CN218151075U - 一体化气动马达式天然气差压发电装置 - Google Patents

Abstract

一体化气动马达式天然气差压发电装置，包括电气相连的PLC控制器和气动马达发电机组，所述PLC控制器用于实时远程监控传输压力参数和自动控制，所述气动马达发电机组用于将管路中天然气释放的压力能稳定高效的转换为电能或机械能；在气动马达发电机组内设有气动马达、润滑组件、加热组件和发电组件；在气动马达发电机组的一侧通过管路和法兰球阀、紧急切断阀与天然气管道相连，以保证整个装置不会出现超压运行，在紧急切断阀上通过管路连接有天然气入口，所述PLC控制器与紧急切断阀、气动马达发电机组、调压阀和压力变送器分别对应电气相连。

Description

一体化气动马达式天然气差压发电装置

技术领域：

本实用新型涉及一体化气动马达式天然气差压发电装置。

背景技术：

天然气目前属于我国重要能源之一,随其消耗量的增加,天然气管道的分布也越来越多；天然气的输送通常从上游大型能源企业在天然气输送首站开始，将从LNG接收站气化或是油井开采出来经过预处理的天然气用大型天然气压缩机加压至6.0-10.0MPa后，通过管线把燃气输送到城镇天然气门站。

输气管道是天然气传输调度过程中必不可少的结构组件，在不同的国家和地区，输气管道的最高设计压力也存在着差异和不同，一般情况下我国输气管道的最高设计压力在10MPa以上；在各城市的天然气接收门站、调压站，都需要根据下游用户的供气压力要求进行降压，然后才能够供应给普通用户，所以各城市的天然气接收门站或接收门站后都设有调压站。

为保证下游天然气管道安全运行，调压前需要对天然气进行加热使天然气的温度高于5℃，这些大量的天然气内能和压力能都会被浪费掉，能源利用率低、天然气管道运行经济性较差；同时，现有设备在能源转化发电的过程中不能实时监控管理相关的运行参数，整体操作维护步骤繁琐，异常状况下响应速度慢，导致安全系数低下，不方便进行推广和普及。

实用新型内容：

本实用新型实施例提供了一体化气动马达式天然气差压发电装置，结构设计合理，基于多个功能部件和PLC控制器的相互配合作用，能够安全快捷的将管网天然气压力能稳定高效的转化成电能或机械能，用户可选择将产生电能直接并入电网，亦可驱动调压站内其他设备运行，避免天然气能源的浪费，有效节约能源，环保高效，同时在差压发电过程中能够实时监控压力参数，简化实际操作维护步骤，当出现异常状况时可以快速响应，避免发生危险，提升安全系数，保证平稳运行，在很大程度上提高了能源利用率和天然气管网运行的经济性，方便在行业内进行推广和普及，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一体化气动马达式天然气差压发电装置，包括电气相连的PLC控制器和气动马达发电机组，所述PLC控制器用于实时远程监控传输压力参数和自动控制，所述气动马达发电机组用于将管路中天然气释放的压力能稳定高效的转换为电能或机械能；在气动马达发电机组内设有气动马达、润滑组件、加热组件和发电组件；在气动马达发电机组的一侧通过管路和法兰球阀、紧急切断阀与天然气管道相连，以保证整个装置不会出现超压运行，在紧急切断阀上通过管路连接有天然气入口，在气动马达发电机组的另一侧通过管路连接有调压阀，以保证下游管网压力稳定，在调压阀后端设有相配合的压力变送器和压力表，以检测显示出口压力参数并将压力信号远程传输到PLC控制器；所述PLC控制器与紧急切断阀、气动马达发电机组、调压阀和压力变送器分别对应电气相连。

所述润滑组件包括设置在气动马达发电机组和调压阀之间相配合设置的油气分离缓冲器和柱塞泵，所述油气分离缓冲器用于接收通过气动马达发电机组携带部分润滑油的天然气，所述柱塞泵用于将润滑油输送到气动马达发电机组，以保证气动马达发电机组稳定运行。

所述气动马达发电机组通过整流逆变器与电网相连，在整流逆变器的前端还设有PLC防爆控制组件，所述PLC防爆控制组件与紧急切断阀、气动马达发电机组、柱塞泵和压力变送器分别对应电气相连。

