[發明專利]一種天然氣管網壓力能利用的安全操控實現系統及方法

有效

• 申請號: 201611087545.6
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106640246B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 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;F01K17/06;F01K13/02;F17D3/01;F25B23/00
• 代理公司: 廣東前海律師事務所 44323
• 代理人: 黃桂林

1.一種天然氣管網壓力能利用的安全操控實現系統，其特征在于，包括：

膨脹發電模塊，用于對從高壓管網流出的高壓天然氣進行降壓，并將降壓所獲得的壓力能轉化為電能；

低溫天然氣冷能利用模塊，用于將經膨脹發電模塊膨脹后的低溫天然氣與冷媒換熱后供給冷能；

監測調控模塊，用于實時監控膨脹發電模塊，當監控到膨脹發電模塊緊急停機或天然氣發電負載陡降時，則將膨脹發電模塊切換至預設的調壓系統，并將膨脹發電模塊的后端壓力引流補充至前端；

所述膨脹發電模塊包括通過管路依次連接在高壓管網與低壓管網之間的膨脹機(6)，膨脹機(6)的輸出軸依次連接聯軸器(7)及發電機(9)，發電機(9)的輸出電力通過電纜輸出；經膨脹機(6)降壓后的天然氣通過溫壓平衡器(12)調節后進入低溫天然氣冷能利用模塊；

所述低溫天然氣冷能利用模塊包括換熱器(16)及用冷裝置(17)，所述換熱器(16)的第一端與所述溫壓平衡器(12)連接，第二端與第三截止閥(18)連接，第三端和第四端通過所述用冷裝置(17)連接；

所述換熱器(16)為管殼式換熱器，低溫天然氣走管程，冷媒走殼程，將低溫天然氣冷能傳遞至所述用冷裝置(17)；

所述監測調控模塊包括：

依次設置在高壓管網與膨脹機(6)的進氣口之間管路上的第一截止閥(1)、第一電磁閥(2)、電動調節閥(3)、第一溫度變送器(4)、第一壓力變送器(5)；

在所述聯軸器(7)上連接的轉速變送器(8)；

在電動調節閥(3)與溫壓平衡器(12)之間相連接的支路上依次設置的第二電磁閥(10)及第一單向閥(11)；

在溫壓平衡器(12)與換熱器(16)之間的支路上依次連接的第二溫度變送器(13)、第二壓力變送器(14)及第二截止閥(15)；

在換熱器(16)與下游管網的支路上依次連接的第三截止閥(18)、第三溫度變送器(19)、第三壓力變送器(20)、第二單向閥(21)、安全閥(22)及第四截止閥(23)；

在高壓管網與低壓管網之間的支路上依次設置的第三電磁閥(24)，及調壓器(25)。

2.根據權利要求1所述天然氣管網壓力能利用的安全操控實現系統，其特征在于，所述膨脹機(6)為透平膨脹機或螺桿膨脹機。

3.根據權利要求1所述天然氣管網壓力能利用的安全操控實現系統，其特征在于，所述溫壓平衡器(12)為20-50L的平衡罐，平衡罐內部設置除冰絲網。

4.根據權利要求1所述天然氣管網壓力能利用的安全操控實現系統，其特征在于，所述電動調節閥(3)與轉速變送器(8)進行聯動，當膨脹機(6)轉速大于預設的上限轉速時，電動調節閥(3)開度減小；當膨脹機(6)轉速小于預設的下限轉速時，電動調節閥(3)開度增大。

5.根據權利要求1所述天然氣管網壓力能利用的安全操控實現系統，其特征在于，所述第一電磁閥(2)、第二電磁閥(10)及第三電磁閥(24)進行聯動，當第一電磁閥(2)開啟時，第二電磁閥(10)及第三電磁閥(24)均為關閉狀態；當第一電磁閥(2)關閉時，第二電磁閥(10)及第三電磁閥(24)均為開啟狀態。

6.一種天然氣管網壓力能利用的安全操控實現方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

膨脹發電模塊對從高壓管網流出的高壓天然氣進行降壓，并將降壓所獲得的壓力能轉化為電能；

低溫天然氣冷能利用模塊將經膨脹發電模塊膨脹后的低溫天然氣與冷媒換熱后供給冷能；

監測調控模塊實時監控膨脹發電模塊，當監控到膨脹發電模塊緊急停機或天然氣發電負載陡降時，則將膨脹發電模塊切換至預設的調壓系統，并將膨脹發電模塊的后端壓力補充至前端；

所述膨脹發電模塊包括通過管路依次連接在高壓管網與低壓管網之間的膨脹機(6)，膨脹機(6)的輸出軸依次連接聯軸器(7)及發電機(9)，發電機(9)的輸出電力通過電纜輸出；經膨脹機(6)降壓后的天然氣通過溫壓平衡器(12)調節后進入低溫天然氣冷能利用模塊；

所述低溫天然氣冷能利用模塊包括換熱器(16)及用冷裝置(17)，所述換熱器(16)的第一端與所述溫壓平衡器(12)連接，第二端與第三截止閥(18)連接，第三端和第四端通過所述用冷裝置(17)連接；

所述換熱器(16)為管殼式換熱器，低溫天然氣走管程，冷媒走殼程，將低溫天然氣冷能傳遞至所述用冷裝置(17)；

所述監測調控模塊包括：

依次設置在高壓管網與膨脹機(6)的進氣口之間管路上的第一截止閥(1)、第一電磁閥(2)、電動調節閥(3)、第一溫度變送器(4)、第一壓力變送器(5)；

在所述聯軸器(7)上連接的轉速變送器(8)；

在電動調節閥(3)與溫壓平衡器(12)之間相連接的支路上依次設置的第二電磁閥(10)、及第一單向閥(11)；

在溫壓平衡器(12)與換熱器(16)之間的支路上依次連接的第二溫度變送器(13)、第二壓力變送器(14)及第二截止閥(15)；

在換熱器(16)與下游管網的支路上依次連接的第三截止閥(18)、第三溫度變送器(19)、第三壓力變送器(20)、第二單向閥(21)、安全閥(22)及第四截止閥(23)；

在高壓管網與低壓管網之間的支路上依次設置的第三電磁閥(24)，及調壓器(25)。