[發明專利]利用活塞式膨脹機的天然氣管網壓力能回收方法及裝置

有效

• 申請號: 201611007578.5
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106640245B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 陳秋雄;陳運文;杜琳琳;王曉東;徐文東
• 申請（專利權）人: 深圳市燃氣集團股份有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K25/10;F01K13/02;F01B23/10;F01B31/00;F16J9/26;F17D3/01
• 代理公司: 廣東前海律師事務所 44323
• 代理人: 黃桂林

本發明公開了一種利用活塞式膨脹機的天然氣管網壓力能回收方法及裝置，其中，所述裝置包括管路器件系統、發電系統及智能控制系統，所述管路器件系統包括通過管路依次連接于高壓管網和低壓管網之間的第一截流閥、第一電磁閥、電動調節閥、膨脹機、壓力溫度平衡器、復熱器、第二電磁閥、第二截流閥；所述發電系統包括與膨脹機連接的變速箱、與變速箱連接的發電機、連接發電機電力輸出端的電源；所述智能控制系統包括PLC、第一、二壓力變送器、第一、二溫度變送器、速度變送器。本發明不但可以增加天然氣的綜合價值，而且能提高燃氣系統的經濟性，同時具有較強的適應性，能夠應用于高于4MPa高壓管網及膨脹比高于10的調壓工況。

技術領域

本發明涉及一種天然氣管網壓力能回收利用領域，具體涉及一種利用活塞式膨脹機回收天然氣管網壓力能的方法及裝置。

背景技術

由于世界能源危機和人民對環保的呼聲日益升高，天然氣在世界能源結構中的比例不斷升高。目前對于天然氣的長距離輸送，普遍采用高壓輸送，例如西氣東輸一線、二線分別采用10MPa和12MPa的壓力進行天然氣輸送，從而減少燃氣輸送的損失。上游的高壓天然氣先輸送到大型用戶和城市燃氣前，根據不同用戶需求進行降壓，供給下游用戶使用。傳統的調壓方式一般是使用減壓閥對高壓天然氣直接進行節流膨脹降壓，浪費大量的壓力能。如果能回收這部分壓力能，既可以增加天然氣的綜合價值，又能提高燃氣系統的經濟性。因此，天然氣壓力能回收利用也逐漸引起人們的重視。

天然氣管網壓力能回收工藝中，膨脹機是核心裝置。目前常用的膨脹機主要有透平膨脹機，單螺桿膨脹機及活塞式膨脹機。透平膨脹機轉速效率高，流量大；螺桿膨脹機高速輕載，能適應于多種工質。但這兩種膨脹機在高于4MPa的高壓管網中無法正常運行，而且難以實現膨脹比高于10的調壓工況。而活塞式膨脹機盡管效率較低，但它適用于高壓及高壓比運行狀態，能應用于大于4MPa的高壓管網及膨脹比高于10的調壓工況。然而，現有的活塞式膨脹機活塞的密封難以在低溫下保持良好的密封性能，造成天然氣泄露，從而導致膨脹效率降低及運行不安全等問題。

有鑒于此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

為解決上述天然氣泄露的問題，本發明提供一種利用活塞式膨脹機的天然氣管網壓力能回收方法及裝置，能夠實現活塞式膨脹機安全穩定高效的回收天然氣管網壓力能。特別是，該裝置能夠對高壓管網環境及高膨脹比工況下的天然氣壓力能進行回收。

本發明的技術方案如下：

一種利用活塞式膨脹機的天然氣管網壓力能回收裝置，其中：包括管路器件系統、發電系統及智能控制系統；

所述管路器件系統包括通過管路依次連接于高壓管網和低壓管網之間的第一截流閥、第一電磁閥、電動調節閥、膨脹機、壓力溫度平衡器、復熱器、第二電磁閥和第二截流閥；

所述發電系統包括與膨脹機連接的變速箱、與變速箱連接的發電機、連接發電機電力輸出端的電源；

所述智能控制系統包括PLC17、設置在所述電動調節閥和膨脹機之間的管路上的第一壓力變送器和第一溫度變送器、設置在所述變速箱和發電機之間的速度變送器、設置在所述復熱器和第二電磁閥之間的管路上的第二壓力變送器和第二溫度變送器；所述壓力變送器、溫度變送器、速度變送器均通過電路連接PLC17。

優選的，所述的利用活塞式膨脹機的天然氣管網壓力能回收裝置，其中：所述壓力溫度平衡器選用不銹鋼平衡罐PLZ-206。

優選的，所述的利用活塞式膨脹機的天然氣管網壓力能回收裝置，其中：所述第一電磁閥和第二電磁閥選用緊急切斷功能電磁閥。

優選的，所述的利用活塞式膨脹機的天然氣管網壓力能回收裝置，其中：所述發電機選用異步發電機。

優選的，所述的利用活塞式膨脹機的天然氣管網壓力能回收裝置，其中：所述電源選用XC-SG型三相變壓同步器。