利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置，該裝置包括：第一加熱器、第二加熱器、膨脹發(fā)電機(jī)組、空溫式加熱器、制冰機(jī)、七臺(tái)閥門。高壓管網(wǎng)向下游管網(wǎng)供應(yīng)天然氣的過(guò)程中釋放出大量的壓力能，本裝置利用高壓天然氣的壓力能發(fā)電，并回收降壓過(guò)程產(chǎn)生的冷能，提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，在發(fā)電的同時(shí)避免了電廠發(fā)電帶來(lái)的污染問(wèn)題，符合節(jié)能環(huán)保的要求。
【專利說(shuō)明】
利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種利用天然氣壓力能發(fā)電并且回收冷能的裝置，具體涉及一種利用膨脹發(fā)電機(jī)組及制冰機(jī)的發(fā)電并回收冷能的裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]天然氣門站主要作用是將高壓、次高壓的管網(wǎng)氣減壓至下游管網(wǎng)的壓力，加臭并送至城市中壓燃?xì)夤芫W(wǎng)。天然氣管網(wǎng)中蘊(yùn)含的巨大的余壓余能資源，可以廣泛應(yīng)用于發(fā)電、 調(diào)壓儲(chǔ)氣、制冷、生產(chǎn)LNG等多種用途。但是，由于天然氣經(jīng)過(guò)多級(jí)調(diào)壓，調(diào)壓站布局分散，對(duì)天然氣余壓利用帶來(lái)了困難。
[0003]天然氣管網(wǎng)壓力能通過(guò)膨脹機(jī)發(fā)電，具有占地小、可行性高的特點(diǎn)，是城市天然氣管網(wǎng)壓力能回收利用的首選。同時(shí)，利用調(diào)壓前后天然氣的壓差發(fā)電供給場(chǎng)站內(nèi)部的場(chǎng)站照明、遠(yuǎn)程監(jiān)控和冬天伴熱等所需電力，一方面可以解決場(chǎng)站中目前急需解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題， 另一方面多余的電力可以作并網(wǎng)處理，具有重要的意義?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型涉及一種利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置，該裝置包括:第一加熱器、第二加熱器、膨脹發(fā)電機(jī)組、空溫式加熱器、制冰機(jī)、七臺(tái)閥門；
[0005]來(lái)自高壓管網(wǎng)的常溫天然氣經(jīng)管道連接至第一加熱器，出第一加熱器后再連接膨脹發(fā)電機(jī)組的入口，而后由膨脹發(fā)電機(jī)組的出口分為三路，第一路連接至閥門一，第二路依次連接閥門二和空溫式加熱器的入口，第三路依次連接閥門三和制冰機(jī)的入口，閥門一出口、空溫式加熱器的出口和制冰機(jī)的出口匯合后連接至第二加熱器入口，第二加熱器出口連接下游中壓管網(wǎng)；
[0006]第一加熱器的熱媒入口管路上設(shè)置有閥門四，出口管路上設(shè)置有閥門五；閥門四和閥門五打開(kāi)時(shí)，第一加熱器工作，進(jìn)入第一加熱器的天然氣被加熱；閥門四和閥門五關(guān)閉時(shí)，第一加熱器停止工作，第一進(jìn)入加熱器的天然氣不被加熱；
[0007]第二加熱器的熱媒入口管路上設(shè)置有閥門六，出口管路上設(shè)置有閥門七；閥門六和閥門七打開(kāi)時(shí)，第二加熱器工作，進(jìn)入第二加熱器的天然氣被加熱；閥門六和閥門七關(guān)閉時(shí)，第二加熱器停止工作，進(jìn)入第二加熱器的天然氣不被加熱。
[0008]進(jìn)一步，膨脹發(fā)電機(jī)組主要包括主機(jī)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)和控制及并網(wǎng)系統(tǒng)三部分。
[0009]本實(shí)用新型的裝置采用的工藝為:
[0010](A)高壓管網(wǎng)來(lái)的常溫天然氣(壓力0.9?4.0MPa)經(jīng)過(guò)第一加熱器，第一加熱器以熱水或?qū)嵊妥鳛闊崦剑靥烊粴庠谄渲斜患訜嶂?5-55°C，優(yōu)選約50°C，然后進(jìn)入一臺(tái)膨脹發(fā)電機(jī)組，利用壓力能驅(qū)動(dòng)膨脹發(fā)電機(jī)組發(fā)電，溫度降至常溫(例如〇_25°C)的天然氣經(jīng)過(guò)制冰機(jī)和空溫式加熱器的旁路閥門，然后進(jìn)入第二加熱器而不被加熱，進(jìn)入下游中壓管網(wǎng)；
