CN205746019U - 一种压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统 - Google Patents

Abstract

一种压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，它包括有太阳能光伏板、燃气内燃发电机、余热锅炉、软化水箱，燃气内燃发电机通过一个烟气进气管与余热锅炉连接，余热锅炉通过一个进水管与软化水箱连接；燃气内燃发电机与太阳能光伏板并网发电送至400V母线，采用电力并网方式运行。本实用新型无偿使用太阳能资源发电，回收燃气内燃机的烟气余热重新用于热水回路，降低内燃机热损失，同时增加供热量，解决门站冰堵问题，有效提高热电联供的能源利用效率，达到能够热电联供的目的。

Description

一种压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决 系统

技术领域

本实用新型涉及一种压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，尤其是可以在满足加气站的电力需求的基础上，将不同温度的热能进行综合梯级利用。本实用新型公开了属于节能技术领域的一种实现太阳能光伏发电、燃气内燃机发电、余热锅炉供热结合的系统。该系统采用太阳能光伏板收集太阳能，利用光生伏特效应进行发电。光伏系统、燃气内燃发电机所发电力通过变配电室并入加气站母线，供应加气站内部电力负荷。内燃机发电过程产生中高温烟气，可提取内燃机烟气余热作为余热锅炉给水箱的热源，并替代周边天然气高压门站电伴热系统解决冰堵问题。

背景技术

目前，燃气内燃机的热效率约为30％-40％左右,燃料燃烧所携带的大部分热能随冷却水和排气被排入大气中，得不到有效利用，通过余热利用可提高能源一次利用率，对接余热锅炉可直接产生热水为加气站供暖或给周边高压门站伴热系统提供热源。

压缩天然气加气母站内通常采用往复式压缩机将天然气压缩至储气瓶规定压力，对于电力负荷需求较大,通常配置两路市电进行供电，电力支出在总成本中所占比例很高，而天然气成本对于压缩天然气母站来说并不高，在此气价相对有利条件下采用燃气内燃机自发电力供应，对于加气站来说可大大降低电力成本，而在加气站通常设置有小型办公楼，在办公楼顶及建筑表面装设太阳能光伏板或薄膜发电设备，可利用清洁的太阳能提供部分电力，太阳能光伏发电与天然气发电可共同打造区域内部系统微电网。

压缩天然气加气母站通常建在天然气管道经过的地方，为便于接入天然气，也会设置位于高压门站附近。门站是城市输配系统的气源点，也是天然气长输管线进入城市燃气管网的配气站，其任务是接收长输管线输送来的天然气，在站内进行过滤、调压、计量、加臭、分配后，送入城市输配管网或直接送入大用户。而天然气高压门站的主要功能是储存燃气、减压后向城市输气管网输送燃气。在调压过程中因压力降低会造成温度下降，如天然气水合物在调压器逐步积聚易形成二次降温，则会形成冰堵。

所谓冰堵，就是在加气站工艺系统管线中，由于气体流动时压力降低，体积膨胀等原因产生的吸热作用，使局部温度急剧降低到0℃以下。这时，如果气体中含有游离水，就会在局部结冰而使管路堵塞，在高压门站中最容易发生冰堵是调压系统。因为调压过程中，压降会导致天然气的温度降低，一般情况下天然气的压力每下降1MPa，天然气的温度要降低3～5℃。如果天然气水露点较高，在冬季低温下，调压系统易满足形成水合物的三个条件，最容易产生冰堵现象。

提高天然气的温度能有效防止水化物的形成，在高压门站中通常采用加装电伴热或加装水套炉装置来提高天然气或工艺设备的温度。

(1)加装电伴热。在高压门站对容易发生冰堵的设备或管线加装电伴热是最常见的防止冰堵的方式，比如对调压阀及调压阀的引压管加装电伴热，可以防止调压阀和引压管发生冰堵。这种方式在天然气含水量不太高的情况下很有效。

(2)加装水套炉系统。高压门站加装水套炉系统，在调压前对管道内的天然气进行加热，使其截流后的天然气温度保持在水露点以上，避免水蒸气凝析成水，是解决高压门站冰堵现象的最有效的方式。

目前水套炉的技术比较成熟，加热炉结构主要有加热炉本体，加热系统和控制系统组成，利用天然气做燃料，PLC进行自动控制。燃气锅炉提供热水能源成本很高，并且一份天然气只能产生一份热，能源利用率偏低，还会增加天然气或电力的一次能源成本。本实用新型考虑利用燃气内燃机的烟气余热加热余热锅炉的给水，提供门站调压器水套炉系统的热源，达到能源梯级利用，不增加一次能源成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，它无偿使用太阳能资源，利用燃气发电机自发电力满足压缩天然气站的电力需求，节约自身电力成本，并回收燃气内燃机的烟气余热重新用于门站调压系统水套炉回路，降低内燃机热损失，减少燃气耗气量，同时增加供热量，有效提高系统热电联供的能源利用效率，解决高压门站调压系统冰堵问题，减少常规能源使用，具有节能环保效益，达到能够热电联供的目的。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，它包括有燃气内燃发电机(1)、软化水箱(2)、余热锅炉(3)、太阳能光伏(10)，其特征在于，图1内燃发电机(1)通过一个烟气进气管(4)与余热锅炉(3)连接，余热锅炉(3)通过一个进水管(5)与软化水箱(2)连接；在软化水箱(2)上连接有自来水进水管(6)；燃气内燃发电机(1)与太阳能光伏板(10)并网发电送至400V母线(12)，采用电力并网方式运行，为压缩天然气加气站往复式电动压缩机(11)提供电力，压缩机在燃气内燃机(11)及太阳能光伏板(10)未运行的情况下使用上游市政电网10kV母线(15)所提供电力。

