本發(fā)明涉及一種管網(wǎng)壓力能回收利用領(lǐng)域，具體涉及一種壓力能發(fā)電上網(wǎng)裝置。

背景技術(shù)：

天然氣以高壓方式通過(guò)長(zhǎng)輸管道送入終端用戶(hù)后，即從高壓管網(wǎng)輸送至低壓管網(wǎng)通常需要調(diào)壓設(shè)備進(jìn)行調(diào)壓處理，以便用氣設(shè)施匹配。而在此過(guò)程中，由高壓到低壓天然氣的這部分天然氣的壓力能不僅被白白浪費(fèi)，并且在調(diào)壓過(guò)程中，導(dǎo)致調(diào)壓設(shè)備受損，燃?xì)庀到y(tǒng)經(jīng)濟(jì)性大為降低。

目前，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越注重對(duì)此部分壓力能的回收，用于發(fā)電與制冷。中國(guó)專(zhuān)利cn205559179u提供一種天然氣調(diào)壓站與太陽(yáng)能綜合發(fā)電系統(tǒng)，解決了槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)夜間不易儲(chǔ)能和天然氣在調(diào)壓過(guò)程中溫度急劇降溫對(duì)調(diào)壓及管道設(shè)備運(yùn)行安全構(gòu)成威脅等問(wèn)題；中國(guó)專(zhuān)利cn105114131a提供了一種天然壓差發(fā)電及能量梯級(jí)利用藕合系統(tǒng)及使用方法，壓力能用于制冰，可調(diào)控冷媒壓縮量，增強(qiáng)了電力平衡及穩(wěn)定性；中國(guó)專(zhuān)利cn104265381a提供了一種天然氣管網(wǎng)調(diào)壓發(fā)電制冷系統(tǒng)，所發(fā)電供給耗電設(shè)備如云計(jì)算服務(wù)器,減少了中間電網(wǎng)環(huán)節(jié),節(jié)省了投資并并通過(guò)對(duì)發(fā)電后的低溫天然氣進(jìn)行冷能的回收,所產(chǎn)生的冷能又可以提供給耗冷設(shè)備。以上專(zhuān)利都有提及通過(guò)利用管網(wǎng)壓力能發(fā)電或制冷，并且應(yīng)用于各用電設(shè)備或冷能利用設(shè)備，但并未實(shí)現(xiàn)工程化，對(duì)實(shí)際過(guò)程中電能及冷能的利用并未起到實(shí)質(zhì)性效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上專(zhuān)利及文獻(xiàn)存在且尚未解決的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種壓力能發(fā)電上網(wǎng)裝置，整套工藝裝置簡(jiǎn)單，安全高效，運(yùn)營(yíng)便捷，充分利用了這部分壓力能制冷，將壓力能轉(zhuǎn)化的機(jī)械能進(jìn)一步發(fā)電并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)功能，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)原有天然氣管網(wǎng)的無(wú)縫銜接，而且實(shí)現(xiàn)了原有電網(wǎng)的無(wú)縫銜接，便于推廣與使用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為：

一種壓力能發(fā)電上網(wǎng)裝置，包括冷能利用模塊、發(fā)電上網(wǎng)模塊，

所述冷能利用模塊并聯(lián)在高壓管網(wǎng)和低壓管網(wǎng)之間，包括通過(guò)管路依次連接的球閥、流量計(jì)、緊急切斷閥、流量調(diào)節(jié)閥、膨脹機(jī)、換熱器、第四截止閥、第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，所述的換熱器與冷能利用設(shè)備進(jìn)行換熱；

所述發(fā)電上網(wǎng)模塊包括由膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電的發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)所發(fā)的電能一部分向調(diào)壓站供電，另一部分多余電能依次通過(guò)配電控制、jp柜、變壓器進(jìn)入到10kv公用線(xiàn)路。

進(jìn)一步地，所述的膨脹機(jī)為雙螺桿膨脹機(jī)。

進(jìn)一步地，所述冷能利用設(shè)備包括空分裝置、云計(jì)算服務(wù)器。

進(jìn)一步地，所述配電控制包括兩個(gè)串聯(lián)的160a/3p并網(wǎng)斷路器、一個(gè)接負(fù)載的80a/3p斷路器、一個(gè)進(jìn)入jp柜的250a/3p斷路器以及與負(fù)載并聯(lián)的斷路器、控制器和無(wú)功補(bǔ)償?shù)?0kvar的電容。

