CN104132245A - 一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气储存与运输工程技术领域，具体涉及一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置。随着我国经济的快速发展，作为清洁能源的天然气得到了迅猛发展，在天然气管网膨胀调压过程中会产生大量的压力能，本文以高压天然气压力能制冷为出发点，将天然气压力能产生的冷能用于城市管网调峰过程中的天然气水合物的生成和空调系统，不仅解决了城市管网的调峰问题，还实现了能源的综合利用和重大的经济价值。
Description
技术领域
本发明属于油气储存与运输工程技术领域，具体涉及一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置。
背景技术
随着我国经济的快速发展，作为清洁能源的天然气得到了迅猛发展。当前天然气管道输送长运距、高压、大口径、自动化的发展趋势。以西气东输二线的启动为标志，我国天然气管网正式进入快速发展阶段。
在天然气管网膨胀调压过程中会产生大量的压力能，而在传统的调压过程中，大部分的能量由于转化被白白浪费掉了，而且还有可能给管道及调压设备的正常运行带来危害，回收和利用天然气管道压力能不仅减少了能源的浪费还实现了的重大的经济价值，因此回收和利用天然气管道压力能得到越来越多的重视包括：高压天然气直接膨胀发电、天然气压力能用于制冷技术等。
作为天然气下游的主要用户之一的城市燃气用户，天然气用量随着时段、季节、气候和生活习惯有密切的关系，用气波动量非常大，每天都要进行“调峰”，用户对各类燃气的需求量是不断变化的。为保证供气的连续性和供气与用气间的平衡，应用天然气高压输送的特点，在调压过程中同时合成天然气水合物，用天然气水合物满足城市日、时用气不均匀性调峰，保证燃气的安全、平稳、可持续地输送到用户，并将天然气水合物分解产生的冷能用于空调系统，可以达到节省能源、节能减排、提高经济效益的目的。
发明内容
本发明的目的是一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置。通过回收利用高压管网压力能和调峰的联合应用，既实现了管网安全储存与调峰。又将压力能产生的冷能和水合物分解产生的冷能加以利用，带动冷能使用行业的发展，提高能源利用率，实现了节能减排和经济效益的双赢。
所述的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置包括：第一三通阀(1)，膨胀制冷装备(2)，对流式换热器(3)，加臭装置(4)，水合物生成塔(5)，水合物储罐(6)，第一离心泵(7)，空调换热器(8)，第二离心泵(9)，冷媒储罐(10)，第三离心泵(11)，第二三通阀(12)，干燥器(13)。
本发明技术方案如下：经过第一三通阀的部分高压天然气进入膨胀制冷装备后经过对流式换热器、加臭装置进入城市管网；经过第一三通阀的另一部分高压天然气进入水合物生成塔以水合物的形式进入水合物储罐；水由第一离心泵注入到空调换热器经过水合物储罐流入第一离心泵；从水合物储罐出来的水由第二离心泵注入水合物生成塔；从冷媒储罐出来的冷媒由第三离心泵注入到对流式换热器后经过水合物储罐、水合物生成塔流入冷媒储罐中；用气低峰时，水合物储罐未以水合物形式存在的天然气经过第二三通阀进入水合物生成塔；用气高峰时，分解出来的天然气经过第二三通阀、干燥器、加臭装置进入城市管网；从空调换热器出来的水经过对流式换热器后流入空调换热器。
所述的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，用气低峰时，水合物储罐未以水合物形式存在的天然气经过第二三通阀进入水合物生成塔生成天然气水合物，最终全部以天然气水合物的形式储存在水合物储罐；用气高峰时，分解出来的天然气经过第二三通阀、干燥器、加臭装置进入城市管网。
所述的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，用气低峰时，用从空调换热器出来的水经过对流式换热器后流入空调换热器循环代替水由第一离心泵注入到空调换热器经过水合物储罐流入第一离心泵循环保证空调机组的连续运行。
所述的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，该过程中冷媒为N2。
上述系统合理、高效利用压力能调峰的装置，可以有效的回收高压管网压力能并用于空调制冷系统，不仅避免了能源的浪费，还解决了调峰问题。综合利用资源，提高能源利用率，实现了经济的可持续发展。
发明的优点
本发明的优点：(1)通过回收高压天然气压力能产生的冷量用以空调机组，提高了能源的利用效率；(2)高效利用制冷循环过程中产生的热量用以分解天然气水合物和将天然气水合物分解产生的冷量用以空调机组；(3)本发明中冷媒为氮气，氮气为惰性气体保证该过程的安全运行；(4)流程简单、设备少、调节灵活、工作可靠、效率高；(5)无需外界提供冷能，操作费用低。
附图说明
图1为本发明一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置。
具体实施方式