[0011](B)高壓管網(wǎng)來(lái)的常溫天然氣經(jīng)過(guò)第一加熱器而不被加熱，進(jìn)入一臺(tái)膨脹發(fā)電機(jī)組，利用壓力能驅(qū)動(dòng)膨脹發(fā)電機(jī)組發(fā)電，溫度降至-35?-45°C，通常約-40°C，而后進(jìn)入一臺(tái)閥門和制冰機(jī)的串聯(lián)管路，或者進(jìn)入一臺(tái)閥門和空溫式加熱器的串聯(lián)管路回收冷量，而后經(jīng)過(guò)第二加熱器，以熱水或?qū)嵊妥鳛闊崦奖患訜嶂脸?例如0-25 °C)后進(jìn)入下游中壓管網(wǎng)；當(dāng)有制冰需求時(shí)，制冰機(jī)前的閥門打開(kāi)，空溫式加熱器前的閥門關(guān)閥，膨脹發(fā)電機(jī)組出口的低溫天然氣經(jīng)制冰機(jī)回收冷量并制冰;否則，空溫式加熱器前的閥門打開(kāi)，低溫天然氣經(jīng)空溫式加熱器復(fù)溫至〇°C以上(例如0-5°C);
[0012]其中，以上兩種流程(A)和(B)能夠通過(guò)管路上閥門的開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。
[0013]膨脹發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電除用于門站自身使用外，多余的電能進(jìn)行上網(wǎng)處理。
[0014]這里所述的天然氣高壓管網(wǎng)一般是指壓力0.9?4.0MPa、常溫下的天然氣。[〇〇15]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、符合國(guó)家節(jié)能減排的要求，根據(jù)國(guó)家規(guī)定，每lkWh發(fā)電量相當(dāng)于0.39kg標(biāo)準(zhǔn)煤，每小時(shí)將減少〇.785kg二氧化碳的排放;利用高壓管網(wǎng)天然氣余壓發(fā)電，可以有效減少碳排放；[〇〇17]2、可持續(xù)性地解決了偏遠(yuǎn)場(chǎng)站電力需求的問(wèn)題；
[0018]3、符合環(huán)保的要求，在發(fā)電的同時(shí)避免了電廠發(fā)電帶來(lái)的污染問(wèn)題。
[0019]4、通過(guò)線路設(shè)計(jì)，一套系統(tǒng)可以根據(jù)需要用于不同用途，可方便地進(jìn)行切換?！靖綀D說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的裝配圖。
[0021]圖2是本發(fā)明流程(A)的示意圖。[〇〇22]圖3是本發(fā)明流程(B)的示意圖。[〇〇23]其中，E-1、第一加熱器E-2、第二加熱器E-3、空溫式加熱器X-1、膨脹發(fā)電機(jī)組 X-2、制冰機(jī)V-1、閥門一 V-2、閥門二V-3、閥門三V-4、閥門四V-5、閥門五V-6、閥門六 V-7、閥門七?！揪唧w實(shí)施方式】
[0024]本實(shí)用新型涉及一種利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置，用于回收高壓管網(wǎng)壓力能并回收天然氣膨脹過(guò)程中釋放的冷能。[〇〇25] 如圖1所示，該裝置包括:第一加熱器E-1、第二加熱器E-2、膨脹發(fā)電機(jī)組X-1、空溫式加熱器E-3、制冰機(jī)X-2、七臺(tái)閥門V-1?V-7,膨脹發(fā)電機(jī)組X-1主要包括主機(jī)、潤(rùn)滑油系統(tǒng)和控制及并網(wǎng)系統(tǒng)三部分；[〇〇26]來(lái)自高壓管網(wǎng)的常溫天然氣經(jīng)管道連接至第一加熱器E-1，出第一加熱器E-1后再連接膨脹發(fā)電機(jī)組X-1的入口，而后由膨脹發(fā)電機(jī)組X-1的出口分為三路，一路連接至閥門一v-1，一路依次連接閥門二V-2和空溫式加熱器E-3的入口，一路依次連接閥門三V-3和制冰機(jī)X-2的入口，閥門一V-1出口、空溫式加熱器E-3的出口和制冰機(jī)X-2的出口匯合后連接至第二加熱器E-2入口，第二加熱器E-2出口連接下游中壓管網(wǎng)；[〇〇27]第一加熱器E-1的熱媒入口管路上設(shè)置有閥門四V-4，出口管路上設(shè)置有閥門五V-5;閥門四V-4和閥門五V-5打開(kāi)時(shí)，第一加熱器E-1工作，進(jìn)入第一加熱器E-1的天然氣被加熱；閥門四V-4和閥門五V-5關(guān)閉時(shí)，第一加熱器E-1停止工作，進(jìn)入第一加熱器E-1的天然氣不被加熱；[0〇28]第二加熱器E-2的熱媒入口管路上設(shè)置有閥門六V-6,出口管路上設(shè)置有閥門七V-7;閥門六V-6和閥門七V-7打開(kāi)時(shí)，第二加熱器E-2工作，進(jìn)入第二加熱器E-2的天然氣被加熱；閥門六V-6和閥門七V-7關(guān)閉時(shí)，第二加熱器E-2停止工作，進(jìn)入第二加熱器E-2的天然氣不被加熱。
