藝通過調(diào)節(jié)閥門和PLC自控系統(tǒng)即可 實現(xiàn)針對下游變動的用氣量的變化和上游高壓天然氣特性的變化，進行生產(chǎn)狀態(tài)的調(diào)節(jié)。 實用新型流程簡單，系統(tǒng)可輸出穩(wěn)定的220/380V交流電，裝置和工藝穩(wěn)定性高。
[0031] (4)能量利用率高：本實用新型提供一種智能化天然氣管網(wǎng)壓力能利用發(fā)電工藝 和裝置，有效解決了偏遠場站用電貴、用電難的問題，利用天然氣管網(wǎng)本身進行發(fā)電，體現(xiàn) 了節(jié)能降耗的要求。
[0032] (5)易于推廣使用：目前，國內(nèi)城市管網(wǎng)建設發(fā)達，相配套的調(diào)壓站、調(diào)壓箱較多。 本實用新型針對大多調(diào)壓場站處于偏遠地區(qū)，用電難的問題，給出了一種智能化工藝產(chǎn)品， 該產(chǎn)品具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，可大面積推廣使用。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本實用新型實施例一的結構示意圖；
[0034] 圖中示出：流體馬達1、發(fā)電機2、壓力溫度平衡器3、第一截止閥4、第二截止閥5、 調(diào)壓閥6、電磁閥7、電動調(diào)節(jié)閥8、止回閥9、安全閥10、第一溫度和壓力變送器11、第二溫 度和壓力變送器12、第三溫度和壓力變送器13、壓力變送器14、轉速變送器15、穩(wěn)壓穩(wěn)頻電 源16、智能充電器17、蓄電池18、甲烷在線監(jiān)測儀19。
【具體實施方式】
[0035] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型的目的作進一步詳細地描述，實施例不 能在此一一贅述，但本實用新型的實施方式并不因此限定于以下實施例。除非特別說明，本 實用新型采用的材料和加工方法為本技術領域常規(guī)材料和加工方法。
[0036] 實施例1
[0037] -種智能化天然氣管網(wǎng)壓力能發(fā)電裝置，包括管路器件系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)及智能控 制系統(tǒng)，
[0038] 所述管路器件系統(tǒng)包括通過管路依次連接于高壓管網(wǎng)和低壓管網(wǎng)之間的第一截 止閥4、調(diào)壓閥6、電磁閥7、電動調(diào)節(jié)閥8、流體馬達1、壓力溫度平衡器3、止回閥9、第二截 止閥5 ;
[0039] 所述發(fā)電系統(tǒng)包括與流體馬達1輸出軸連接的發(fā)電機2、連接發(fā)電機2電力輸出端 的穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源16,所述穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源16的輸出端包括直流電輸出端和交流電輸出端，所 述直流電輸出端依次連接智能充電器17和蓄電池18 ;
[0040] 所述的智能控制系統(tǒng)包括PLC、設置在所述調(diào)壓閥6和電磁閥7之間的管路上的壓 力變送器14、設置在所述流體馬達1和電動調(diào)節(jié)閥8之間的管路上第一溫度和壓力變送器 11、設置在所述流體馬達1和壓力溫度平衡器3之間的管路上第二溫度和壓力變送器12、設 置在所述壓力溫度平衡器3和止回閥9之間的管路上第三溫度和壓力變送器13、設置在流 體馬達1和發(fā)電機2之間的轉速變送器15、用于檢測甲烷泄露情況的甲烷在線監(jiān)測儀19、 用于檢測發(fā)電機1油位的液位傳感器，所述壓力變送器14、第一溫度和壓力變送器11、第二 溫度和壓力變送器12、第三溫度和壓力變送器13、轉速變送器15、甲烷在線監(jiān)測儀19、液位 傳感器、穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源16的輸入端及直流輸出端、交流輸出端均通過電路連接PLC。
[0041] 進一步地，所述第三溫度和壓力變送器13與止回閥9之間的管路上還設置有安全 閥10〇
[0042] 進一步地，還包括與所述PLC電路連接的報警裝置，用于當液位傳感器讀數(shù)高于 預設區(qū)間下限且低于預設區(qū)間上限一定值時、轉速變送器15的讀數(shù)位于預設區(qū)間內(nèi)且低 于一定轉速或高于一定轉速時，所述PLC發(fā)出控制指令，啟動報警裝置。
[0043] 流體馬達1選用低能耗、低成本、壽命長、易維護、體積小的AT220-150-17型流體 馬達，穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源16可選用XC-SG型三相變壓同步器，壓力溫度平衡器3可選用不銹鋼 平衡罐PLZ-206。電磁閥7選用具有緊急切斷功能的電磁閥，簡稱ZCRB型燃氣緊急切斷閥。 發(fā)電機2可選用同步發(fā)電機。
[0044] 本實施例中，天然氣通過流體馬達1后，經(jīng)過壓力溫度平衡器3調(diào)節(jié)后，溫度與壓 力符合標準后輸入下游天然氣管網(wǎng)。流體馬達1在天然氣膨脹的過程中輸出機械功，同時 帶動轉速變送器15及發(fā)電機2轉動，轉速變送器15通過變速調(diào)節(jié)，使得流體馬達1與發(fā)電 機2的轉速相匹配，發(fā)電機2輸出電功，通過穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源16，輸出標準電壓，分兩路以供儲 存和場站用電。
[0045] 參見圖1，所述智能控制系統(tǒng)中，流體馬達1上具有用于檢測輸出轉速的轉速變送 器15,轉速變送器15通過導線與智能控制系統(tǒng)相連，從而將流體馬達1的主軸轉速信號轉 換為標準電信號反饋至智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)根據(jù)主軸轉速，溫度壓力數(shù)據(jù)，流體馬 達1的固有參數(shù)與流量之間的函數(shù)關系算出流體馬達1的流量值。自控系統(tǒng)的操作過程 為：當壓力變送器14顯示壓力在允許范圍波動時，電磁閥7開啟，保證整套裝置正常運轉； 當壓力變送器14顯示壓力較長時間超出允許范圍時，將壓力信號轉換成標準電信號反饋 至PLC，PLC輸出切斷設備指令，通過程序控制輸出切斷指令作用于電磁閥7,將整套裝置與 高壓主管網(wǎng)徹底脫離，從而保證高壓網(wǎng)管的正常運行。電動調(diào)節(jié)閥8主要是調(diào)節(jié)進入流體 馬達1的天然氣流量，當天然氣流量在正常范圍時，流體馬達1的轉速與發(fā)電機轉速成倍數(shù) 關系而發(fā)電。當天然氣流量處于異常范圍時，通過轉速變送器15將速度信號轉換成標準電 信號反饋至PLC，PLC輸出調(diào)節(jié)指令作用于電動調(diào)節(jié)閥8,調(diào)節(jié)進入流體馬達1的天然氣流 量，從而改變流體馬達1的轉速并使之與發(fā)電機2匹配發(fā)電。當?shù)谌龎毫囟茸兯推?3顯 示壓力過小時，PLC通過作用于電動調(diào)節(jié)閥8,減小氣動調(diào)節(jié)閥8的開度。反之，當壓力過 大時，通過增大電動調(diào)節(jié)閥8的開度。從而保證天然氣能正常進入天然氣主管路。
[0046] 因天然氣調(diào)壓站、計量站多設置在偏遠地區(qū)，為了滿足這些樣的用戶去安裝電網(wǎng) 成本過大，而這樣的調(diào)壓站、計量站本身功率又小，消耗少，而本實施例的智能化發(fā)電系統(tǒng) 不僅解決這些偏遠場站的用電問題，充分利用壓力能，同時可以橇裝化，移動方便，除PLC 用電必須由其他形式供電外，其他元件的控制用電均由蓄電池18提供，實現(xiàn)站廠無人操 作，節(jié)約了大量的人力和能耗。
[0047] 實施例2
[0048] 本實施例涉及一種5KW智能化天然氣管網(wǎng)壓力能利用發(fā)電控制方法，以天然氣量 52000Nm 3/h，20°C為例，按照西氣東輸二級調(diào)壓范圍標準，設定調(diào)壓前天然氣壓力為25bar， 調(diào)壓后為l~2bar，高壓天然氣經(jīng)過調(diào)壓閥將25bar的天然氣降壓為5-7bar，設定流體馬達 進口壓力為5-7bar，出后壓力設定為]~2bar，轉速變送器的額定轉速設定為750rmp。壓力 5-7bar、溫度KTC的天然氣通過第一截止閥4、調(diào)壓閥6、電磁閥7、電動調(diào)節(jié)閥8及第一溫 度和壓力變送器11后進入流體馬達1膨脹降壓，經(jīng)壓力溫度平衡器3回溫后，由第二溫度 和壓力變送器12、壓力溫度平衡器3、安全閥10、止回閥9和第二截止閥5后，壓力降為1~2 bar，溫度降為-12°C，然后再進入下游中低壓燃氣管網(wǎng)；當設定壓力和轉速發(fā)生變化時需 要通過PLC進行信號調(diào)節(jié)，比如系統(tǒng)從停止狀態(tài)到工作狀態(tài)時，就需要通過PLC進行不斷的 信號調(diào)節(jié)，使整個發(fā)電裝置可進行正常運作。
[0049] 具體如下：
[0050] -種基于所述的智能化天然氣管網(wǎng)壓力能發(fā)電裝置的控制方法，包括步驟：
[0051] 1)開啟系統(tǒng)，電磁閥7開啟，高壓管網(wǎng)內(nèi)的天然氣流管路器件系統(tǒng)；
[0052] 2)PLC獲取壓力變送器14、第一溫度和壓力變送器11、第二溫度和壓力變送器12、 第三溫度和壓力變送器13、轉速變送器15、甲烷在線監(jiān)測儀19、液位傳感器、穩(wěn)壓穩(wěn)頻電源 16的輸入端及直流輸出端、交流輸出端、智能充電器17的讀數(shù)；
[0053] 3) PLC判斷獲取的讀數(shù)自動調(diào)整各部件運行狀態(tài)，以獲得符合設定要求的低壓天 然氣及發(fā)電量，即：當轉速變送器15的讀數(shù)在0~1000rmp內(nèi)，未到額定轉速750rmp時， 所述PLC發(fā)出控制指令，增加電動調(diào)節(jié)閥8開度，使流體馬達1輸出軸的轉速達到750rmp， 響應時間為3S ;當?shù)谌郎囟群蛪毫ψ兯推?3讀數(shù)位于l~2bar范圍內(nèi)，未達到設定壓力 I. 5bar時，所述PLC發(fā)出控制指令，減少電動調(diào)節(jié)閥開度使第三溫度和壓力變送器13讀數(shù) 達到設定壓力值I. 5ba