CN105757455A - 一种天然气差压能量回收机组装置 - Google Patents

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turbo expander
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姚瑞锋
李俊
林喜振
雷华杰
杨勇高
许守亮
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    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/02—Pipe-line systems for gases or vapours
    • F17D1/04—Pipe-line systems for gases or vapours for distribution of gas
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Abstract

本发明提供一种天然气差压能量回收机组装置，设置在天然气来气管线与天然气低压设备管线之间，包括透平膨胀机，透平膨胀机的进气管线与天然气来气管线连接，透平膨胀机的排气管线与需要低压天然气的设备管线连接，透平膨胀机还与离合器连接，电机的输出轴与压缩机同轴连接，电机的另一端通过离合器与透平膨胀机同轴连接。相对于现有技术，本发明透平膨胀机与调压器支路并联设置，在透平膨胀机出现故障时，在离合器快速分离的同时，气路能快速切换到调压支路，不影响系统的正常运行。通过透平膨胀机设置，能在有效的代替调压器实现降压功能的同时，对外做功，带动压缩机的运行，有效的降低了自耗电，实现能源的充分利用。

Description

一种天然气差压能量回收机组装置
技术领域
本发明属于燃气输送和发电技术领域，具体涉及一种天然气差压能量回收机组装置。
背景技术
随着西气东输管线的逐渐建成和海外液化天然气的引进，以及国家节能减排的要求，天然气作为一种清洁能源，正在逐渐代替煤，成为电厂的主要燃料。燃气电厂的天然气通常来自于管线、城市门站或LNG气化，气源压力较高，燃机、燃气锅炉等电厂所需的燃气进口压力较低，常规是通过调压器来进行压力的调节，在调压过程中，会产生较大的热力和能量损失。而且，在电厂或门站系统内不止一个天然气支路，由于各终端设备需要压力不一样，有的需要降压，有的需要加压，现有技术是用透平膨胀机发电，压缩机由电机驱动，考虑到能量的输送能耗，这是一种很大的能量浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是常规调压器的调压过程会产生较大的热力和能量损失，且电厂或门站系统各终端设备需要的压力不一样，有的需要降压，有的需要加压，用透平膨胀机发电、压缩机由电机驱动会造成一定的能耗，为解决上述问题，本发明提供一种天然气差压能量回收机组装置。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种天然气差压能量回收机组装置，设置在天然气来气管线与天然气低压设备管线之间，包括透平膨胀机，透平膨胀机的进气管线与天然气来气管线连接，透平膨胀机的排气管线与需要低压天然气的设备管线连接，透平膨胀机还与离合器连接，电机的输出轴与压缩机同轴连接，电机的另一端通过离合器与透平膨胀机同轴连接。
所述电机为同步电机。
所述天然气差压能量回收机组装置与常规调压支路并联设置。
采用离合器自动啮合和分离装置，透平膨胀机能与压缩机在设定的转速范围内快速啮合和分离。
相对于现有技术，本发明透平膨胀机与调压器支路并联设置，在透平膨胀机出现故障时，在离合器快速分离的同时，气路能快速切换到调压支路，不影响系统的正常运行。通过透平膨胀机设置，能在有效的代替调压器实现降压功能的同时，对外做功，带动压缩机的运行，有效的降低了自耗电，实现能源的充分利用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中，1是透平膨胀机；2是离合器；3是电机；4是压缩机；5是常规调压支路。
具体实施方式
如附图1所示，一种天然气差压能量回收机组装置，设置在天然气来气管线与天然气低压设备管线之间，其特征在于：包括透平膨胀机1，透平膨胀机1的进气管线与天然气来气管线连接，透平膨胀机1的排气管线与需要低压天然气的设备管线连接，透平膨胀机1还与离合器2连接，电机3的输出轴与压缩机4同轴连接，电机3的另一端通过离合器2与透平膨胀机3同轴连接，压缩机用来对天然气、制冷剂增压来满足工艺要求。
所述电机3为同步电机，能根据透平膨胀机1的输出功率改变其输入功率，当透平膨胀机1的输出功率大于压缩机4的功耗时，电机3发电运行；反之，电机3驱动运行。
所述天然气差压能量回收机组装置与常规调压支路5并联设置，在透平膨胀机3出现故障时，在离合器2快速分离的同时，气路能快速切换到常规调压支路5，不影响系统的正常运行。
天然气母管线与透平膨胀机1之间设置有调节阀，当透平膨胀机1出现故障时，离合器2快速脱离，电机3带动压缩机4的运转，同时调节阀关闭，气源切换到常规调压支路5，不影响系统的安全运行。
采用离合器2自动啮合和分离装置，透平膨胀机1能与压缩机4在设定的转速范围内快速啮合和分离。
本发明的工作过程如下：根据电机3的转速，设定离合器2的啮合转速，当透平膨胀机1的转速达到啮合转速时，透平膨胀机1与电机3一起带动压缩机4运转，电机3能根据透平膨胀机1的输出功率改变其输入功率，当透平膨胀机1的输出功率大于压缩机4的功耗时，电机3发电运行；反之，电机3驱动运行；当透平膨胀机1的转速小于啮合转速时，透平膨胀机1与离合器2分离；当透平膨胀机1出现故障时，透平膨胀机1与离合器2快速分离，电机3带动压缩机4运转，同时调节阀关闭，气源切换到常规调压支路5，不影响系统的安全运行。
相对于现有技术，本发明透平膨胀机与调压器支路并联设置，在透平膨胀机出现故障时，在离合器快速分离的同时，气路能快速切换到调压支路，不影响系统的正常运行。通过透平膨胀机设置，能在有效的代替调压器实现降压功能的同时，对外做功，带动压缩机的运行，有效的降低了自耗电，实现能源的充分利用。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种天然气差压能量回收机组装置，设置在天然气来气管线与天然气低压设备管线之间，其特征在于：包括透平膨胀机（1），透平膨胀机（1）的进气管线与天然气来气管线连接，透平膨胀机（1）的排气管线与需要低压天然气的设备管线连接，透平膨胀机（1）还与离合器（2）连接，电机（3）的输出轴与压缩机（4）同轴连接，电机（3）的另一端通过离合器（2）与透平膨胀机（3）同轴连接。
2.根据权利要求1所述的天然气差压能量回收机组装置，其特征在于：所述电机（3）为同步电机。
3.根据权利要求1所述的天然气差压能量回收机组装置，其特征在于：所述天然气差压能量回收机组装置与常规调压支路（5）并联设置。
4.根据权利要求1所述的天然气差压能量回收机组装置，其特征在于：采用离合器（2）自动啮合和分离装置，透平膨胀机（1）能与压缩机（4）在设定的转速范围内快速啮合和分离。
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