CN105545395A - 一种天然气管网压力能回收发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气管网压力能回收发电系统，包括膨胀机组和发电机，所述发电系统还包括预热器、限流孔板、调压器、加热器、燃气轮机和废热回收器，预热器进口与高压天然气管道连接，预热器出口、限流孔板、调压器、加热器、膨胀机组、发电机依次连接，膨胀机组通过管路还与燃气轮机连接，燃气轮机的烟气出口通过管路与废热回收器连接。本发明利用高压天然气稀释为低压天然气的压力差进行发电，实现压力能的回收利用，节省资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种发电系统，具体地说是一种将天然气管网压力能进行回收并发电的系统。
背景技术
目前，城市燃气主要通过管网系统进行运输，而在天然气运输过程中，高压天然气在调压过程中会产生巨大的压力降，释放大量的能量。在国内，天然气降压的过程主要通过调压站来进行调节和稳定管网压力，上游的高压、次高压管网天然气通过调压站调节压力进入中压管网，在这过程中大部分的压力能被浪费掉了。
随着经济发展，国内陆续出现了一些针对天然气管网压力能的回收利用技术，主要分为发电利用和制冷利用。其中，中国发明专利申请CN201310347177公开了一种小型天然气管网压力能发电的工艺及装置，提出了一种通过膨胀机、变速箱、发电机连接，利用天然气管网压力进行发电的小型发电装置，但其发电的效率仅能提供1-5KW小功率用户进行回收利用，可利用范围很低，且对整个管网的安全性、损耗性考虑不足，容易造成严重安全事故。
上述的技术虽有涉及但在发电的效率、利用范围、安全性等方面存在严重不足，难以满足实际管网因地理位置、特殊用电需求、安全性等多方面的需求。在资源越来越受到世界重视的当下，急需一种利用效率高、安全性能等各方面都更加突出的新型压力能回收装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种天然气管网压力能回收发电系统，利用天然气的压力能进行回收发电。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种天然气管网压力能回收发电系统，包括膨胀机组和发电机，所述发电系统还包括预热器、限流孔板、调压器、加热器、燃气轮机和废热回收器，预热器进口与高压天然气管道连接，预热器出口、限流孔板、调压器、加热器、膨胀机组、发电机依次连接，膨胀机组通过管路还与燃气轮机连接，燃气轮机的烟气出口通过管路与废热回收器连接。
所述加热器和废热回收器间通过循环水路连接，该循环水路上设有循环水泵。
所述预热器与加热器间设有第一阀门，加热器与膨胀机组之间设有第二阀门，膨胀机组与燃气轮机间设有第三阀门。
所述膨胀机组与燃气轮机间的管路设为弯曲管路。
所述膨胀机组采用的膨胀机为透平膨胀机或者螺杆式膨胀机。
所述限流孔板的进口端设有流量计，调压计的进口端设有压力表。
本发明可以实现天然气压力能的回收再利用，从天然气中压管段开孔引入高压天然气，通过流量计限制统计天然气流量，避免流量大幅波动对压力产生影响，再通过膨胀机将压力能转换为机械能带动发电机发电，实现压力能的回收再利用。并且通过设置燃气轮机，用解决了大多数天然气调压站无废热可利用的现状，实现了天然气调压站的压力能高效发电利用。
附图说明
附图1为本发明连接原理示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图1所示，本发明揭示了一种天然气管网压力能回收发电系统，包括膨胀机组9和发电机10，所述发电系统还包括预热器1、限流孔板4、调压器6、加热器7、燃气轮机12和废热回收器13，预热器1进口与高压天然气管道连接，预热器出口、限流孔板、调压器、加热器、膨胀机组、发电机依次连接，膨胀机组9通过管路还与燃气轮机12连接，燃气轮机12的烟气出口通过管路与废热回收器13连接。加热器7和废热回收器13间通过循环水路15连接，该循环水路15上设有循环水泵14，利用燃气轮机排出的高温烟气对循环水路中的水进行加热，然后将加热后的水再送入加热器中，利用该热水对天然气进行加热，从而不用额外的加热，节省能源。膨胀机组采用的膨胀机为透平膨胀机或者螺杆式膨胀机。
预热器1与加热器7间设有第一阀门2，加热器7与膨胀机组9之间设有第二阀门8，膨胀机组9与燃气轮机12间设有第三阀门11。通过各个阀门，实现更好的控制。
膨胀机组与燃气轮机间的管路设为弯曲管路，使得传送管道的面积更大更长。
此外，限流孔板的进口端设有流量计，调压计的进口端设有压力表。通过流量计，能够方便的查看到进气压力，从而通过对限流孔板的操作，限制天然气的流量，使得天然气的波动幅度不会太大。而在压力表上，可以方便的查看到进气压力，通过调压器，对气体压力进行调节，保证进入到膨胀机组中的气体压力满足要求。
本发明中，预热器的进口端与高压天然气管道相连，高压天然气先进入到预热器内，然后经限流孔板进入到调压器中，通过限流孔板的限流，使得天然气的流量波动幅度不会太大，从而保证流动的稳定性。如果压力不足，则可以通过调压器进行调整，使天然气的压力达到要求。然后天然气进入加热器中，温度升高，再进入到膨胀机组中，高压天然气降压稀释为低压的天然气，利用由高压稀释为低压产生的压力能，膨胀机组带动发电机发电，从而实现发电。在膨胀机组中，还分出一部分稀释成低压的天然气，送入燃气轮机中进行发电处理，进一步提升利用率，燃气轮机产生的高温烟气送入废热回收器内，对该废热回收器内的循环水路中的水进行加热，循环水泵带动循环水路中的水循环。
需要说明的是，以上所述并非是对本发明技术方案的限定，在不脱离本发明的创造构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种天然气管网压力能回收发电系统，包括膨胀机组和发电机，其特征在于，所述发电系统还包括预热器、限流孔板、调压器、加热器、燃气轮机和废热回收器，预热器进口与高压天然气管道连接，预热器出口、限流孔板、调压器、加热器、膨胀机组、发电机依次连接，膨胀机组通过管路还与燃气轮机连接，燃气轮机的烟气出口通过管路与废热回收器连接。
2.根据权利要求1所述的天然气管网压力能回收发电系统，其特征在于，所述加热器和废热回收器间通过循环水路连接，该循环水路上设有循环水泵。
3.根据权利要求2所述的天然气管网压力能回收发电系统，其特征在于，所述预热器与加热器间设有第一阀门，加热器与膨胀机组之间设有第二阀门，膨胀机组与燃气轮机间设有第三阀门。
4.根据权利要求3所述的天然气管网压力能回收发电系统，其特征在于，所述膨胀机组与燃气轮机间的管路设为弯曲管路。
5.根据权利要求4所述的天然气管网压力能回收发电系统，其特征在于，所述膨胀机组采用的膨胀机为透平膨胀机或者螺杆式膨胀机。
6.根据权利要求5所述的天然气管网压力能回收发电系统，其特征在于，所述限流孔板的进口端设有流量计，调压计的进口端设有压力表。
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