[0029]以下通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的裝置采用的工藝。
[0030]實(shí)施例1:
[0031](A)如圖1和圖2所示，高壓管網(wǎng)來(lái)的常溫天然氣經(jīng)過(guò)第一加熱器E-1，在其中被加熱至50°C，然后進(jìn)入一臺(tái)膨脹發(fā)電機(jī)組X-1，利用壓力能驅(qū)動(dòng)膨脹發(fā)電機(jī)組發(fā)電，溫度降至常溫的天然氣經(jīng)過(guò)閥門V-1，然后進(jìn)入第二加熱器而不被加熱，進(jìn)入下游中壓管網(wǎng)；[〇〇32]第一加熱器E-1以熱水或?qū)嵊妥鳛闊崦?，熱媒?jīng)閥門V-4進(jìn)入加熱器，而后出加熱器，經(jīng)閥門V-5出裝置；[〇〇33](B)如圖1和圖3所示，高壓管網(wǎng)來(lái)的常溫天然氣經(jīng)過(guò)第一加熱器E-1而不被加熱，進(jìn)入一臺(tái)膨脹發(fā)電機(jī)組x-l，利用壓力能驅(qū)動(dòng)膨脹發(fā)電機(jī)組X-1發(fā)電，溫度降至約-40°c ;當(dāng)有制冰需求時(shí)，制冰機(jī)X-2前的閥門V-3打開(kāi)，空溫式加熱器E-3前的閥門V-2關(guān)閥，膨脹發(fā)電機(jī)組X-1出口的低溫天然氣經(jīng)制冰機(jī)X-2回收冷量并制冰，而后經(jīng)過(guò)第二加熱器E-2被加熱至常溫后進(jìn)入下游中壓管網(wǎng)；沒(méi)有制冰需求時(shí)，制冷機(jī)X-2前的閥門V-3關(guān)閉，空溫式加熱器 E-3前的閥門V-2打開(kāi)，膨脹后的低溫天然氣經(jīng)空溫式加熱器復(fù)溫，而后經(jīng)過(guò)第二加熱器E-2 被加熱至常溫后進(jìn)入下游中壓管網(wǎng)；[〇〇34]第二加熱器E-2以熱水或?qū)嵊妥鳛闊崦?，熱媒?jīng)閥門V-6進(jìn)入加熱器，而后出加熱器，經(jīng)閥門V-7出裝置；
[0035]以上流程(A)和(B)能夠通過(guò)管路上閥門的開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。
[0036]膨脹發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電除用于門站自身使用外，多余的電能進(jìn)行上網(wǎng)處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置，其特征在于，該裝置包括:第一加熱器、 第二加熱器、膨脹發(fā)電機(jī)組、空溫式加熱器、制冰機(jī)、七臺(tái)閥門；來(lái)自高壓管網(wǎng)的常溫天然氣經(jīng)管道連接至第一加熱器，出第一加熱器后再連接膨脹發(fā) 電機(jī)組的入口，而后由膨脹發(fā)電機(jī)組的出口分為三路，第一路連接至閥門一，第二路依次連 接閥門二和空溫式加熱器的入口，第三路依次連接閥門三和制冰機(jī)的入口，閥門一出口、空 溫式加熱器的出口和制冰機(jī)的出口匯合后連接至第二加熱器入口，第二加熱器出口連接下 游中壓管網(wǎng)；第一加熱器的熱媒入口管路上設(shè)置有閥門四，出口管路上設(shè)置有閥門五；閥門四和閥 門五打開(kāi)時(shí)，第一加熱器工作，進(jìn)入第一加熱器的天然氣被加熱；閥門四和閥門五關(guān)閉時(shí)， 第一加熱器停止工作，進(jìn)入第一加熱器的天然氣不被加熱；第二加熱器的熱媒入口管路上設(shè)置有閥門六，出口管路上設(shè)置有閥門七；閥門六和閥 門七打開(kāi)時(shí)，第二加熱器工作，進(jìn)入第二加熱器的天然氣被加熱；閥門六和閥門七關(guān)閉時(shí)， 第二加熱器停止工作，進(jìn)入第二加熱器的天然氣不被加熱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述膨脹發(fā)電機(jī)組主要包括主機(jī)、潤(rùn)滑油 系統(tǒng)和控制及并網(wǎng)系統(tǒng)三部分。
【文檔編號(hào)】F01K25/08GK205579154SQ201620312081
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】何振勇, 寇偉偉, 蔚龍, 韓金潮, 楊立雨, 曹強(qiáng), 楊建 , 龍曉雨, 李小川
【申請(qǐng)人】新地能源工程技術(shù)有限公司