CN215213626U - 天然气压差发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天然气压差发电系统，包括：设备管路，设备管路设有进气管口和出气管口，进气管口用于连接上游气源，出气管口用于连接下游管线，设备管路上沿进气管口至出气管口的方向依次设有第一手动球阀、压力表、减压阀、调节阀、第一电磁阀、气动马达、发电机及第二手动球阀；发电机和第二手动球阀之间设有放散管，放散管的一端为进气口，进气口与设备管路连通，放散管的另一端为放散口，放散口用于连接放散设备，放散管上设有第二电磁阀。本实用新型通过在设备管路上连接一路放散管，增加气动马达处的压差，压差越大，气动马达启动的扭矩越大，使得发电机能够稳定启动，且不会造成资源浪费。

Description

天然气压差发电系统

技术领域

本实用新型涉及发电设备技术领域，尤其涉及一种天然气压差发电系统。

背景技术

天然气是人们生活中必不可少的重要能源，其输送需要经过从高压到低压的变送过程才可为人们所使用。目前，在天然气管网中主要通过设置调压场站以便进行从高压到低压的变换，而在调压的过程中会存在大量的天然气压力能，若不能有效利用会造成资源的白白浪费。近年来，为利用天然气调压过程中产生的压力能，衍生出了压差发电系统。

目前，现有的压差发电机主要分为两种，一种是采用螺杆膨胀发电机组，该类型的发电机组，体积大、噪声响，对于维护和保养较为困难，并且有较大的安全事故隐患，且设备本身存在多处天然气泄露点，如果出现人为意外操作，容易产生重大安全事故。而且该类型的发电机组造价高，需要占用独立的场地安装，运转需要专人看护值班，只适用于超高入口压力的使用场景。另一种是采用叶片式气动马达，一般需要较高的启动扭矩才能满足设备运转的条件，这就要求设备在选型时候为了满足运行需求，通常需要选择较大一级的叶片式气动马达。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术中普通的气动马达无法提供足够扭矩，导致后端设备无法启动的技术问题，本实用新型提供一种天然气压差发电系统，通过在设备管路上连接一路放散管，增加气动马达处的气压差，压差越大，气动马达启动的扭矩越大，使得发电机能够稳定启动，且不会造成资源浪费。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种天然气压差发电系统，包括：设备管路，所述设备管路设有进气管口和出气管口，所述进气管口用于连接上游气源，所述出气管口用于连接下游管线，所述设备管路上沿所述进气管口至所述出气管口的方向依次设有第一手动球阀、压力表、减压阀、调节阀、第一电磁阀、气动马达、发电机及第二手动球阀；所述发电机和所述第二手动球阀之间设有放散管，所述放散管的一端为进气口，所述进气口与所述设备管路连通，所述放散管的另一端为放散口，所述放散口用于连接放散设备，所述放散管上设有第二电磁阀。

进一步，具体的，所述设备管路上沿所述发电机至所述放散管的方向依次设有压力传感器和温度传感器。

进一步，具体的，还包括安全阀和第三手动球阀，所述第三手动球阀的一端与所述进气口连通，所述第三手动球阀的另一端与所述安全阀的一端连接，所述安全阀的另一端与所述放散口连通。

进一步，具体的，所述气动马达为叶片式气动马达。

进一步，具体的，所述减压阀用于将从所述进气管口进入天然气气压范围调整为5-8bar。

进一步，具体的，所述出气管口处的气压为3bar。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的天然气压差发电系统，通过增加放散管，使得气动马达处的气压差能够增大，能够有效提高气动马达的启动扭矩，实现发电机的稳定启动。本实用新型通过增大压差改善了在启动阶段，气动马达和发电机扭矩不匹配的问题，可以降低气动马达选型的要求，实现成本的降低。本实用新型通过第一电磁阀和第二电磁阀能够实现设备管路和放散管导通或者关闭的自动化控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型最优实施例的结构示意图。

图2是本实用新型气动马达扭矩和速率的关系图。

图3是本实用新型气动马达扭矩和压差的关系图。

图中：1、进气管口，2、第一手动球阀，3、压力表，4、减压阀，5、调节阀，6、第一电磁阀，7、气动马达，8、发电机，9、第二手动球阀，10、放散管，11、第二电磁阀，12、出气管口，13、温度传感器，14、压力传感器，15、安全阀，16、第三手动球阀，101、进气口，102、放散口。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，是本实用新型最优实施例，一种天然气压差发电系统，其特征在于，包括：设备管路，设备管路设有进气管口1和出气管口12，进气管口1用于连接上游气源，出气管口12用于连接下游管线，设备管路上沿进气管口1至出气管口12的方向依次设有第一手动球阀2、压力表3、减压阀4、调节阀5、第一电磁阀6、气动马达7、发电机8及第二手动球阀9；发电机8和第二手动球阀9之间设有放散管10，放散管10的一端为进气口101，进气口101与设备管路连通，放散管10的另一端为放散口102，放散口102用于连接放散设备，放散管10上设有第二电磁阀11。在本实施例中，气动马达7为叶片式气动马达。第一电磁阀6和第二电磁阀11还可以与电控系统连接，操作人员可以通过电控系统上的触摸屏控制第一电磁阀6和第二电磁阀11开启。当电控系统检测到发电机8的参数满足启动要求时，电控系统控制第二电磁阀11关闭，切断设备管路与放散管10的连通。当设备管路内的气压不正常或者有紧急情况出现时，电控系统可以控制第一电磁阀6关闭，防止事故发生。整套系统及功能能够实现自动化控制。