所述气动马达发电机组的发电量为85KW。

所述PLC控制器的型号为S7-200，在PLC控制器上设有多个引脚，所述PLC控制器通过供电引脚连接有24V直流电源。

所述天然气的进口压力为1.2-1.3MPa，所述天然气的出口压力为0.2MPa。

本实用新型采用上述结构，通过气动马达发电机组和调压阀相配合将管路中天然气释放的压力能稳定高效的转换为电能或机械能；通过紧急切断阀来保证整体装置的安全性，避免出现超压运行的情况；通过调压阀来保证下游管网压力稳定，减少异常状况发生的概率；通过PLC控制器来进行压力参数的远程监控传输和自动操作控制，并且在检测数值出现异常状况时，开启紧急切断阀，提升装置整体安全系数，具有节能环保、简便实用的优点。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的PLC控制器的电气原理图。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-2中所示，一体化气动马达式天然气差压发电装置，包括电气相连的PLC控制器和气动马达发电机组，所述PLC控制器用于实时远程监控传输压力参数和自动控制，所述气动马达发电机组用于将管路中天然气释放的压力能稳定高效的转换为电能或机械能；在气动马达发电机组内设有气动马达、润滑组件、加热组件和发电组件；在气动马达发电机组的一侧通过管路和法兰球阀、紧急切断阀与天然气管道相连，以保证整个装置不会出现超压运行，在紧急切断阀上通过管路连接有天然气入口，在气动马达发电机组的另一侧通过管路连接有调压阀，以保证下游管网压力稳定，在调压阀后端设有相配合的压力变送器和压力表，以检测显示出口压力参数并将压力信号远程传输到PLC控制器；所述PLC控制器与紧急切断阀、气动马达发电机组、调压阀和压力变送器分别对应电气相连。

所述润滑组件包括设置在气动马达发电机组和调压阀之间相配合设置的油气分离缓冲器和柱塞泵，所述油气分离缓冲器用于接收通过气动马达发电机组携带部分润滑油的天然气，所述柱塞泵用于将润滑油输送到气动马达发电机组，以保证气动马达发电机组稳定运行。

所述气动马达发电机组通过整流逆变器与电网相连，在整流逆变器的前端还设有PLC防爆控制组件，所述PLC防爆控制组件与紧急切断阀、气动马达发电机组、柱塞泵和压力变送器分别对应电气相连。

所述气动马达发电机组的发电量为85KW。

所述PLC控制器的型号为S7-200，在PLC控制器上设有多个引脚，所述PLC控制器通过供电引脚连接有24V直流电源。

所述天然气的进口压力为1.2-1.3MPa，所述天然气的出口压力为0.2MPa。

本实用新型实施例中的一体化气动马达式天然气差压发电装置的工作原理为：基于多个功能部件和PLC控制器的相互配合作用，能够安全快捷的将管网天然气压力能稳定高效的转化成电能或机械能，用户可选择将产生电能直接并入电网，亦可驱动调压站内其他设备运行，避免天然气能源的浪费，有效节约能源，环保高效，同时在差压发电过程中能够实时监控压力参数，简化实际操作维护步骤，当出现异常状况时可以快速响应，避免发生危险，提升安全系数，保证平稳运行，在很大程度上提高了能源利用率和天然气管网运行的经济性，方便在行业内进行推广和普及。

在整体方案中，主要包括电气相连的PLC控制器和气动马达发电机组，所述PLC控制器用于实时远程监控传输压力参数和自动控制，所述气动马达发电机组用于将管路中天然气释放的压力能稳定高效的转换为电能或机械能；在气动马达发电机组内设有气动马达、润滑组件、加热组件和发电组件；在气动马达发电机组的一侧通过管路和法兰球阀、紧急切断阀与天然气管道相连，以保证整个装置不会出现超压运行，在紧急切断阀上通过管路连接有天然气入口，在气动马达发电机组的另一侧通过管路连接有调压阀，以保证下游管网压力稳定，在调压阀后端设有相配合的压力变送器和压力表，以检测显示出口压力参数并将压力信号远程传输到PLC控制器；所述PLC控制器与紧急切断阀、气动马达发电机组、调压阀和压力变送器分别对应电气相连。

本申请可以代替常规天然气调压系统，或并入调压管路，将原有调压器设置为监控调压状态；高压天然气接入设备介质入口，下游管道接入介质出口。启动PLC控制器后打开进口阀门，此时电动调节阀为关闭状态，天然气经过进口阀门、气动马达发电机组和油气分离缓冲器后进入自力式调压阀上游，调节自力式调压阀使下游压力达到设定值，缓慢打开出口阀门至全开，气动马达发电机组开始工作，产生电能通过整流逆变器通入电网或用户；天然气通过发电机组后会携带部分润滑油进入油气分离缓冲器，启动柱塞泵将润滑油输送至气动马达发电机组，使润滑油循环保证减压发电机组稳定工作。