下面结合附图及实施方式对本发明专利作进一步详细的说明：本发明专利具体涉及一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，经过第一三通阀的部分高压天然气进入膨胀制冷装备后经过对流式换热器、加臭装置进入城市管网；经过第一三通阀的另一部分高压天然气进入水合物生成塔以水合物的形式进入水合物储罐；水由第一离心泵注入到空调换热器经过水合物储罐流入第一离心泵；从水合物储罐出来的水由第二离心泵注入水合物生成塔；从冷媒储罐出来的冷媒由第三离心泵注入到对流式换热器后经过水合物储罐、水合物生成塔流入冷媒储罐中；用气低峰时，水合物储罐未以水合物形式存在的天然气经过第二三通阀进入水合物生成塔；用气高峰时，分解出来的天然气经过第二三通阀、干燥器、加臭装置进入城市管网；从空调换热器出来的水经过对流式换热器后流入空调换热器。
详细方案如下，所采用的装置包括：第一三通阀(1)，膨胀制冷装备(2)，对流式换热器(3)，加臭装置(4)，水合物生成塔(5)，水合物储罐(6)，第一离心泵(7)，空调换热器(8)，第二离心泵(9)，冷媒储罐(10)，第三离心泵(11)，第二三通阀(12)，干燥器(13)；其特征在于：经过第一三通阀(1)的部分高压天然气进入膨胀制冷装备(2)后经过对流式换热器(3)、加臭装置(4)进入城市管网；经过第一三通阀(1)的另一部分高压天然气进入水合物生成塔(5)以水合物的形式进入水合物储罐(6)；水由第一离心泵(7)注入到空调换热器(8)经过水合物储罐(6)流入第一离心泵(7)；从水合物储罐(6)出来的水由第二离心泵(9)注入水合物生成塔(5)；从冷媒储罐(10)出来的冷媒由第三离心泵(11)注入到对流式换热器(3)后经过水合物储罐(6)、水合物生成塔(5)流入冷媒储罐(10)中；用气低峰时，水合物储罐(6)未以水合物形式存在的天然气经过第二三通阀(12)进入水合物生成塔(5)；用气高峰时，分解出来的天然气经过第二三通阀(12)、干燥器(13)、加臭装置(4)进入城市管网；从空调换热器(8)出来的水经过对流式换热器(3)后流入空调换热器(8)。
所述的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，用气低峰时，水合物储罐(6)未以水合物形式存在的天然气经过第二三通阀(12)进入水合物生成塔(5)生成天然气水合物，最终全部以天然气水合物的形式储存在水合物储罐(6)；用气高峰时，分解出来的天然气经过第二三通阀(12)、干燥器(13)、加臭装置(4)进入城市管网。
所述的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，用气低峰时，用从空调换热器(8)出来的水经过对流式换热器(3)后流入空调换热器(8)循环代替水由第一离心泵(7)注入到空调换热器(8)经过水合物储罐(6)流入第一离心泵(7)循环保证空调机组的连续运行。
所述的的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，该过程中冷媒为N2。
Claims (4)
1.一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，方法中采用的装置包括：第一三通阀(1)，膨胀制冷装备(2)，对流式换热器(3)，加臭装置(4)，水合物生成塔(5)，水合物储罐(6)，第一离心泵(7)，空调换热器(8)，第二离心泵(9)，冷媒储罐(10)，第三离心泵(11)，第二三通阀(12)，干燥器(13)；
其特征在于：经过第一三通阀(1)的部分高压天然气进入膨胀制冷装备(2)后经过对流式换热器(3)、加臭装置(4)进入城市管网；经过第一三通阀(1)的另一部分高压天然气进入水合物生成塔(5)以水合物的形式进入水合物储罐(6)；水由第一离心泵(7)注入到空调换热器(8)经过水合物储罐(6)流入第一离心泵(7)；从水合物储罐(6)出来的水由第二离心泵(9)注入水合物生成塔(5)；从冷媒储罐(10)出来的冷媒由第三离心泵(11)注入到对流式换热器(3)后经过水合物储罐(6)、水合物生成塔(5)流入冷媒储罐(10)中；用气低峰时，水合物储罐(6)未以水合物形式存在的天然气经过第二三通阀(12)进入水合物生成塔(5)；用气高峰时，分解出来的天然气经过第二三通阀(12)、干燥器(13)、加臭装置(4)进入城市管网；从空调换热器(8)出来的水经过对流式换热器(3)后流入空调换热器(8)。
2.如权利要求1所述的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，其特征在于：用气低峰时，水合物储罐(6)未以水合物形式存在的天然气经过第二三通阀(12)进入水合物生成塔(5)生成天然气水合物，最终全部以天然气水合物的形式储存在水合物储罐(6)；用气高峰时，分解出来的天然气经过第二三通阀(12)、干燥器(13)、加臭装置(4)进入城市管网。
3.如权利要求1所述的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，其特征在于：用气低峰时，用从空调换热器(8)出来的水经过对流式换热器(3)后流入空调换热器(8)循环代替水由第一离心泵(7)注入到空调换热器(8)经过水合物储罐(6)流入第一离心泵(7)循环保证空调机组的连续运行。
4.如权利要求1所述的一种基于天然气水合物技术的调峰、制冷方法与装置，其特征在于：该过程中冷媒为N2。
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2014
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