[發(fā)明專利]利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的工藝和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710507355.3
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107420143B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 曹亞弟
• 申請（專利權）人: 滁州新奧燃氣工程有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K25/08;H02K7/18;H02N11/00;F25C1/00
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙) 32274
• 代理人: 邱興天

本發(fā)明公開一種利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置，包括水循環(huán)系統(tǒng)，PLC控制裝置，以及依次連接的調壓發(fā)電一體機，半導體溫差發(fā)電裝置，制冰裝置和出口換熱器；本發(fā)明還公開一種利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的工藝，該工藝利用天然氣調壓門站的天然氣壓力能進行發(fā)電，半導體溫差發(fā)電裝置利用低溫天然氣進行發(fā)電，又設置制冰裝置進行制冰，雙重發(fā)電裝置獲得電力，同時生產大量的工業(yè)用或食品用冰，對天然氣調壓過程中產生的能量進行充分的利用，大大降低天然氣調壓門站的運營成本。本發(fā)明配合PLC控制裝置對調壓發(fā)電一體機進行智能控制，保證了利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置整體的穩(wěn)定運行。

技術領域

本發(fā)明涉及天然氣壓力能利用領域，具體涉及利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的工藝和裝置。

背景技術

2014年我國天然氣消費量達到1761億立方米，2015年消費量為1920億立方米，2016年消費量為2058億立方米，截止2016年底，全國天然氣分輸站近300座，門站數量約3400座。而在分輸站、門站的調壓過程中，蘊藏著豐富壓力能資源。通過對天然氣管網中巨大的余壓余能資源的回收利用，可以廣泛應用于發(fā)電、調壓儲氣、制冷、生產LNG等多種用途。但現(xiàn)階段對于天然氣余壓(壓力能)發(fā)電技術應用較少，少數現(xiàn)有的利用壓力能發(fā)電的設備對壓力能的利用不夠充分。

中國專利文獻CN 103422899 B公開了小型天然氣管網壓力能發(fā)電的工藝及裝置。該裝置的高壓管網通過管道與膨脹機的進氣口連接，膨脹機的排氣口與溫度平衡器的進氣口通過管道連接；溫度平衡器出口通過管道與中低壓燃氣管網連接；膨脹機的主軸與變速箱連接，變速箱與發(fā)電機連接，發(fā)電機與變壓同步器連接；持續(xù)穩(wěn)定為可間斷、封閉性、1‐5kW小功率用戶供給220V/380V穩(wěn)定電源。但是該技術僅僅利用壓力能進行發(fā)電，膨脹機輸出的低溫天然氣沒有再進行充分利用，造成冷量的浪費，增加了壓力溫度平衡器的工作量，降低了壓力溫度平衡器的使用壽命。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種壓力能發(fā)電以及冷能雙重回收利用，天然氣壓力能利用率高的壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置。本發(fā)明的另外一個目的是提供一種利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的工藝。

技術方案：為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的工藝，主要包括：

(1)高壓天然氣進入調壓發(fā)電一體機，高壓天然氣在調壓發(fā)電一體機內膨脹降壓，在降壓過程中，氣體在膨脹機內膨脹做功，帶動發(fā)電機輸出電能；

(2)膨脹后的低溫天然氣從膨脹機輸出進入半導體溫差發(fā)電裝置，半導體溫差發(fā)電裝置利用內外溫差發(fā)電輸出電能；

(3)經過半導體溫差發(fā)電裝置內部循環(huán)后的低溫天然氣輸出至制冰裝置，水循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)水進入制冰裝置進行降溫制冰；

(4)制冰裝置輸出的天然氣進入出口換熱器，與壓縮機循環(huán)水進行換熱，出口換熱器輸出復熱后溫度≥5℃的天然氣并入城市天然氣管網。

作為優(yōu)選，所述膨脹機輸出的天然氣溫度為-60℃～-20℃。

本發(fā)明還涉及實現(xiàn)上述工藝的一種利用天然氣壓力能發(fā)電及冷能回收的裝置，包括水循環(huán)系統(tǒng)，PLC控制裝置，以及依次連接的調壓發(fā)電一體機，半導體溫差發(fā)電裝置，制冰裝置和出口換熱器；所述調壓發(fā)電一體機包括膨脹機，連接在膨脹機上游的第一調壓閥和連接在膨脹機下游的發(fā)電機，高壓天然氣經過第一調壓閥進入膨脹機膨脹做功，帶動發(fā)電機輸出電能，膨脹機輸出低溫天然氣；所述半導體溫差發(fā)電裝置包括本體，設置在本體內部的制冷盤管和設置在本體側壁的溫差發(fā)電芯片組，所述膨脹機輸出的低溫天然氣經過制冷盤管循環(huán)后輸出至制冰裝置，所述溫差發(fā)電芯片組輸出電能；所述制冰裝置輸出的天然氣進入出口換熱器升溫后輸出并入城市天然氣管網；所述水循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)水一路進入制冰裝置內制冰，一路進入出口換熱器換熱后從出口換熱器排出。