[發(fā)明專利]一種利用天然氣高壓管網壓力能的液化調峰方法和裝置

無效

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• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103234118A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設計）人: 潘振;陳保東;金春旭;韋麗娃;商麗艷;黃騰龍
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于油氣儲存與運輸工程技術領域，具體涉及天然氣高壓管網壓力能回收利用的儲氣調峰方法和裝置。

背景技術

能源與環(huán)境已成為世界各國的基本問題。隨著經濟的快速發(fā)展和環(huán)境保護壓力的不斷增大，天然氣作為清潔高效能源的比重日益增大。長距離、高壓力、網格化的大型供氣系統(tǒng)已成為目前世界天然氣輸氣管道的發(fā)展趨勢。隨著我國天然氣管道建設地迅猛發(fā)展，以西氣東輸二線的啟動為標志，我國天然氣管網正式進入快速發(fā)展階段。

高壓天然氣管網蘊含著大量的壓力能，因而當高壓天然氣經過各地的門站或調壓站時都要進行調壓。而在傳統(tǒng)的調壓過程中，大部分的能量由于轉化被白白浪費掉了，而且還有可能給管道及調壓設備的正常運行帶來危害。因而，充分應用氣源與城市供氣間的壓差，既可以回收大量的壓力能，還能夠消除對下游管道造成的冷破壞，提高了能源利用率。

在城市天然氣的輸配系統(tǒng)中，用戶對各類燃氣的需求量是不斷變化的。為保證供氣的連續(xù)性和供氣與用氣間的平衡，應用天然氣高壓輸送的特點，在調壓過程中同時進行天然氣液化，用液化天然氣滿足城市日、時用氣不均勻性調峰，保證燃氣的安全、平穩(wěn)、可持續(xù)地輸送到用戶。并將液化天然氣冷能用于冷庫制冷，可以達到節(jié)省能源、節(jié)能減排、提高經濟效益的目的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是一種回收利用天然氣高壓管網壓力能的液化調峰裝置。通過回收利用高壓管網壓力能和調峰的聯(lián)合應用，既實現(xiàn)了管網安全儲存與調峰。又將液化天然氣氣化所釋放的冷能加以利用，帶動冷能使用行業(yè)的發(fā)展，提高能源利用率，符合國家節(jié)能環(huán)保的基本國策。

本發(fā)明技術方案如下：其特征在于：

天然氣從高壓天然氣輸氣管道進入常規(guī)天然氣門站，初始壓力6～10MPa，經過三向閥，高壓天然氣分為a，b兩股。滿足城市管網瞬時需求量的a股天然氣經過膨脹制冷設備膨脹制冷，壓力降至0.5～1.6MPa，溫度降為-110～-49℃。此過程產生大量的冷能，低溫天然氣與冷媒在換熱器進行冷量交換，溫度提高到5℃，進入城市管網；冷媒溫度降為-30～0℃，存于低溫冷媒儲罐中。

用氣低谷時，瞬時需求過剩的b股天然氣經板式換熱器進行天然氣液化，通過氣液分離器將液化天然氣存于液化天然氣儲氣罐中；用氣高峰時，將存于液化天然氣儲氣罐中液化天然氣通過氣化器氣化調壓后的送入天然氣管網，達到削峰填谷的作用，解決高峰用氣問題。而氣液分離器分離的未液化的天然氣與b股天然氣匯合，重新進入板式換熱器。低溫冷媒儲罐中存儲的冷量隨冷媒送入板式換熱器中進行天然氣液化，換熱升溫后的冷媒返回常溫冷媒儲罐，冷媒循環(huán)使用。循環(huán)充分利用了高壓輸氣管道的壓力能液化天然氣，幾乎不需要消耗電能，提高了能源的利用率，實現(xiàn)了輸氣管網的經濟運行。

蓄冷制冷系統(tǒng)的特征在于，蓄冷裝置通過氣化器為蓄冷池儲存冷能。在使用時通過板式換熱器為冷庫提供冷能，氨泵為載冷劑提供動力。液氨通過冷庫放冷，之后回到板式換熱器。循環(huán)具有節(jié)能降耗的突出特點，大大降低了冷庫的運行成本，有很高的經濟效益。

上述系統(tǒng)合理、高效利用壓力能液化調峰的裝置，可以有效的回收高壓管網壓力能，將這部分壓力能轉化為冷量用于液化天然氣，幾乎無需消耗電能，不但可以避免天然氣管線壓力能的浪費，還解決了調峰問題。并把液化天然氣氣化釋放的冷量儲存在蓄冷池中，當供冷量小于冷庫用量時，蓄冷池便起到補充釋放冷量的作用，以滿足冷庫用戶的需求。在很大程度上提高了能源的綜合利用率，在當前能源形勢日趨緊張和提倡節(jié)約型社會的今天有一定的先進性。

發(fā)明的優(yōu)點

本發(fā)明充分利用高壓輸氣管道的壓力能液化天然氣，幾乎不需要消耗電能。流程簡單、設備少、金屬耗費少、調節(jié)靈活、工作可靠、易啟動、操作及維護方便、運行費用低。不僅有效地利用管網壓力能，解決城市燃氣的日、小時調峰問題，還將液化天然氣氣化產生的冷能用于冷庫，豐富冷能的利用方式。

附圖說明

圖1為本發(fā)明回收利用天然氣高壓管網壓力能的液化調峰裝置和工藝流程示意圖；

具體實施方式

下面結合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：