CN103867413B - 一种改进的自动化天然气差压发电加热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进的自动化天然气差压发电加热系统，结构中包括差压发电装置和中央控制系统，以及与中央控制系统相连接的压力变送器、电动流量调节阀、自动放空阀、电动球阀、电加热装置。本发明能够解决现有技术的不足，利用天然气的压能发电，并将电能转化为热能为调压前的天然气进行加热，提高能源的综合利用率节约企业运行成本。

Description

一种改进的自动化天然气差压发电加热系统
技术领域
本发明涉及一种天然气差压发电加热系统，尤其是一种改进的自动化天然气差压发电加热系统。
背景技术
天然气管网的天然气到达用户端时保持着很高的压力，由于下游用户无法直接使用这么高的压力，所以必须对高压天然气进行降压处理，降压过程中高压天然气的极速膨胀所产生的巨大能量一直是被白白的流失掉的，并且由于节流效应产生的低温，也对调压阀及输气管网的安全造成威胁。为了保证设备和下游用户用气的安全，必须对调压前的天然气进行加热。
现在天然气压能发电系统和天然气加热系统的缺点：
目前天然气差压发电系可控性差，当上游天然气的压力和下游用户用气量发生变化的时候，发电系统也会随之发生变化，电流和电压的不稳定性会对用电设备或电网造成冲击。不易产生经济效益。压能的利用率较低。
发电系统缺乏必要的安全系统，当设备发生故障时，无法及时采取有效措施来防止事故的发生。
现在天然气加热设备一般采用燃气锅炉进行加热，其锅炉的生产、辅助设备、维护成本较高。并且还需要消耗大量天然气才能正常工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改进的自动化天然气差压发电加热系统，能够解决现有技术的不足，利用天然气的压能发电，并将电能转化为热能为调压前的天然气进行加热，提高能源的综合利用率节约企业运行成本。富余的电能还可以供应给输气场站使用或并入电网。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种改进的自动化天然气差压发电加热系统，结构中包括差压发电装置，还包括设置在主管路上的至少一个电动流量调节阀，设置在所述差压发电装置前后支路上的至少两个电动球阀，设置在所述差压发电装置前面支路上的至少一个天然气过滤器和后面支路上的至少一个自动放空阀，分别设置在主管路上和支路上的至少两个旋塞阀，设置在支路上的至少一套电加热装置和设置在靠近分输站调压系统的主管路上的至少一个压力变送器和至少一个温度变送器，以及至少一套中央控制系统；所述中央控制系统的输入端和所述压力变送器以及温度变送器相连，所述中央控制系统的输出端和所述电动流量调节阀、自动放空阀、电动球阀、电加热装置和差压发电装置相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述差压发电装置的结构中包括通过连接轴依次连接的发电机、变速器、静叶片、动叶片和喷嘴叶片；在所述静叶片和喷嘴叶片上设置有轴温传感器和轴承润滑系统，所述轴承润滑系统中设置加热丝；所述差压发电装置的外壳设置至少一个震动传感器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电加热装置的结构包括外壳、设置在外壳内部的电加热棒和高压盘管；外壳内部充满了导热介质。
作为本发明的一种优选技术方案，所述导热介质为导热油或者防冻液。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电加热装置的结构包括外壳和设置在外壳内部的电加热棒，所述电加热棒直接对天然气进行加热。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电加热装置的结构包括外壳和设置在外壳内部的PTC陶瓷加热片，所述PTC陶瓷加热片直接对天然气进行加热。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：利用天然气的压能发电，并将电能转化为热能为调压前的天然气进行加热，预防在降压时出现冰堵等现象影响输气的稳定性，提高能源的综合利用率节约企业运行成本。富余的电能还可以供应给输气场站使用或并入电网。通过设置压力变送器和自动放空阀，在中央控制系统的调控下，可保证管路内天然气的压力稳定，减少安全隐患，提高发电效率。
中央控制系统可以时时根据下游用户天然气的用量，通过调节电动流量调节阀，进而动态调节压力与流量，以达到自动调整机组的转速和发电量，保证其在安全可控的状态下运行，并且可以在机组出现故障的情况下实现自动紧急停机，并切换至主供气管线运行，并自动将电动流量调节阀设置为全开状态，为下游用户平稳供气。保证下游用户用气的安全。
附图说明
图1是本发明第一个具体实施方式的示意图。
图2是本发明的差压发电装置的示意图。
图3是本发明的电加热装置的第一种实施例的示意图。
图4是本发明的电加热装置的第二种实施例的示意图。
图5是本发明的电加热装置的第三种实施例的示意图。
图6是本发明第二个具体实施方式的示意图。
图中：1、差压发电装置；2、电动流量调节阀；3、电动球阀；4、旋塞阀；5、电加热装置；6、自动放空阀；7、压力变送器；8、中央控制系统；9、发电机；10、变速器；11、静叶片；12、动叶片；13、喷嘴叶片；14、连接轴；15、轴温传感器；16、震动传感器；17、外壳；18、电加热棒；19、高压盘管；20、导热介质；21、PTC陶瓷加热片；22、分输站调压系统；23、温度变送器；24、天然气过滤器；25、轴承润滑系统；26、加热丝。
具体实施方式
第一个具体实施方式，参看附图1和附图2，本发明的结构中包括差压发电装置1，结构中还包括设置在主管路上的一个电动流量调节阀2，设置在所述差压发电装置1前后支路上的两个电动球阀3，设置在所述差压发电装置1前面支路上的一个天然气过滤器24和后面支路上的一个自动放空阀6，分别设置在主管路上和支路上的两个旋塞阀4，设置在支路上的一套电加热装置5和设置在靠近分输站调压系统22的主管路上的一个压力变送器7和一个温度变送器23，以及一套中央控制系统8；所述中央控制系统8的输入端和所述压力变送器7以及温度变送器23相连，所述中央控制系统8的输出端和所述电动流量调节阀2、自动放空阀6、电动球阀3、电加热装置5和差压发电装置1相连。所述差压发电装置1的结构中包括通过连接轴14依次连接的发电机9、变速器10、静叶片11、动叶片12和喷嘴叶片13；在所述静叶片11和喷嘴叶片13上设置有轴温传感器15和轴承润滑系统25，所述轴承润滑系统25中设置加热丝26；所述差压发电装置1的外壳设置四个震动传感器16。
本发明的电加热装置可以有多种实施方式。
实施例1，参看附图3，所述电加热装置5的结构包括外壳17、设置在外壳17内部的电加热棒18和高压盘管19；外壳17内部充满了导热介质20。所述导热介质20为导热油。
实施例2，参看附图4，所述电加热装置5的结构包括外壳17和设置在外壳17内部的电加热棒18，所述电加热棒18直接对天然气进行加热。
实施例3，参看附图5，所述电加热装置5的结构包括外壳17和设置在外壳17内部的PTC陶瓷加热片21，所述PTC陶瓷加热片21直接对天然气进行加热。
第二个具体实施方式，参看附图6，本发明的第二个具体实施方式是在如附图1所示的第一个具体实施方式的基础上，在主管路上并联设置了两个差压发电装置1，第二个差压发电装置1的设计与第一个具体实施方式中的差压发电装置1相同，在此不再重复描述。
参看附图1、附图2和附图6，本发明的工作原理在于：高压天然气进入差压发电装置1后，推动叶片旋转，进而通过连接轴14和变速器10带动发电机9转动发电。经过差压发电装置1后的天然气压力降低，减少了分输站调压系统22的减压难度。同时，发出的电能用于电加热装置5，对天然气进行加热，剩余的电能可并与电网，节能环保。在天然气管路上通过设置压力变送器7和自动放空阀6，在中央控制系统8的调控下，可保证管路内天然气的压力稳定，减少安全隐患，提高发电效率。
上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims (1)

