本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，更具體地，涉及一種利用天然氣余壓發(fā)電和天然氣冷能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

能源短缺和能源消費引起的環(huán)境污染已成為制約全球經(jīng)濟(jì)增長與社會進(jìn)步的重要障礙。伴隨國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國已成為世界第二大能源消費國，能源消費所造成的環(huán)境污染問題已經(jīng)嚴(yán)重的影響到人們的日常生活，所以天然氣作為一種相對清潔的能源，越來越受到我國政府的重視，目前，天然氣被廣范應(yīng)用于發(fā)電，汽車燃料，化工原料，民用燃料等領(lǐng)域，并且其消耗量以每年5％-10％的速度增長，隨著我國“煤改燃”政策的推行，這一速度還會加快。

天然氣在用戶端的狀態(tài)是常溫低壓的，所以天然氣在輸送到用戶之前要經(jīng)過減壓工序，目前最常用的就是進(jìn)行節(jié)流減壓，在減壓的同時，由于天然氣膨脹，溫度出現(xiàn)大幅度的下降，產(chǎn)生較高品位的冷能，由于輸送管道的限制，還有用戶側(cè)的需求等因素，需要把低溫天然氣加熱到相對較高的溫度，所以這天然氣的處理過程中，損耗了兩部分能源，第一部分是天然氣的壓力能，也就是下文中介紹的余壓能，第二部分是加熱天然氣消耗的熱能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，解決現(xiàn)有技術(shù)中天然氣的處理過程中損耗能源的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電機(jī)組，高壓天然氣在雙螺桿余壓發(fā)電膨脹機(jī)內(nèi)膨脹做功，變?yōu)榈蜏氐蛪旱臓顟B(tài)，同時雙螺桿余壓發(fā)電膨脹機(jī)把膨脹功轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功帶動余壓發(fā)電用永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，輸出電能，低壓低溫天然氣進(jìn)入熱管換熱器，與低溫氣態(tài)工質(zhì)換熱，低溫低壓天然氣被加熱到低壓常溫狀態(tài)，輸送至用戶，同時低溫氣態(tài)有機(jī)發(fā)電工質(zhì)被冷凝為低壓液態(tài)，經(jīng)過工質(zhì)泵增壓，以高壓液態(tài)的狀態(tài)進(jìn)入蒸發(fā)器與熱源換熱，變?yōu)楦邏簹鈶B(tài)工質(zhì)，進(jìn)入雙螺桿冷能發(fā)電膨脹機(jī)膨脹做功，變?yōu)榈蛪簹鈶B(tài)工質(zhì)，完成一個有機(jī)朗肯循環(huán)，同時雙螺桿冷能發(fā)電膨脹機(jī)把膨脹功轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功，帶動冷能發(fā)電用永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，輸出電能。

所述發(fā)電機(jī)組的外殼采用承壓罐結(jié)構(gòu)來保證整個系統(tǒng)的密封。所述承壓罐罐體端口都采用法蘭接口。所述承壓罐罐體內(nèi)設(shè)有立式油氣分離器，立式油氣分離器上部的端蓋設(shè)置于承壓罐罐體上。

所述熱管換熱器內(nèi)設(shè)置有擋板。

所述工質(zhì)泵采用不銹鋼多級離心泵。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電機(jī)組利用雙螺桿膨脹機(jī)作為動力輸出部件，利用熱管換熱器作為冷能回收部件，利用承壓罐密封的天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，能夠利用天然氣在降壓降溫過程中產(chǎn)生的余壓能和冷能發(fā)電，提高能源利用效率。同時通過采用承壓罐整體封裝，可靠地解決了系統(tǒng)泄漏問題，使天然氣與外界空氣隔絕，消除可燃?xì)怏w泄漏引起的火災(zāi)爆炸隱患。其次，采用承壓罐密封可以降低對熱管換熱器，油分離器，以及管道的承壓能力的要求。其次，利用承壓罐同時能夠起到一定的降噪作用，減少噪音污染。由圖2可以看出，采用承壓罐封裝使系統(tǒng)外觀更加簡潔。