進(jìn)一步地，所述jp柜包括有雙向計(jì)量表和采集終端。

進(jìn)一步地，所述變壓器為s11-80kva的燃?xì)忾T(mén)站專(zhuān)變變壓器。

進(jìn)一步地，所述變壓器和10kv公用線(xiàn)路之間還串接有真空斷路器和隔離開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步地，所述的真空斷路器為630-25ka、10kv的智能型真空斷路器。

進(jìn)一步地，所述的隔離開(kāi)關(guān)為630-25ka、10kv的隔離開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步地，所述的流量計(jì)與緊急切斷閥之間、膨脹機(jī)與換熱器之前、第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與低壓管網(wǎng)之間的管路上均設(shè)置有壓力變送器和溫度變送器。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

1.本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，減少了不必要的其他裝置，進(jìn)而減少了壓損，提高了壓力能的利用效率。

2.本發(fā)明安全高效，引入發(fā)電上網(wǎng)系統(tǒng)，將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電并入到已有的電網(wǎng)中，充分利用了此部分電量，且不影響原有電網(wǎng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了與原有電網(wǎng)的無(wú)縫銜接。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例利用膨脹機(jī)發(fā)電工藝流程圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)電上網(wǎng)示意圖。

圖中所示：1-第一截止閥；2第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；3-第二截止閥；4-球閥；5-流量計(jì)；6-第一壓力變送器；7-第一溫度變送器；8-緊急切斷閥；9-流量調(diào)節(jié)閥；10-膨脹機(jī)；11-發(fā)電機(jī)；12第二壓力變送器；13-第二溫度變送器；14-換熱器；15-第三截止閥；16-冷能利用設(shè)備；17-第四截止閥；18-第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；19-第三溫度變送器；20-第三壓力變送器；21-第一160a/3p并網(wǎng)斷路器；22-第二160a/3p并網(wǎng)斷路器；23-80a/3p斷路器；24-250a/3p斷路器；25-jp柜；26-變壓器；27-真空斷路器；28-隔離開(kāi)關(guān)；29-斷路器；30-控制器；31-電容。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1和圖2所示，一種壓力能發(fā)電上網(wǎng)裝置，包括冷能利用模塊、發(fā)電上網(wǎng)模塊，所述冷能利用模塊并聯(lián)在高壓管網(wǎng)和低壓管網(wǎng)之間，包括通過(guò)管路依次連接的球閥4、流量計(jì)5、緊急切斷閥8、流量調(diào)節(jié)閥9、膨脹機(jī)10、換熱器14、第四截止閥17、第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥18，所述的換熱器14與冷能利用設(shè)備16進(jìn)行換熱，所述的流量計(jì)5與緊急切斷閥8之間、膨脹機(jī)10與換熱器14之前、第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥18與低壓管網(wǎng)之間的管路上均設(shè)置有壓力變送器和溫度變送器，包括第一壓力變送器6,第二壓力變送器12,第三壓力變送器20；第一溫度變送器7,第二溫度變送器13,第三溫度變送器19。

所述發(fā)電上網(wǎng)模塊包括由膨脹機(jī)10驅(qū)動(dòng)發(fā)電的發(fā)電機(jī)11，所述發(fā)電機(jī)11所發(fā)的電能一部分向調(diào)壓站供電，另一部分多余電能依次通過(guò)配電控制32、jp柜25、變壓器26進(jìn)入到10kv公用線(xiàn)路。

具體而言，所述的膨脹機(jī)10為雙螺桿膨脹機(jī)。

具體而言，所述冷能利用設(shè)備16包括空分裝置、云計(jì)算服務(wù)器。

具體而言，所述配電控制32包括兩個(gè)串聯(lián)的160a/3p并網(wǎng)斷路器、一個(gè)接負(fù)載的80a/3p斷路器23、一個(gè)進(jìn)入jp柜25的250a/3p斷路器24以及與負(fù)載并聯(lián)的斷路器29、控制器30和無(wú)功補(bǔ)償?shù)?0kvar的電容31。

