CN107120148A - 一种压力能发电上网装置 - Google Patents

一种压力能发电上网装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107120148A
CN107120148A CN201710379013.8A CN201710379013A CN107120148A CN 107120148 A CN107120148 A CN 107120148A CN 201710379013 A CN201710379013 A CN 201710379013A CN 107120148 A CN107120148 A CN 107120148A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
internet device
pressure energy
energy generating
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710379013.8A
Other languages
English (en)
Inventor
徐文东
龚美茹
王加权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GUANGZHOU BAIDUCHUAN COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
GUANGZHOU BAIDUCHUAN COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GUANGZHOU BAIDUCHUAN COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd, South China University of Technology SCUT filed Critical GUANGZHOU BAIDUCHUAN COMMUNICATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201710379013.8A priority Critical patent/CN107120148A/zh
Publication of CN107120148A publication Critical patent/CN107120148A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/006—Auxiliaries or details not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/06—Returning energy of steam, in exchanged form, to process, e.g. use of exhaust steam for drying solid fuel or plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K27/00—Plants for converting heat or fluid energy into mechanical energy, not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种压力能发电上网装置，包括冷能利用模块、发电上网模块，所述冷能利用模块并联在高压管网和低压管网之间，包括通过管路依次连接的球阀、流量计、紧急切断阀、流量调节阀、膨胀机、换热器、第四截止阀、第二电动调节阀，换热器与冷能利用设备进行换热；发电上网模块包括由膨胀机驱动发电的发电机，发电机所发的电能一部分向调压站供电，另一部分多余电能依次通过配电控制、JP柜、变压器进入到10KV公用线路。本发明工艺简洁，安全高效，运营便捷，充分利用了压力能制冷，将压力能转化的机械能进一步发电并实现并网功能，不仅实现了对原有天然气管网的无缝衔接，而且实现了原有电网的无缝衔接，便于推广与使用。

