[發明專利]天然氣調壓加熱系統及調壓加熱方法

有效

• 申請號: 201810254557.6
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108443710B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 蔡春榮;梁展鵬
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團廣東省電力設計研究院有限公司
• 主分類號: F17D1/02
• 分類號: F17D1/02;F17D3/01
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 周修文

本發明涉及一種天然氣調壓加熱系統及調壓加熱方法，天然氣調壓加熱系統包括天然氣透平、天然氣加熱器、熱介質輸送管、熱介質輸送泵與轉矩傳遞機構。天然氣透平設置在天然氣輸氣管線上。所述熱介質輸送泵設置在所述熱介質輸送管上，所述天然氣透平的轉矩輸出端通過所述轉矩傳遞機構與所述熱介質輸送泵的轉矩輸入端相連。上述的天然氣調壓加熱系統，能夠克服高壓天然氣由于壓力降低而溫度大幅降低的缺陷，能夠保證天然氣壓力與溫度均能夠滿足用戶需求，能耗降低。此外，通過天然氣的壓力勢能來驅動熱介質輸送泵輸送熱介質，兩者內在屬性實現自動耦合，可無需配置調速裝置來調整熱介質流速，提高了系統的經濟性。

技術領域

本發明涉及天然氣輸送技術領域，特別是涉及一種天然氣調壓加熱系統及調壓加熱方法。

背景技術

天然氣，是一種清潔高效的燃料，隨著人們對環保要求的日益重視，生活及生產的需求量越來越大。為滿足人們對天然氣日益增長的供應需求，天然氣輸氣管線不斷向大口徑、高壓力的方向發展。目前管道天然氣的輸送，大多采用高壓管輸的方式，如西氣東輸管線壓力為10Mpa，而居民的生活用氣壓力較低，一般為0.2MPa；大多數生產用氣壓力也不高，如燃氣聯合循環電廠，燃氣輪機所要求的天然氣壓力2Mpa～4Mpa。

因此，輸氣管網將天然氣輸送到生活、生產電廠過程中，通常通過調壓閥對天然氣進行節流降壓。另外，基于天然氣自身物理特性，天然氣的溫度會隨著天然氣壓力的降低而下降，天然氣壓力每下降1MPa，天然氣溫度降低約5-10℃。管道輸送天然氣溫度往往在0～20℃左右，高壓天然氣調壓降壓后，天然氣溫度將下降到0℃以下，如此為滿足人們生活生產中對天然氣溫度的要求，還需對天然氣進行加熱升溫處理，這樣將導致消耗較多能源。

發明內容

基于此，有必要克服現有技術的缺陷，提供一種天然氣調壓加熱系統及調壓加熱方法，它能夠降低能源消耗，降低成本。

其技術方案如下：一種天然氣調壓加熱系統，包括：天然氣透平，所述天然氣透平設置在天然氣輸氣管線上；天然氣加熱器與熱介質輸送管，所述天然氣加熱器設有第一介質管路及與所述第一介質管路換熱配合的第二介質管路，所述第一介質管路用于與所述天然氣輸氣管線連通，所述第二介質管路與所述熱介質輸送管連通，所述熱介質輸送管用于與熱介質源連通；熱介質輸送泵與轉矩傳遞機構，所述熱介質輸送泵設置在所述熱介質輸送管上，所述天然氣透平的轉矩輸出端通過所述轉矩傳遞機構與所述熱介質輸送泵的轉矩輸入端相連。

一種天然氣調壓加熱方法，采用了所述的天然氣調壓加熱系統，包括如下步驟：所述天然氣輸氣管線上的高壓天然氣經過所述天然氣透平時，所述天然氣透平將高壓天然氣的壓力降低到預設壓力，同時所述天然氣透平通過所述轉矩傳遞機構將轉矩傳遞給所述熱介質輸送泵來驅動所述熱介質輸送泵工作。

上述的天然氣調壓加熱系統及調壓加熱方法，天然氣輸氣管線上的高壓天然氣經過天然氣透平時，天然氣透平使得高壓天然氣的壓力降低到所需要的預設壓力，同時天然氣透平能夠將天然氣的壓力勢能轉換成轉矩輸出，通過轉矩傳遞機構傳遞給熱介質輸送泵來驅動熱介質輸送泵工作。熱介質輸送泵工作時帶動熱介質源源不斷輸送到天然氣加熱器的第二介質管路中，第二介質管路中的熱介質對第一介質管路中的天然氣進行加熱處理，從而能夠克服高壓天然氣由于壓力降低而溫度大幅降低的缺陷，能夠保證天然氣壓力與溫度均能夠滿足用戶需求，對高壓天然氣壓力勢能進行了充分利用，能耗降低。此外，高壓天然氣的壓力勢能與天然氣流量大小、高低壓天然氣前后壓差正相關，天然氣流量越大，壓差越高，壓力勢能就越大，轉矩傳遞機構驅動熱介質輸送泵轉速越大，較多熱介質輸入到第二介質管路中與較大流量的天然氣進行換熱。如此，通過天然氣的壓力勢能來驅動熱介質輸送泵輸送熱介質，兩者內在屬性實現自動耦合，可無需配置調速裝置來調整熱介質流速，提高了系統的經濟性。