具體而言，所述jp柜25包括有雙向計(jì)量表和采集終端。

具體而言，所述變壓器26為s11-80kva的燃?xì)忾T(mén)站專(zhuān)變變壓器。

具體而言，所述變壓器26和10kv公用線(xiàn)路之間還串接有真空斷路器27和隔離開(kāi)關(guān)28，所述的真空斷路器27為630-25ka、10kv的智能型真空斷路器。所述的隔離開(kāi)關(guān)28為630-25ka、10kv的隔離開(kāi)關(guān)。

本實(shí)施例的工作原理如下：

(1)從高壓管網(wǎng)天然氣先后經(jīng)過(guò)球閥4、流量計(jì)5、緊急切斷閥8、流量調(diào)節(jié)閥9進(jìn)入膨脹機(jī)10，經(jīng)膨脹后的低溫天然氣經(jīng)換熱器14和第三截止閥15與冷能利用設(shè)備16進(jìn)行換熱，回溫后的天然氣經(jīng)截止閥17以及第二電動(dòng)調(diào)節(jié)閥18匯入到低壓管網(wǎng)；

(2)天然氣經(jīng)膨脹機(jī)10產(chǎn)生的機(jī)械能進(jìn)一步經(jīng)發(fā)電機(jī)11轉(zhuǎn)化為電能，這些電能首先經(jīng)過(guò)串聯(lián)的第一160a/3p并網(wǎng)斷路器21和第二160a/3p并網(wǎng)斷路器22，接著一部分經(jīng)80a/3p斷路器23供給調(diào)壓站負(fù)載自用，并且與負(fù)載并聯(lián)了控制器及作無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙荩硪徊糠侄嘤嚯娏肯群蠼?jīng)250a/3p斷路器24、jp柜25、變壓器26、真空斷路器27以及隔離開(kāi)關(guān)28并入到10kv公用線(xiàn)路。

以某調(diào)壓門(mén)站為例，該站調(diào)壓流量為12000m³/h，調(diào)壓規(guī)模為1.6mpa至0.37mpa，天然氣初始溫度約為10℃，高壓網(wǎng)管和低壓管網(wǎng)之間串接有第一截止閥1、第二截止閥3、第一電動(dòng)調(diào)節(jié)閥2，其工作過(guò)程包括：

1、12000nm³/h天然氣分成兩路，一路7500nm³/h經(jīng)過(guò)原有調(diào)壓器組進(jìn)行降壓，溫度降至2℃；另外一路4500nm³/h天然氣，經(jīng)過(guò)膨脹發(fā)電機(jī)組，輸出75kw電力，天然氣轉(zhuǎn)化成0.37mpa，-50℃，4500nm³/h天然氣經(jīng)換熱器后溫度升為5℃，進(jìn)入下游管網(wǎng)。

2、天然氣經(jīng)雙螺桿膨脹機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能進(jìn)一步經(jīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能，這些電能首先經(jīng)過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的并網(wǎng)斷路器，接著一部分電量經(jīng)80a/3p斷路器23供給調(diào)壓站負(fù)載自用，并且與負(fù)載并聯(lián)了控制器及作無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙荩?50a/3p斷路器24、jp柜25、變壓器26、真空斷路器27以及隔離開(kāi)關(guān)28并入到10kv公用線(xiàn)路。壓力能發(fā)電的電壓標(biāo)幺值基本維持在0.99—1.04之間，gb156-2003中規(guī)定35kv及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)標(biāo)稱(chēng)系統(tǒng)電壓的l0％；220v單相供電電壓允許偏差為標(biāo)際稱(chēng)系統(tǒng)電壓的+7％、－10%，壓力能發(fā)電并網(wǎng)引起的母線(xiàn)電壓波動(dòng)范圍為-0.5%—2.25%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。電力系統(tǒng)頻率偏移為0.08hz—0.17hz，我國(guó)的額定頻率為50hz，《電力工業(yè)技術(shù)管理法規(guī)》規(guī)定允許的頻率偏移為±0.2hz—±0.5hz，符合國(guó)家《電力工業(yè)技術(shù)管理法規(guī)》標(biāo)準(zhǔn)。這就表明壓力能發(fā)電上網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)電力與燃?xì)獾臒o(wú)縫銜接

本發(fā)明的上述實(shí)施例僅為清楚說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其他不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。