特别说明的是，压力表可以进行现场力监测和查看自力式调压阀调节压力，压力表变送器可以将压力信号传送至PLC控制器进行远程和控制电动调节阀动作。

优选的，在气动马达发电机组内设有气动马达、润滑组件、加热组件和发电组件，润滑组件包括设置在气动马达发电机组和调压阀之间相配合设置的油气分离缓冲器和柱塞泵，所述油气分离缓冲器用于接收通过气动马达发电机组携带部分润滑油的天然气，所述柱塞泵用于将润滑油输送到气动马达发电机组，以保证气动马达发电机组稳定运行。

优选的，天然气的进口压力为1.2-1.3MPa，天然气的出口压力为0.2MPa，从而将天然气压力能和内能转换成电能或机械能；气动马达发电机组的发电量为85KW，可以产生较多电量来供用户使用。

实际使用时，在PLC控制器和气动马达发电机组的共同作用下，将进入天然气管道的高压天然气进行减压，利用相应的压力能，配合多类型的功能组件，转换为用户所需要的电能或机械能，既能够避免能源的浪费、有效节约资源，又能够整体操作使用流程进行实时监控。

进一步的，本申请整体装置体积较小，便于广泛应用，集成功能强大，运输安装便捷成本低，可代替常规调压系统替换或并入管网，由一套控制系统管理，操作维护简单，检修方便。

综上所述，本实用新型实施例中的一体化气动马达式天然气差压发电装置基于多个功能部件和PLC控制器的相互配合作用，能够安全快捷的将管网天然气压力能稳定高效的转化成电能或机械能，用户可选择将产生电能直接并入电网，亦可驱动调压站内其他设备运行，避免天然气能源的浪费，有效节约能源，环保高效，同时在差压发电过程中能够实时监控压力参数，简化实际操作维护步骤，当出现异常状况时可以快速响应，避免发生危险，提升安全系数，保证平稳运行，在很大程度上提高了能源利用率和天然气管网运行的经济性，方便在行业内进行推广和普及。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一体化气动马达式天然气差压发电装置，其特征在于：包括电气相连的PLC控制器和气动马达发电机组，所述PLC控制器用于实时远程监控传输压力参数和自动控制，所述气动马达发电机组用于将管路中天然气释放的压力能稳定高效的转换为电能或机械能；在气动马达发电机组内设有气动马达、润滑组件、加热组件和发电组件；在气动马达发电机组的一侧通过管路和法兰球阀、紧急切断阀与天然气管道相连，以保证整个装置不会出现超压运行，在紧急切断阀上通过管路连接有天然气入口，在气动马达发电机组的另一侧通过管路连接有调压阀，以保证下游管网压力稳定，在调压阀后端设有相配合的压力变送器和压力表，以检测显示出口压力参数并将压力信号远程传输到PLC控制器；所述PLC控制器与紧急切断阀、气动马达发电机组、调压阀和压力变送器分别对应电气相连。

2.根据权利要求1所述的一体化气动马达式天然气差压发电装置，其特征在于：所述润滑组件包括设置在气动马达发电机组和调压阀之间相配合设置的油气分离缓冲器和柱塞泵，所述油气分离缓冲器用于接收通过气动马达发电机组携带部分润滑油的天然气，所述柱塞泵用于将润滑油输送到气动马达发电机组，以保证气动马达发电机组稳定运行。

3.根据权利要求1所述的一体化气动马达式天然气差压发电装置，其特征在于：所述气动马达发电机组通过整流逆变器与电网相连，在整流逆变器的前端还设有PLC防爆控制组件，所述PLC防爆控制组件与紧急切断阀、气动马达发电机组、柱塞泵和压力变送器分别对应电气相连。

4.根据权利要求1所述的一体化气动马达式天然气差压发电装置，其特征在于：所述气动马达发电机组的发电量为85KW。

5.根据权利要求1所述的一体化气动马达式天然气差压发电装置，其特征在于：所述PLC控制器的型号为S7-200，在PLC控制器上设有多个引脚，所述PLC控制器通过供电引脚连接有24V直流电源。

6.根据权利要求1所述的一体化气动马达式天然气差压发电装置，其特征在于：所述天然气的进口压力为1.2-1.3MPa，所述天然气的出口压力为0.2MPa。

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