Description

一种压力能发电上网装置
技术领域
本发明涉及一种管网压力能回收利用领域，具体涉及一种压力能发电上网装置。
背景技术
天然气以高压方式通过长输管道送入终端用户后，即从高压管网输送至低压管网通常需要调压设备进行调压处理，以便用气设施匹配。而在此过程中，由高压到低压天然气的这部分天然气的压力能不仅被白白浪费，并且在调压过程中，导致调压设备受损，燃气系统经济性大为降低。
目前，国内外越来越注重对此部分压力能的回收，用于发电与制冷。中国专利CN205559179U提供一种天然气调压站与太阳能综合发电系统，解决了槽式太阳能光热发电系统夜间不易储能和天然气在调压过程中温度急剧降温对调压及管道设备运行安全构成威胁等问题；中国专利CN105114131A提供了一种天然压差发电及能量梯级利用藕合系统及使用方法，压力能用于制冰，可调控冷媒压缩量，增强了电力平衡及稳定性；中国专利CN104265381A提供了一种天然气管网调压发电制冷系统，所发电供给耗电设备如云计算服务器,减少了中间电网环节,节省了投资并并通过对发电后的低温天然气进行冷能的回收,所产生的冷能又可以提供给耗冷设备。以上专利都有提及通过利用管网压力能发电或制冷，并且应用于各用电设备或冷能利用设备，但并未实现工程化，对实际过程中电能及冷能的利用并未起到实质性效果。
发明内容
针对以上专利及文献存在且尚未解决的问题，本发明提供一种压力能发电上网装置，整套工艺装置简单，安全高效，运营便捷，充分利用了这部分压力能制冷，将压力能转化的机械能进一步发电并实现并网功能，不仅实现了对原有天然气管网的无缝衔接，而且实现了原有电网的无缝衔接，便于推广与使用。
本发明采用的技术方案具体为：
一种压力能发电上网装置，包括冷能利用模块、发电上网模块，
所述冷能利用模块并联在高压管网和低压管网之间，包括通过管路依次连接的球阀、流量计、紧急切断阀、流量调节阀、膨胀机、换热器、第四截止阀、第二电动调节阀，所述的换热器与冷能利用设备进行换热；
所述发电上网模块包括由膨胀机驱动发电的发电机，所述发电机所发的电能一部分向调压站供电，另一部分多余电能依次通过配电控制、JP柜、变压器进入到10KV公用线路。
进一步地，所述的膨胀机为双螺杆膨胀机。
进一步地，所述冷能利用设备包括空分装置、云计算服务器。
进一步地，所述配电控制包括两个串联的160A/3P并网断路器、一个接负载的80A/3P断路器、一个进入JP柜的250A/3P断路器以及与负载并联的断路器、控制器和无功补偿的30Kvar的电容。
进一步地，所述JP柜包括有双向计量表和采集终端。
进一步地，所述变压器为S11-80KVA的燃气门站专变变压器。
进一步地，所述变压器和10KV公用线路之间还串接有真空断路器和隔离开关。
进一步地，所述的真空断路器为630-25KA、10KV的智能型真空断路器。
进一步地，所述的隔离开关为630-25KA、10KV的隔离开关。
进一步地，所述的流量计与紧急切断阀之间、膨胀机与换热器之前、第二电动调节阀与低压管网之间的管路上均设置有压力变送器和温度变送器。
相对于现有技术，本发明具有如下的优点及有益效果：
1.本发明工艺简单，减少了不必要的其他装置，进而减少了压损，提高了压力能的利用效率。
2.本发明安全高效，引入发电上网系统，将发电机产生的电并入到已有的电网中，充分利用了此部分电量，且不影响原有电网的运行，实现了与原有电网的无缝衔接。
附图说明
图1为本发明实施例利用膨胀机发电工艺流程图。
图2为本发明实施例的发电上网示意图。
图中所示：1-第一截止阀；2第一电动调节阀；3-第二截止阀；4-球阀；5-流量计；6-第一压力变送器；7-第一温度变送器； 8-紧急切断阀；9-流量调节阀；10-膨胀机；11-发电机；12第二压力变送器；13-第二温度变送器；14-换热器；15-第三截止阀； 16-冷能利用设备； 17-第四截止阀；18-第二电动调节阀；19-第三温度变送器；20-第三压力变送器；21-第一160A/3P并网断路器；22-第二160A/3P并网断路器；23-80A/3P断路器；24-250A/3P断路器；25-JP柜；26-变压器；27-真空断路器；28-隔离开关；29-断路器；30-控制器；31-电容。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1和图2所示，一种压力能发电上网装置，包括冷能利用模块、发电上网模块，所述冷能利用模块并联在高压管网和低压管网之间，包括通过管路依次连接的球阀4、流量计5、紧急切断阀8、流量调节阀9、膨胀机10、换热器14、第四截止阀17、第二电动调节阀18，所述的换热器14与冷能利用设备16进行换热，所述的流量计5与紧急切断阀8之间、膨胀机10与换热器14之前、第二电动调节阀18与低压管网之间的管路上均设置有压力变送器和温度变送器，包括第一压力变送器6,第二压力变送器12,第三压力变送器20；第一温度变送器7,第二温度变送器13,第三温度变送器19。
所述发电上网模块包括由膨胀机10驱动发电的发电机11，所述发电机11所发的电能一部分向调压站供电，另一部分多余电能依次通过配电控制32、JP柜25、变压器26进入到10KV公用线路。
具体而言，所述的膨胀机10为双螺杆膨胀机。
具体而言，所述冷能利用设备16包括空分装置、云计算服务器。
具体而言，所述配电控制32包括两个串联的160A/3P并网断路器、一个接负载的80A/3P断路器23、一个进入JP柜25的250A/3P断路器24以及与负载并联的断路器29、控制器30和无功补偿的30Kvar的电容31。
具体而言，所述JP柜25包括有双向计量表和采集终端。
具体而言，所述变压器26为S11-80KVA的燃气门站专变变压器。
具体而言，所述变压器26和10KV公用线路之间还串接有真空断路器27和隔离开关28，所述的真空断路器27为630-25KA、10KV的智能型真空断路器。所述的隔离开关28为630-25KA、10KV的隔离开关。
