[發明專利]天然氣壓力差能量回收工藝

無效

• 申請號: 200910158339.3
• 申請日: 2009-07-07
• 公開（公告）號: CN101943323A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 王飆;毛羽
• 申請（專利權）人: 王飆
• 主分類號: F17D1/075
• 分類號: F17D1/075;F01D15/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種在天然氣輸送干線與支線管道之間，利用干線與支線之間的壓力差(壓力差從0.4MPa～25MPa之間變化)進行天然氣能量回收的工藝。

背景技術

天然氣管道是目前天然氣應用過程中輸送天然氣的最主要手段。傳統高壓天然氣干線、低壓天然氣支線間的輸送供氣過程是這樣的：高壓天然氣經過高壓天然氣干線進入調壓裝置進行節流壓力調節，將高壓天然氣降壓變成低壓天然氣，當壓力符合低壓天然氣支線的天然氣壓力輸送工藝要求時，該天然氣進入低壓天然氣支線，從而完成天然氣管網間的輸送供氣。在該過程中高壓天然氣與低壓天然氣間的壓力能量差被白白損失，而沒有得到回收利用。目前天然氣輸送管線的干線與支線之間的壓力差沒有得到能量回收利用是普遍現象，從而造成巨大的能量浪費，綜合運營成本較高。目前，針對該問題還沒有提出解決辦法。

發明內容

本發明提出一種能夠解決該問題的工藝方法及裝置，該工藝及裝置可以實現在滿足原有的輸送壓力要求前提下，有效的回收天然氣管線間的壓力差能量。這些回收的能量可以用于做功、發電、冷能利用和生產液化天然氣。

由本發明所提出的天然氣壓力差能量回收的工藝，其工作原理基于熱力學基本理論：中高壓天然氣中蘊涵著較高的內能，或氣體壓力能，在中高壓天然氣經過節流降壓時，氣體體積膨脹，可以釋放大量膨脹功，這種能量是可以而且應當回收的。

本發明提出的新的能量回收利用工藝，包含兩種實施方式：

(1)一種是動力利用，即直接將高壓天然氣送入氣輪機，高壓天然氣通過氣輪機時膨脹作功，輸出機械能，可以用來發電等，同時氣輪機出口的天然氣壓力降低，滿足下游使用的壓力要求。

(2)另一種是使帶壓天然氣經過節流膨脹后制冷，同時實現壓力的降低，滿足下游使用的壓力要求。

附圖說明

本發明所涉及的工藝如圖1所示：其中：1——高壓天然氣干線；2——調壓裝置；3——低壓天然氣支線；4——壓力能回收裝置(氣輪機或節流膨脹制冷設備)；5——回收能量輸出(冷能、熱能、機械能等)；6——做功、發電、制冷、生產液化天然氣等裝置；7——產品輸出(電能、液化天然氣等)。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明所涉及的天然氣壓力差能量回收的工藝進行說明。

本發明涉及的天然氣壓力差能量回收的工藝由高壓天然氣干線1、低壓天然氣支線3、壓力差能量回收裝置4和回收能量的利用裝置6組成。該工藝是在現有的調壓裝置2(連接高壓天然氣干線1與低壓天然氣支線3進行調壓的裝置，該裝置無回收能量功能)旁邊并聯安裝本發明提出的工藝管線，壓力差能量回收裝置4和回收能量的利用裝置6組成。當投用天然氣壓力差能量回收的工藝時，關閉調壓裝置2，高壓天然氣干線1中的天然氣進入壓力差能量回收裝置4，裝置4可以利用壓力差進行能量回收，裝置4可以是氣輪機，利用高、低壓天然氣的壓力差能作功，回收和輸出機械能，裝置4也可以是節流膨脹裝置，利用高壓氣體節流膨脹制冷，輸出產生的冷能。裝置4回收的能量5(冷能、熱能、機械能等)可以進入裝置6，進行發電、制冷、生產液化天然氣等。裝置4不但可以回收壓力差能量，而且裝置4出口的天然氣壓力降低，可以進入低壓天然氣支線3，其壓力符合低壓天然氣支線3輸送壓力工藝要求，從而使下游供氣平穩不會對管網造成影響。當天然氣壓力差能量回收的工藝中壓力差能量回收裝置4出現問題或進行維修時，切斷天然氣進出壓力差能量回收裝置4，同時開啟調壓裝置2保證下游供氣平穩不會對管網造成影響。

按以上所述，本發明提出的工藝有兩種方法回收壓力能，其一是動力利用，即通過氣輪機將氣體壓力能轉化為機械能。既可以帶動動力設備做功又可直接發電。其二是利用高壓氣體的壓力能經膨脹減壓后制冷，既可生產液化天然氣，又可利用所產生的低溫流體進行發電、建設冷庫或空調制冷等。當通過該工藝壓力能利用后，低壓天然氣壓力符合低壓天然氣支線3的天然氣壓力輸送工藝要求時，該天然氣進入低壓天然氣支線3，從而完成天然氣管網間的平穩輸送供氣。

本發明提出的天然氣壓力差能量回收的工藝，可以用于所有天然氣高低壓管網間的壓力能回收，當高低壓管線壓差大于0.4MPa時，即可實施。該工藝具有廣闊的開發利用價值，為降低管道輸送能耗提供有益的幫助。