[發明專利]利用天然氣壓力能發電及冷能回收的工藝和裝置

有效

• 申請號: 201610230461.7
• 申請日: 2016-04-14
• 公開（公告）號: CN105736944B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 何振勇;寇偉偉;蔚龍;韓金潮;楊立雨;曹強;楊建;龍曉雨;李小川
• 申請（專利權）人: 新地能源工程技術有限公司
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01;F01K25/08;F25D3/10
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 唐曙暉

本發明涉及一種利用天然氣壓力能發電及冷能回收的工藝和裝置。高壓管網向下游管網供應天然氣的過程中釋放出大量的壓力能，本工藝及裝置利用高壓天然氣的壓力能發電，并回收降壓過程產生的冷能，提升了企業的經濟效益，在發電的同時避免了電廠發電帶來的污染問題，符合節能環保的要求。

技術領域

本發明涉及一種利用天然氣壓力能發電并且回收冷能的工藝和裝置，具體涉及一種利用膨脹發電機組及制冰機的發電并回收冷能的工藝和裝置。

背景技術

天然氣門站主要作用是將高壓、次高壓的管網氣減壓至下游管網的壓力，加臭并送至城市中壓燃氣管網。天然氣管網中蘊含的巨大的余壓余能資源，可以廣泛應用于發電、調壓儲氣、制冷、生產LNG等多種用途。但是，由于天然氣經過多級調壓，調壓站布局分散，對天然氣余壓利用帶來了困難。

天然氣管網壓力能通過膨脹機發電，具有占地小、可行性高的特點，是城市天然氣管網壓力能回收利用的首選。同時，利用調壓前后天然氣的壓差發電供給場站內部的場站照明、遠程監控和冬天伴熱等所需電力，一方面可以解決場站中目前急需解決的現實問題，另一方面多余的電力可以作并網處理，具有重要的意義。

發明內容

本發明涉及一種利用天然氣壓力能發電及冷能回收的工藝，其包括：

(A)高壓管網來的常溫天然氣(壓力0.9～4.0MPa)經過第一加熱器，第一加熱器以熱水或導熱油作為熱媒，常溫天然氣在其中被加熱至45-55℃，優選約50℃，然后進入一臺膨脹發電機組，利用壓力能驅動膨脹發電機組發電，溫度降至常溫(例如0-25℃)的天然氣經過制冰機和空溫式加熱器的旁路閥門，然后進入第二加熱器而不被加熱，進入下游中壓管網；

(B)高壓管網來的常溫天然氣經過第一加熱器而不被加熱，進入一臺膨脹發電機組，利用壓力能驅動膨脹發電機組發電，溫度降至-35～-45℃，通常約-40℃，而后進入一臺閥門和制冰機的串聯管路，或者進入一臺閥門和空溫式加熱器的串聯管路回收冷量，而后經過第二加熱器，以熱水或導熱油作為熱媒被加熱至常溫(例如0-25℃)后進入下游中壓管網；當有制冰需求時，制冰機前的閥門打開，空溫式加熱器前的閥門關閥，膨脹發電機組出口的低溫天然氣經制冰機回收冷量并制冰；否則，空溫式加熱器前的閥門打開，低溫天然氣經空溫式加熱器復溫至0℃以上(例如0-5℃)；

其中，以上兩種流程(A)和(B)能夠通過管路上閥門的開關進行切換。

這里所述的天然氣高壓管網一般是指壓力0.9～4.0MPa、常溫下的天然氣。

膨脹發電機組發出的電除用于門站自身使用外，多余的電能進行上網處理。

利用天然氣壓力能發電及冷能回收的裝置，該裝置包括：第一加熱器、第二加熱器、膨脹發電機組、空溫式加熱器、制冰機、七臺閥門；

來自高壓管網的常溫天然氣經管道連接至第一加熱器，出第一加熱器后再連接膨脹發電機組的入口，而后由膨脹發電機組的出口分為三路，第一路連接至閥門一，第二路依次連接閥門二和空溫式加熱器的入口，第三路依次連接閥門三和制冰機的入口，閥門一出口、空溫式加熱器的出口和制冰機的出口匯合后連接至第二加熱器入口，第二加熱器出口連接下游中壓管網；

第一加熱器的熱媒入口管路上設置有閥門四，出口管路上設置有閥門五；閥門四和閥門五打開時，第一加熱器工作，進入第一加熱器的天然氣被加熱；閥門四和閥門五關閉時，第一加熱器停止工作，進入第一加熱器的天然氣不被加熱；

第二加熱器的熱媒入口管路上設置有閥門六，出口管路上設置有閥門七；閥門六和閥門七打開時，第二加熱器工作，進入第二加熱器的天然氣被加熱；閥門六和閥門七關閉時，第二加熱器停止工作，進入第二加熱器的天然氣不被加熱。

進一步，所述膨脹發電機組主要包括主機、潤滑油系統和控制及并網系統三部分。

本發明的優點：