[實用新型]基于高精度控壓控溫的天然氣壓差發電系統

有效

• 申請號: 201220331890.0
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN202645901U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 李建
• 申請（專利權）人: 李建
• 主分類號: F03G7/04
• 分類號: F03G7/04;G01K11/32;G01L11/02
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 成實

技術領域

本實用新型涉及一種發電系統，具體地說，是涉及一種基于高精度控壓控溫的天然氣壓差發電系統。?

背景技術

利用天然氣壓差發電技術發電自首次提出以來，已越來越受到人們的重視，我國自去年開始也涉及到這一方面的操作。由于利用天然氣壓差發電的一些獨特優勢，從環境保護、提高能源效率出發，因此，發展天然氣壓差發電是合理的。?

與燃煤電廠相比，利用天然氣壓差發電的電廠具有投資少、對環境污染小、整體循環效率高、調峰性能好、占地少、建設周期短、廠用電率低、耗水少、可用率高等優點。?

通常，利用管道高壓天然氣發電時，需要減壓。天然氣被壓縮后，體積會因此而膨脹9倍，產生相當大的能量。天然氣壓差發電就是利用高壓氣體在降壓時產生的能量發電，亦稱“氣體直接膨脹做功發電”。?

現有的天然氣壓差發電系統通常利用調壓站對氣體的壓力進行調節，并沒有對氣體的溫度進行調節。由于在系統中沒有設有用于調節溫度的設備，并且因為系統中的換熱設備自身的限制，導致很多時候系統都沒能很好地使用氣體的熱能；此外，簡單地利用調壓站對天然氣的壓力進行調節也會存在著誤差，并且因為這個誤差的存在，很多時候，出于安全考慮，工作人員通常都會把氣壓調低至一個明顯的安全值范圍，然后再用來進行壓差發電，因此，這也導致了發電系統沒能很充分地利用這部分天然氣的壓差能量，影響了整個發電系統的發電效率，發電的穩定性也得不到保障，并且由于調壓站要經常性地對氣體的實時氣壓進行微調，從而也影響了發電系統的工作效率，大大降低了整個天然氣壓差發電系統的性能。?

因此，如何提高整個天然氣壓差發電系統對傳輸的天然氣的控溫和控壓精度，以便充分利用氣體的熱能和壓差能量，從而大幅度提高發電系統的發電穩定性及效率，優化整個天然氣壓差發電系統的性能，便成為一道急需解決的技術難題。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于高精度控壓控溫的天然氣壓差發電系統，主要解決現有的天然氣壓差發電系統在氣壓輸送過程中對氣體的溫度和壓力控制精度不高的問題。?

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：?

基于高精度控壓控溫的天然氣壓差發電系統，包括由依次相連接的一級換熱器、單級或多級向心渦輪膨脹機組、再熱器、齒輪、減速器以及發電機組組成的發電系統，還包括與所述發電系統相連且由依次相連接的激光器、光纖光柵傳感器、調制解碼器、PC智能控制機組以及調壓閥組成的自動控壓控溫系統；所述的PC智能控制機組還分別與激光器和一級換熱器相連，所述的光纖光柵傳感器與單級或多級向心渦輪膨脹機組相連接。

為了進一步提高光纖光柵傳感器對氣體實時溫度和壓力的檢測靈敏度，所述的光纖光柵傳感器包括內部封裝有光纖光柵的包層，波長分析器以及分別與該包層和波長分析器相連的3dB光纖定向耦合器，且包層由合金材料或聚合物材料制成。?

本實用新型的設計原理在于，利用自動控壓控溫系統中的光纖光柵傳感器在所處環境的溫度和壓力兩種物理量發生變化時，光纖光柵的周期和有效折射率將發生變化，從而使反射光的中心波長發生變化，通過檢測物理量變化前后反射光波長的變化量，并利用PC智能控制機組對檢測結果進行分析就可以獲得待測物理量的變化情況，通過PC智能控制機組控制一級換熱器控制調節氣體溫度，以及控制調壓閥控制調節氣體壓力，便能實現整個天然氣壓差發電系統對氣體溫度和壓力的實時同步控制調節。?

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：?

（1）本實用新型構思嚴謹，設計巧妙，實現方便。

（2）本實用新型在天然氣壓差發電系統中加入一套自動控壓控溫系統，利用光纖光柵傳感技術及其檢測原理，通過PC智能控制機組根據實際情況對檢測結果進行處理，不僅可以實現天然氣壓差發電系統對天然氣氣體的壓力和溫度的高精度智能控制，而且通過對氣體壓力和溫度的精確調節，也充分利用了氣體的壓差能量和熱能來進行發電，從而大幅度地提高了整個發電系統的發電穩定性及效率，與現有技術相比，其具有實質性的特點和顯著的進步。?

（3）本實用新型中光纖光柵的包層采用合金材料或聚合物材料制成，相較于傳統的金屬材料，包層的制作材料極大地提高了光纖光柵傳感器的靈敏性能。?