其中，余热锅炉(3)设置为烟气余热加燃气补燃型。

其中，在余热锅炉(3)的进水管(5)上串联有蝶阀(9)。

其中，在烟气进气管(4)上串联有烟道门(7)和烟道防爆门(8)。

余热锅炉是以燃气内燃机高温烟气为热源，利用400-500摄氏度的高温烟气，,以软化水箱给水为热媒进行加热，并将其作为高压门站的水套炉系统提供热源,在冬季还可为压缩天然气加气站及高压门站供暖提供热源,根据末端负荷要求调整余热锅炉水泵出力,使余热锅炉给水温度保持80-90℃。使给水最终通过吸收内燃发电机余热后可满足高压门站疏解冰堵及门站供暖的要求，并达到热电联供的目的。

其中，400V母线(12)与10kV母线(15)连接有断路器(13)及变压器(14)。

其中，10kV母线(15)上游安装有逆功率保护器(16),保证自发电力不向市政电网上网输电。

本实用新型的有益效果是：

1、通过利用太阳能光伏发电及燃气内燃发电机自发电力，可以在充分利用可再生能源的同时利用天然气资源优势满足加气站内部电力需求，并降低加气站电力成本。

2、有效提高系统热电联供的能源利用效率,通过烟气余热利用解决冰堵问题，节约运行费用，减少常规能源使用,具有节能环保效益。

3、可将余热锅炉设置为烟气余热加燃气补燃形式，在事故工况下(内燃机检修或故障)也可保证供能,增强安全可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的工艺流程示意图；

图2是本实用新型的电气主接线示意图；

图1中：1、燃气内燃发电机；2、软化水箱；3、余热锅炉；4、进气管；5、进水管；6、自来水进水管；7、烟道门；8、防爆门；9、蝶阀

图2中：1、燃气内燃发电机；10、太阳能光伏板；11、往复式电动压缩机；12、400V母线；13、断路器；14、变压器；15、10kV母线；16、逆功率保护器。

具体实施方式

参见图1所示：一种压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统,它包括有，有燃气内燃发电机1、软化水箱2、余热锅炉3、太阳能光伏板10，其特征在于，图1,内燃发电机1通过一个烟气进气管9与余热锅炉3连接，余热锅炉3通过一个进水管15与软化水箱2连接；在软化水箱2上连接有自来水进水管6。

其中，在余热锅炉3设置为烟气余热加燃气补燃型。

其中，在余热锅炉3的进水管5上串联有蝶阀9。

其中，在烟气进气管4上串联有烟道门7和烟道防爆门8。

参见图2所示：它包括有，燃气内燃发电机1与太阳能光伏板10并网发电送至400V母线12，采用电力并网方式运行，为压缩天然气加气站往复式电动压缩机11提供电力，压缩机可在燃气内燃机11及太阳能光伏板10未运行的情况下可以使用上游市政电网10kV母线15所提供电力。

其中，400V母线12与10kV母线15连接有断路器13及变压器14。

其中，10kV母线15上游安装有逆功率保护器16,保证自发电力不向市政电网上网输电。

在图1所示实施实例中，燃气内燃发电机1燃烧天然气做功发电，软化水箱2为其余热锅炉3水循环系统补水的来源，余热锅炉3吸收燃气内燃机1的500摄氏度左右的高温烟气，出水温度达到90℃，为高压门站解决冰堵及供暖问题。

在图2所示实施实例中，在白天利用太阳能光伏板10收集太阳能进行发电，与燃气内燃发电机1发电共同并网至400V母线12，满足加气站电力需求。

本实用新型是白天日照时间内利用太阳能光伏及天然气发电满足加气站内电力需求，并且在全年可利用燃气内燃机烟气余热为高压门站解决冰堵的水套炉系统提供热负荷。本实用新型是具有显著的节能环保效益，但不同地区的太阳能光伏保证率相差较大，设计系统要因地制宜；本实用新型适用于加气站、高压门站相邻的站区。

Claims (6)

1.一种压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，它包括有燃气内燃发电机(1)、软化水箱(2)、余热锅炉(3)、太阳能光伏(10)，其特征在于，燃气内燃发电机(1)通过一个烟气进气管(9)与余热锅炉(3)连接，余热锅炉(3)通过一个进水管(15)与软化水箱(2)连接；在软化水箱(2)上连接有自来水进水管(6)；燃气内燃发电机(1)与太阳能光伏板(10)并网发电送至400V母线(12)，采用电力并网方式运行，为压缩天然气加气站往复式电动压缩机(11)提供电力，压缩机在燃气内燃机(11)及太阳能光伏板(10)未运行的情况下使用上游市政电网10kV母线(15)所提供电力。

2.根据权利要求1所述的压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，其特征在于，其中，在余热锅炉(3)设置为烟气余热加燃气补燃型。

3.根据权利要求2所述的压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，其特征在于，在余热锅炉(3)的进水管(5)上串联有第一蝶阀(9)。

4.根据权利要求3所述的压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，其特征在于，在烟气进气管(4)上串联有烟道门(7)和烟道防爆门(8)。

5.根据权利要求4所述的压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，其特征在于，400V母线(12)与10kV母线(15)连接有断路器(13)及变压器(14)。

6.根据权利要求5所述的压缩天然气加气站的电力及高压门站的冰堵综合解决系统，其特征在于，10kV母线(15)上游安装有逆功率保护器(16),保证自发电力不向市政电网上网输电。