器采集的数据，从而获得待测换热器的热工水力性能，具体包括如下步骤：

步骤一、首先启动一级压缩机(15)，二级压缩机(19)，三级压缩机(21)，此时通过一级热力膨胀阀(17)，二级热力膨胀阀(20)，三级热力膨胀阀(22)节流减压得到低温低压的一级制冷循环制冷剂，二级制冷循环制冷剂，三级制冷循环制冷剂；

步骤二、打开第三气动调节阀(24)，液氮储罐(23)内的液氮通过自增压系统泵出，通过试验换热器(11)实现换热，随后处于气液混合物状态的氮气在第二复温器(25)加热到常温后排空；

步骤三、打开第一气动调节阀(2)和第二气动调节阀(14)，原料气罐(1)内油气通过自增压系统向输气管道输送油气，此时油气首先通过活性炭吸附罐(3)进行除水，接着干燥的油气经过一级换热器(4)冷却至-75℃，油气中高沸点的重烃组分通过第一气液分离器(5)分离，剩余未被冷凝的低沸点油气经过二级换热器(6)冷却至-103.9℃，经过第二气液分离器(7)将冷凝下来的油气中碳2以上的重烃组分分离，剩余未被分离的油气经过电加热器(9)加热到所需试验工况的条件，进入试验换热器(11)进行换热，冷凝下来的油气与从旁通管路上的油气一起通过第一复温器(13)加热到常温后排空。