本实施例的工作原理如下：
(1)从高压管网天然气先后经过球阀4、流量计5、紧急切断阀8、流量调节阀9进入膨胀机10，经膨胀后的低温天然气经换热器14和第三截止阀15与冷能利用设备16进行换热，回温后的天然气经截止阀17以及第二电动调节阀18汇入到低压管网；
(2)天然气经膨胀机10产生的机械能进一步经发电机11转化为电能，这些电能首先经过串联的第一160A/3P并网断路器21和第二160A/3P并网断路器22，接着一部分经80A/3P断路器23供给调压站负载自用，并且与负载并联了控制器及作无功补偿的电容，另一部分多余电量先后经250A/3P断路器24、JP柜25、变压器26、真空断路器27以及隔离开关28并入到10KV公用线路。
以某调压门站为例，该站调压流量为12000m3/h，调压规模为1.6MPa至0.37MPa，天然气初始温度约为10℃，高压网管和低压管网之间串接有第一截止阀1、第二截止阀3、第一电动调节阀2，其工作过程包括：
1、12000Nm3/h天然气分成两路，一路7500Nm3/h经过原有调压器组进行降压，温度降至2℃；另外一路4500Nm3/h天然气，经过膨胀发电机组，输出75kW电力，天然气转化成0.37MPa，-50℃，4500Nm3/h天然气经换热器后温度升为5℃，进入下游管网。
2、天然气经双螺杆膨胀机产生的机械能进一步经发电机转化为电能，这些电能首先经过两个串联的并网断路器，接着一部分电量经80A/3P断路器23供给调压站负载自用，并且与负载并联了控制器及作无功补偿的电容，250A/3P断路器24、JP柜25、变压器26、真空断路器27以及隔离开关28并入到10KV公用线路。压力能发电的电压标幺值基本维持在0.99—1.04之间，GB156-2003中规定35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称系统电压的l0％；220V单相供电电压允许偏差为标际称系统电压的+7％、－10%，压力能发电并网引起的母线电压波动范围为-0.5%—2.25%，符合国家标准。电力系统频率偏移为0.08Hz—0.17Hz，我国的额定频率为50Hz，《电力工业技术管理法规》规定允许的频率偏移为±0.2Hz—±0.5Hz，符合国家《电力工业技术管理法规》标准。这就表明压力能发电上网能够实现电力与燃气的无缝衔接
本发明的上述实施例仅为清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压力能发电上网装置，其特征在于：包括冷能利用模块、发电上网模块，
所述冷能利用模块并联在高压管网和低压管网之间，包括通过管路依次连接的球阀（4）、流量计（5）、紧急切断阀（8）、流量调节阀（9）、膨胀机（10）、换热器（14）、第四截止阀（17）、第二电动调节阀（18），所述的换热器（14）与冷能利用设备16进行换热；
所述发电上网模块包括由膨胀机（10）驱动发电的发电机（11），所述发电机（11）所发的电能一部分向调压站供电，另一部分多余电能依次通过配电控制（32）、JP柜（25）、变压器（26）进入到10KV公用线路。
2.根据权利要求1所述的一种压力能发电上网装置，其特征在于：所述的膨胀机（10）为双螺杆膨胀机。
3.根据权利要求1所述的一种压力能发电上网装置，其特征在于：所述冷能利用设备（16）包括空分装置、云计算服务器。
4.根据权利要求1所述的一种压力能发电上网装置，其特征在于：所述配电控制（32）包括两个串联的160A/3P并网断路器、一个接负载的80A/3P断路器（23）、一个进入JP柜（25）的250A/3P断路器（24）以及与负载并联的断路器（29）、控制器（30）和无功补偿的30Kvar的电容（31）。
5.根据权利要求1所述的一种压力能发电上网装置，其特征在于：所述JP柜（25）包括有双向计量表和采集终端。
6.根据权利要求1所述的一种压力能发电上网方法及装置，其特征在于：所述变压器26为S11-80KVA的燃气门站专变变压器。
7.根据权利要求1所述的一种压力能发电上网装置，其特征在于：所述变压器（26）和10KV公用线路之间还串接有真空断路器（27）和隔离开关（28）。
8.据权利要求1所述的一种压力能发电上网装置，其特征在于：
所述的真空断路器（27）为630-25KA、10KV的智能型真空断路器。
9.据权利要求1所述的一种压力能发电上网装置，其特征在于：所述的隔离开关（28）为630-25KA、10KV的隔离开关。
10.据权利要求1所述的一种压力能发电上网装置，其特征在于：所述的流量计（5）与紧急切断阀（8）之间、膨胀机（10）与换热器（14）之前、第二电动调节阀（18）与低压管网之间的管路上均设置有压力变送器和温度变送器。
CN201710379013.8A 2017-05-25 2017-05-25 一种压力能发电上网装置 Pending CN107120148A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710379013.8A CN107120148A (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种压力能发电上网装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710379013.8A CN107120148A (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种压力能发电上网装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107120148A true CN107120148A (zh) 2017-09-01