设备管路上沿发电机8至放散管10的方向依次设有压力传感器14和温度传感器13。在本实施例中，温度传感器13可以用于检测气动马达7出口的温度，防止因为现场气源温度较低导致气动马达7低于工作条件而造成损坏，可以实现现场低温报警。压力传感器14可以用于检测气动马达7出口的压力，防止因设备前端减压阀4损坏造成气源压力较大，超出气动马达7的使用工况，造成气动马达7损坏，可以实现设备内部高压报警。

本系统还包括安全阀15和第三手动球阀16，第三手动球阀16的一端与进气口101连通，第三手动球阀16的另一端与安全阀15的一端连接，安全阀15的另一端与放散口102连通。在本实施例中，第三手动球阀16为常开状态，安全阀15可以预先设置压力阈值，当设备管路内的压力超过压力阈值时，安全阀15可以主动将因设备前端减压阀4损坏或者其他原因造成的管内高压进行泄放，保护整套系统免受高压造成的损坏，起到安全保护的作用。

工作原理：

如图2所示，气动马达7在任何一种工况下都具备一个最低启动扭矩，这个启动扭矩会比堵转扭矩更低，在转速较小时呈现一定的非线性性。为了使得发电机8能够稳定启动，需要气动马达7的最低启动扭矩大于发电机8的启动扭矩。发电机8的启动扭矩是额定扭矩的1.5-2倍，在转速范围内，扭矩呈一定的线性。本实用新型通过减压阀4将从进气管口1处的输入的气压范围调整为5-8bar，出气管口12处的气压为3bar，使得气动马达7处能够产生2-5bar的压力差，但是2-5bar的气压差还不能使得启动马达7达到其启动扭矩，因此，本实用新型在第二手动球阀9之前设置了一路放散管10，能够提供常压放散功能。

例如，进气管口1连接上游气源，出气管口12连接下游管线，放散口102连接放散设备。打开第一手动球阀2、调节阀5、第一电磁阀6、第二手动球阀9及第二电磁阀11，天然气可以通过进气管口1进入设备管路，通过减压阀4将从进气管口1进入的气体压力调整至8bar，此时，由于第二手动球阀9及第二电磁阀11处于打开状态，设备管道内的气体可以同时从放散口102和出气管口12出去，并且，由于放散管10内的压力为0bar，使得放散口102和减压阀4之间能够形成8bar的气压差，也就是气动马达7处的气压差可以达到8bar，比原来的气压差(5bar)增加了3bar，是原来气压差的1.6倍。请参考图3，压差越大，气动马达启动的扭矩就越大，图中M1表示所需扭矩，M2表示最大输出时扭矩，n1表示所需转速，n2表示最大输出时转速。缓慢调节调节阀5使得气动马达7启动，直至气动马达7转速符合发电机8的额定转速后,电控系统控制第二电磁阀11关闭，使得天然气仅从出气管口12排出。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种天然气压差发电系统，其特征在于，包括：设备管路，所述设备管路设有进气管口(1)和出气管口(12)，所述进气管口(1)用于连接上游气源，所述出气管口(12)用于连接下游管线，所述设备管路上沿所述进气管口(1)至所述出气管口(12)的方向依次设有第一手动球阀(2)、压力表(3)、减压阀(4)、调节阀(5)、第一电磁阀(6)、气动马达(7)、发电机(8)及第二手动球阀(9)；所述发电机(8)和所述第二手动球阀(9)之间设有放散管(10)，所述放散管(10)的一端为进气口(101)，所述进气口(101)与所述设备管路连通，所述放散管(10)的另一端为放散口(102)，所述放散口(102)用于连接放散设备，所述放散管(10)上设有第二电磁阀(11)。

2.如权利要求1所述的天然气压差发电系统，其特征在于，所述设备管路上沿所述发电机(8)至所述放散管(10)的方向依次设有压力传感器(14)和温度传感器(13)。

3.如权利要求2所述的天然气压差发电系统，其特征在于，还包括安全阀(15)和第三手动球阀(16)，所述第三手动球阀(16)的一端与所述进气口(101)连通，所述第三手动球阀(16)的另一端与所述安全阀(15)的一端连接，所述安全阀(15)的另一端与所述放散口(102)连通。

4.如权利要求1所述的天然气压差发电系统，其特征在于，所述气动马达(7)为叶片式气动马达。

5.如权利要求1所述的天然气压差发电系统，其特征在于，所述减压阀(4)用于将从所述进气管口(1)进入天然气气压范围调整为5-8bar。

6.如权利要求5所述的天然气压差发电系统，其特征在于，所述出气管口(12)处的气压为3bar。

Images