附圖說明

圖1為本發(fā)明天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)流程圖；

圖2為天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電機(jī)組外形圖；

圖3為天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；

其中：1雙螺桿余壓發(fā)電膨脹機(jī)；2余壓發(fā)電用永磁發(fā)電機(jī)；3熱管換熱器；4工質(zhì)泵；5雙螺桿冷能發(fā)電膨脹機(jī)；6冷能發(fā)電用永磁發(fā)電機(jī)；7蒸發(fā)器；8齒輪泵；9油分離器；10承壓罐；11.天然氣出口；12.高壓氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)口；13.液態(tài)有機(jī)工質(zhì)出口；14.防暴接線端子；15.天然氣進(jìn)口；16.油分濾芯更換孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

原有的天然氣降壓升溫工序中，高壓天然氣(0.8-1.3Mpa)通過節(jié)流閥減壓到低壓狀態(tài)(0.2MPa)，同時溫度從較高溫度(15℃)下降到低溫(-45℃)，然后經(jīng)過加熱設(shè)備，溫度提升至較高溫度(10℃以上)。

本發(fā)明用0.8-1.3Mpa的高壓天然氣處理過程中的余壓能和冷能實施發(fā)電，實現(xiàn)能源的梯級利用，改善原來天然氣處理工序中的能源浪費的局面。天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)流程圖如圖1所示，高壓天然氣在雙螺桿余壓發(fā)電膨脹機(jī)1內(nèi)膨脹做功，變?yōu)榈蜏氐蛪旱臓顟B(tài)，同時雙螺桿余壓發(fā)電膨脹機(jī)1把膨脹功轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功帶動余壓發(fā)電用永磁發(fā)電機(jī)2轉(zhuǎn)動，輸出電能，低壓低溫天然氣進(jìn)入熱管換熱器3，與低溫氣態(tài)工質(zhì)換熱，低溫低壓天然氣被加熱到低壓常溫狀態(tài)，輸送至用戶，同時低溫氣態(tài)有機(jī)發(fā)電工質(zhì)被冷凝為低壓液態(tài)，經(jīng)過工質(zhì)泵4增壓，以高壓液態(tài)的狀態(tài)進(jìn)入蒸發(fā)器7與熱源換熱，變?yōu)楦邏簹鈶B(tài)工質(zhì)，進(jìn)入雙螺桿冷能發(fā)電膨脹機(jī)5膨脹做功，變?yōu)榈蛪簹鈶B(tài)工質(zhì)，完成一個有機(jī)朗肯循環(huán)，同時雙螺桿冷能發(fā)電膨脹機(jī)5把膨脹功轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功，帶動冷能發(fā)電用永磁發(fā)電機(jī)6轉(zhuǎn)動，輸出電能。

本發(fā)明涉及到的天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電機(jī)組的外形圖如圖2所示，本專利采用承壓罐10結(jié)構(gòu)來保證整個系統(tǒng)的密封，以防系統(tǒng)中轉(zhuǎn)動部件軸封處泄漏的天然氣進(jìn)入環(huán)境，引發(fā)火災(zāi)或爆炸。同時承壓罐10還起到降噪的作用。罐體端口都采用法蘭接口，可以比較容易的實現(xiàn)密封性。同時，天然氣在承壓罐內(nèi)流動，沖刷罐內(nèi)部件，達(dá)到降溫的效果。本專利采用熱管換熱器3來作為冷能吸收部件，在熱管換熱器內(nèi)加入擋板，多次改變天然氣在熱管換熱器3的流向，增加天然氣的流程。本發(fā)明采用立式油氣分離器9，在本專利提及的系統(tǒng)中，更換油分的濾芯時，只需大概罐體上的立式油氣分離器9上部的端蓋，更換方便。本專利涉及的天然氣余壓冷能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。工質(zhì)泵4采用不銹鋼多級離心泵。

以本發(fā)明所覆蓋的系列發(fā)電機(jī)組中的50kW機(jī)組為例，當(dāng)天然氣的參數(shù)為1.3Mpa(表壓)，15℃，5.8m³/min時，可以每小時產(chǎn)生50kW●h的電能，經(jīng)過這個系統(tǒng)的天然氣狀態(tài)變?yōu)?.2Mpa(表壓),10℃以上。全部過程不會破壞原生產(chǎn)工藝的要求，降低高品位能源的消耗，減少環(huán)境污染和熱污染，達(dá)到了節(jié)能減排的目標(biāo)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述的實施案例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化和修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍，本申請所要求的保護(hù)范圍如本申請權(quán)利要求書所示。