1.一种改进的自动化天然气差压发电加热系统，结构中包括差压发电装置 (1)，其特征在于：结构中还包括设置在主管路上的至少一个电动流量调节阀 (2)，设置在所述差压发电装置(1)前后支路上的至少两个电动球阀(3)，设置在所述差压发电装置(1)前面支路上的至少一个天然气过滤器 (24) 和后面支路上的至少一个自动放空阀 (6)，分别设置在主管路上和支路上的至少两个旋塞阀 (4)，设置在支路上的至少一套电加热装置 (5) 和设置在靠近分输站调压系统 (22) 的主管路上的至少一个压力变送器 (7) 和至少一个温度变送器(23)，以及至少一套中央控制系统(8) ；所述中央控制系统(8)的输入端和所述压力变送器 (7) 以及温度变送器 (23) 相连，所述中央控制系统 (8) 的输出端和所述电动流量调节阀(2)、自动放空阀 (6)、电动球阀 (3)、电加热装置 (5) 和差压发电装置 (1)相连；
所述差压发电装置 (1) 的结构中包括通过连接轴 (14) 依次连接的发电机 (9)、变速器 (10)、静叶片 (11)、动叶片 (12) 和喷嘴叶片 (13) ；在所述静叶片 (11) 和喷嘴叶片 (13) 上设置有轴温传感器 (15) 和轴承润滑系统 (25)，所述轴承润滑系统 (25) 中设置加热丝 (26) ；所述差压发电装置 (1) 的外壳设置至少一个震动传感器 (16)；
所述电加热装置 (5) 的结构包括外壳 (17)、设置在外壳 (17) 内部的电加热棒(18) 和高压盘管(19) ；外壳 (17) 内部充满了导热介质 (20)，所述导热介质 (20) 为导热油或者防冻液；或者所述电加热装置 (5) 的结构包括外壳 (17) 和设置在外壳 (17)内部的电加热棒 (18)，所述电加热棒 (18) 直接对天然气进行加热；或者所述电加热装置(5) 的结构包括外壳 (17) 和设置在外壳 (17) 内部的 PTC 陶瓷加热片 (21)，所述 PTC陶瓷加热片 (21) 直接对天然气进行加热。
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