Family

ID=59730071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710379013.8A Pending CN107120148A (zh) 2017-05-25 2017-05-25 一种压力能发电上网装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107120148A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115788612A (zh) * 2022-12-12 2023-03-14 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种压差透平膨胀机组的管路系统和启停方式

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103956777A (zh) * 2014-04-04 2014-07-30 国家电网公司 一种光伏发电并入电网的方法
CN106640246A (zh) * 2016-12-01 2017-05-10 深圳市燃气集团股份有限公司 一种天然气管网压力能利用的安全操控实现系统及方法
CN207033512U (zh) * 2017-05-25 2018-02-23 华南理工大学 一种压力能发电上网装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103956777A (zh) * 2014-04-04 2014-07-30 国家电网公司 一种光伏发电并入电网的方法
CN106640246A (zh) * 2016-12-01 2017-05-10 深圳市燃气集团股份有限公司 一种天然气管网压力能利用的安全操控实现系统及方法
CN207033512U (zh) * 2017-05-25 2018-02-23 华南理工大学 一种压力能发电上网装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115788612A (zh) * 2022-12-12 2023-03-14 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种压差透平膨胀机组的管路系统和启停方式

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106640246B (zh) 一种天然气管网压力能利用的安全操控实现系统及方法
CN106640245A (zh) 利用活塞式膨胀机的天然气管网压力能回收方法及装置
CN110535135A (zh) 一种基于微源与负载协同支撑的多能互补微电网多主从控制结构及方法
CN104929776A (zh) 一种利用燃气和天然气管网压力能的联合循环发电系统
CN106050341B (zh) 一种利用管网天然气发电制冷的数据中心一体化供能装置
CN207033512U (zh) 一种压力能发电上网装置
CN203847188U (zh) 一种天然气调压站余能综合利用系统
CN205895335U (zh) 一种利用管网天然气发电制冷的数据中心一体化供能装置
CN204984494U (zh) 一种天燃气管线减压能量回收机组
CN107120148A (zh) 一种压力能发电上网装置
CN110350441A (zh) 一种基于移相变压器的输电线路在线融冰方法
CN102900640A (zh) 利用天然气输送管道压差能发电的装置
CN103867413A (zh) 一种改进的自动化天然气差压发电加热系统
CN105114132A (zh) 天燃气管线减压能量回收机组
CN208669360U (zh) 一种利用天然气压力能的发电装置
CN207999296U (zh) 天然气余压与燃气轮机耦合联供系统、管网系统
CN206280736U (zh) 一种燃气压力能发电系统
CN114087533B (zh) 一种利用天然气压力能发电制冰的调压设施系统和方法
FAN et al. Wide speed area and efficient current coordinated control of new consequent-pole hybrid excitation motor
CN205370657U (zh) 用于天然气减压计量站的发电系统和天然气调压系统
Mukolyants et al. Air heating in an air heat pump installation in the expander-generator set
CN103822400A (zh) 一种高设备利用率模块型冷热电三联供系统
Li et al. Simulation and optimization of micro power generation process by utilizing urban natural gas pipeline pressure energy
CN203731092U (zh) 利用天然气管网压力能为原料天然气增压的装置
CN207093209U (zh) 调压发电集成系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination