專利名稱:一種能量回收型燃氣調壓計量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，包括燃氣膨脹機和膨脹機功能量回收裝置，燃氣進入燃氣膨脹機膨脹作功，壓力降低至設定的水平后，進入管網或用氣設備中，所述膨脹機功能量回收裝置回收燃氣膨脹機膨脹作功的能量。本實用新型在完成調壓、流量計量的同時，實現(xiàn)燃氣壓力能的回收，避免了能量浪費，提高燃氣輸配系統(tǒng)能源效率。
【專利說明】一種能量回收型燃氣調壓計量裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種燃氣管網燃氣壓力的調壓裝置，可用于城市燃氣輸配系統(tǒng)中，向用氣設備和管網供應一定壓力的燃氣。

【背景技術】
[0002]為了提高燃氣管網輸氣能力、儲氣能力，同時也為提高管網的經濟性，燃氣管網均在一定壓力下運行，燃氣進入管網前需要壓縮機增壓，而這要消耗能量；另一方面，為安全運行計，用氣設備，如燃氣鍋爐、煤氣灶、熱水器等，燃燒器進氣壓力大多接近大氣壓力，即使某些增壓燃燒設備如燃氣輪機等，進氣壓力也遠低于高壓、甚至中壓燃氣管網運行壓力，為此，輸氣系統(tǒng)及燃燒設備工作時，便需要進行調壓，將高壓燃氣調節(jié)至中壓、低壓后，供給次級管網或用氣設備。
[0003]目前所用的調壓器，調壓過程均為節(jié)流降壓過程，調壓過程中燃氣的壓力能轉化為燃氣的低品位熱焓，從而產生能量品質的降低和浪費，由于我國天然氣消耗量巨大，目前每年已達上千億立方米，且未來天然氣消耗量還將繼續(xù)增長，燃氣增壓消耗的能量也將更加可觀，調壓環(huán)節(jié)的能量浪費也就更大，不可忽視。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題就是提供一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，回收管網內燃氣調壓過程中的能量。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，包括燃氣膨脹機和膨脹機功能量回收裝置，燃氣進入燃氣膨脹機膨脹作功，壓力降低至設定的水平后，進入管網或用氣設備中，所述膨脹機功能量回收裝置回收燃氣膨脹機膨脹作功的能量。
[0006]優(yōu)選的，所述膨脹機功能量回收裝置為發(fā)電機，燃氣膨脹機對稱固定在發(fā)電機的轉軸的兩端組成膨脹機功能量發(fā)電裝置。
[0007]優(yōu)選的，燃氣經過濾器過濾后，分成兩路，再經進口導葉調節(jié)器調節(jié)后進入燃氣膨脹機膨脹作功。
[0008]優(yōu)選的，所述過濾器進口側和出口側均設有截止閥，所述燃氣膨脹機的出口也設置截止閥。
[0009]優(yōu)選的，所述燃氣膨脹機采用離心式葉輪、螺桿式轉子或者活塞式、羅茨式、渦旋式結構。
[0010]優(yōu)選的，所述燃氣膨脹機出口設置熱管換熱器，所述熱管換熱器從空氣中吸熱，所述熱管換熱器的冷凝段向燃氣放熱，加熱燃氣。
[0011]優(yōu)選的，所述燃氣膨脹機的進氣端設有一分支管引部分燃氣進入燃燒室，所述燃燒室連接換熱器，燃燒室內燃氣燃燒產生的高溫燃氣進入換熱器預先加熱燃氣，升溫后的燃氣再進入燃氣膨脹機。
[0012]優(yōu)選的，采用離心式葉輪的離心式膨脹機采用的軸承上設有儲氣套，在軸承和儲氣套間設有儲氣室，在軸承上開節(jié)流孔，壓力燃氣進入儲氣室，通過節(jié)流孔進入軸承氣隙，提供對軸承的支承。
[0013]優(yōu)選的，兩套以上的膨脹機功能量發(fā)電裝置并聯(lián)運行，每套膨脹機功能量發(fā)電裝置進口端設有一個截止閥。
[0014]優(yōu)選的，燃氣計量裝置通過測量燃氣膨脹機轉速及燃氣膨脹機進出口燃氣溫度、壓力計算燃氣流量。
[0015]本實用新型采用離心式或螺桿式、活塞式、羅茨式等膨脹機回收燃氣壓力能，燃氣進入膨脹機膨脹作功，壓力降低至需要的水平后，進入管網或用氣設備中，測量膨脹機轉速及燃氣進出口溫度、壓力等能參數(shù)，即可計算得到燃氣流量。
[0016]本實用新型的有益效果是:在完成調壓、流量計量的同時，實現(xiàn)燃氣壓力能的回收，避免了能量浪費，提高燃氣輸配系統(tǒng)能源效率。

【附圖說明】

[0017]下面結合附圖和實施例對本實用新型專利進一步說明。
[0018]圖1是本實用新型能量回收調壓器的系統(tǒng)原理圖。
[0019]圖2是熱管換熱器結構示意圖。
[0020]圖3是氣浮軸承結構示意圖。
[0021]圖4是并聯(lián)的調壓器示意圖。
[0022]圖5帶燃燒加熱系統(tǒng)的調壓器原理圖
[0023]圖中，1.過濾器，2.第一截止閥，3.進口導葉調節(jié)器，4.燃氣膨脹機，5.發(fā)電機，6.轉軸，7.第二截止閥，8.換熱管，9.翅片，10.殼體，11.儲氣套，12.儲氣室，13.軸承，14.軸，15.換熱器，16.燃燒室，17.第三截止閥，18.第四截止閥，42.第五截止閥。

【具體實施方式】
[0024]圖1給出了能量回收型燃氣調壓計量裝置的原理圖。燃氣膨脹機4對稱固定在發(fā)電機5的轉軸6的兩端，管網中燃氣經過濾器I過濾后，分成兩路，經進口導葉調節(jié)器3進入燃氣膨脹機4膨脹作功，驅動發(fā)電機5發(fā)電，燃氣膨脹后壓力降低，進入用氣設備或次級管網。為便于維護，過濾器I前后設有第一截止閥2，該能量回收型燃氣調壓計量裝置的出口設置第二截止閥7。上述燃氣膨脹機可采用離心式葉輪、螺桿式轉子、活塞式、羅茨式、渦旋式等機械。
[0025]當能量回收型燃氣調壓計量裝置進口壓力較高時，膨脹后的燃氣溫度較低，為不影響管網和設備系統(tǒng)運行，能量回收型燃氣調壓計量裝置出口設置熱管換熱器，如圖2所不，所述熱管換熱器包括換熱管8、翅片9和殼體10，利用空氣熱；)；含加熱燃氣。換熱管水平布置，兩端為蒸發(fā)器，換熱管外側設置翅片，從空氣中吸熱，中間為冷凝段，布置在殼體10中，冷凝段向燃氣放熱，加熱燃氣，使其溫度恢復。換熱管也可傾斜或豎直布置，低端為蒸發(fā)段，從空氣中吸熱，高端為冷凝段，加熱燃氣。
[0026]圖4給出了通過燃燒預熱燃氣、提高能量回收和利用效率的方案。從能量回收型燃氣調壓計量裝置供氣端引部分燃氣進入燃燒室16，燃燒產生的高溫燃氣進入換熱器15預先加熱燃氣，升溫后的燃氣再進入能量回收型燃氣調壓計量裝置膨脹、降壓，同時在燃燒室16入口側兩分支管路上分別設有第三截止閥17、第四截止閥18控制分支管路通斷。由于燃氣膨脹機進口燃氣溫度提高，燃氣膨脹可輸出更多機械功，提高了能量回收效率。
[0027]為提高效率，減少維護工作，離心式燃氣膨脹機采用圖3所示的氣浮軸承結構，其中，軸承13安裝于軸14上，軸承13上設有儲氣套11，軸承13和儲氣套11間有儲氣室12，在軸承13上開節(jié)流孔，管網中的壓力燃氣進入儲氣室，通過節(jié)流孔進入氣隙，提供對軸承的支承，克服油潤滑軸承需維護、機械效率低等缺點。
[0028]為適應流量需求變化，如圖5所示，采用兩套或兩套以上能量回收型燃氣調壓計量裝置并聯(lián)運行，兩套能量回收型燃氣調壓計量裝置共用一個過濾器1，兩套能量回收型燃氣調壓計量裝置在供氣端均設置一個第五截止閥42，通過第五截止閥42的開關控制能量回收型燃氣調壓計量裝置運行的臺數(shù)，從而調節(jié)流量，穩(wěn)定壓力。
【權利要求】
1.一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，其特征在于:包括燃氣膨脹機和膨脹機功能量回收裝置，燃氣進入燃氣膨脹機膨脹作功，壓力降低至設定的水平后，進入管網或用氣設備中，所述膨脹機功能量回收裝置回收燃氣膨脹機膨脹作功的能量。2.根據(jù)權利要求1所述的一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，其特征在于:所述膨脹機功能量回收裝置為發(fā)電機，燃氣膨脹機對稱固定在發(fā)電機的轉軸的兩端組成膨脹機功能量發(fā)電裝置。3.根據(jù)權利要求2所述的一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，其特征在于:燃氣經過濾器過濾后，分成兩路，再經進口導葉調節(jié)器調節(jié)后進入燃氣膨脹機膨脹作功。4.根據(jù)權利要求3所述的一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，其特征在于:所述過濾器進口側和出口側均設有截止閥，所述燃氣膨脹機的出口也設置截止閥。5.根據(jù)權利要求1至4任意一項所述的一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，其特征在于:所述燃氣膨脹機采用離心式葉輪、螺桿式轉子或者活塞式、羅茨式、渦旋式結構。6.根據(jù)權利要求5所述的一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，其特征在于:所述燃氣膨脹機出口設置熱管換熱器，所述熱管換熱器從空氣中吸熱，所述熱管換熱器的冷凝段向燃氣放熱，加熱燃氣。7.根據(jù)權利要求5所述的一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，其特征在于:所述燃氣膨脹機的進氣端設有一分支管引部分燃氣進入燃燒室，所述燃燒室連接換熱器，燃燒室內燃氣燃燒產生的高溫燃氣進入換熱器預先加熱燃氣，升溫后的燃氣再進入燃氣膨脹機。8.根據(jù)權利要求5所述的一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，其特征在于:采用離心式葉輪的離心式膨脹機采用的軸承上設有儲氣套，在軸承和儲氣套間設有儲氣室，在軸承上開節(jié)流孔，壓力燃氣進入儲氣室，通過節(jié)流孔進入軸承氣隙，提供對軸承的支承。9.根據(jù)權利要求2所述的一種能量回收型燃氣調壓計量裝置，其特征在于:兩套以上的膨脹機功能量發(fā)電裝置并聯(lián)運行，每套膨脹機功能量發(fā)電裝置進口端設有一個截止閥。
【文檔編號】F17D3-01GK204300703SQ201420711346
【發(fā)明者】張光玉, 蔣興鵬, 劉喆 [申請人]浙江理工大學, 張光玉