帶熱泵的天然氣壓力能發電裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶熱泵的天然氣壓力能發電裝置，其利用熱泵將膨脹發電后的低溫天然氣復熱。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，本裝置利用高壓天然氣的壓力能發電，并利用熱泵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。
【專利說明】
帶熱泵的天然氣壓力能發電裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種利用天然氣壓力能發電并且回收冷能的裝置，具體涉及一種利用膨脹發電機組發電、并采用熱栗循環復熱的裝置。
【背景技術】
[0002]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。
[0003]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。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型涉及一種帶熱栗的天然氣壓力能發電裝置，該裝置包括:膨脹發電機組、第一空溫式加熱器、第二空溫式加熱器、加熱器、節流閥、熱栗壓縮機；
[0005]來自高壓管網的常溫天然氣經管道連接至膨脹發電機組的入口，而后自膨脹發電機組的出口連接至第一空溫式加熱器的入口，第一空溫式加熱器的出口連接一臺加熱器的天然氣入口通道，加熱器的天然氣出口通道通過管道連接至下游管網；
[0006]熱栗壓縮機的出口連接加熱器的循環介質通道的入口，加熱器的循環介質通道的出口連接一臺節流閥，而后經第二空溫式加熱器連接至熱栗壓縮機的入口。
[0007]進一步，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。
[0008]進一步，膨脹發電裝置和熱栗高度集成在一個撬裝內。
[0009]熱栗裝置的循環介質采用氟利昂，但不限于氟利昂。
[0010]一種帶熱栗的天然氣壓力能發電裝置，其采用的工藝為:
[0011]高壓管網來的常溫天然氣(壓力0.9?4.0MPa)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，天然氣溫度降至-35?45°C，優選-38?-42°C，更優選約_40°C，而后進入第一空溫式加熱器回收冷量，接著接著因環境溫度低而使得第一空溫式加熱器無法將膨脹后的低溫天然氣復熱至(TC以上時經過一臺加熱器加熱至(TC以上后進入下游管網；
[0012]其中所述加熱器通過起動熱栗來加熱，熱栗的循環介質經熱栗壓縮機增壓至0.5?1.0MPa，優選0.6MPa?0.7MPa，溫度為15°C?30°C，進入加熱器利用其攜帶的熱量將低溫天然氣加熱至O °C以上(例如O?1 °C，如5 °C)，同時所述循環介質自身降溫至1 °C?15 °C，而后進入一臺節流閥節流降壓至0.15?0.5MPa，優選約0.2MPa?0.45MPa，進而通過第二空溫式加熱器，將節流后的氣液兩相經加熱完全變為氣相，復熱至_15°C?5°C，優選-10?2°c，然后回到熱栗壓縮機的入口，完成一個循環。
[0013]熱栗的循環介質采用氟利昂，但不限于氟利昂，例如還可以是其他含鹵素的C1-C3烴類。
[0014]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。
[0015]膨脹發電機組發出的電除用于天然氣調壓門站自身使用外，多余的電能進行上網處理。
[0016]本實用新型的優點:
[0017]1、采用熱栗循環提供熱量，代替熱水加熱，省去了一臺熱水鍋爐，降低了設備投資，且省去了熱水鍋爐消耗的燃料氣，減少鍋爐燃料燃燒帶來的環境污染。
[0018]2.采用熱栗技術，可使裝置達到高度集成，膨脹發電裝置及熱栗都高度集成在一個撬裝內；而采用循環熱水加熱工藝，熱水鍋爐必須放到防爆區外。
[0019]3、符合環保的要求，在發電的同時避免了電廠發電帶來的污染問題。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的工藝裝配圖。
[0021]其中，E-1、第一空溫式加熱器E-2、加熱器E-3、第二空溫式加熱器X_l、膨脹發電機組X-2、熱栗壓縮機V-1、節流閥。
【具體實施方式】
[0022]本實用新型涉及一種帶熱栗的天然氣壓力能發電裝置，該裝置包括:膨脹發電機組X-1、第一空溫式加熱器E-1、第二空溫式加熱器E-3、加熱器E-2、節流閥V-1、熱栗壓縮機X-2，膨脹發電機組X-1主要包括主機、潤滑油系統和控制及并網系統三部分；
[0023]來自高壓管網的常溫天然氣經管道連接至膨脹發電機組X-1的入口，而后自膨脹發電機組X-1的出口連接至第一空溫式加熱器E-1的入口，第一空溫式加熱器E-1的出口連接一臺加熱器E-2的天然氣入口通道，加熱器E-2的天然氣出口通道通過管道連接至下游管網；
[0024]熱栗壓縮機X-2的出口連接加熱器E-2的循環介質通道的入口，加熱器E-2的循環介質通道的出口連接一臺節流閥V-1，而后經第二空溫式加熱器E-3連接至熱栗壓縮機X-2的入口。膨脹發電裝置和熱栗可高度集成在一個撬裝內。
[0025]熱栗裝置的循環介質采用氟利昂，但不限于氟利昂。
[0026]一種帶熱栗的天然氣壓力能發電裝置，其采用的工藝為:
[0027]高壓管網來的常溫天然氣進入一臺膨脹發電機組X-1，利用壓力能驅動膨脹發電機組X-1發電，溫度降至約_40°C，而后進入第一空溫式加熱器E-1回收冷量，接著經過一臺加熱器E-2進入下游管網；當環境溫度過低，第一空溫式加熱器E-1無法將膨脹后的低溫天然氣復熱至(TC以上時，起動熱栗，通過加熱器E-2將低溫天然氣加熱至(TC以上，再送入下游管網；
[0028]采用的熱栗的工藝流程為:熱栗的循環介質采用氟利昂，但不限于氟利昂；氟利昂經熱栗壓縮機X-2增壓至0.6MPa?0.7MPa，溫度約為15°C?30°C，進入加熱器E_2利用其攜帶的熱量將低溫天然氣加熱至(TC以上，如5°C，同時氟利昂自身降溫至10°C?15°C，而后進入一臺節流閥V-1節流降壓至0.2MPa?0.45MPa，進而通過第二空溫式加熱器E-3，將節流后的氣液兩相經加熱完全變為氣相，復熱至_15°C?5°C，然后回到熱栗壓縮機X-2的入口，完成一個循環。
[0029]膨脹發電機組X-1發出的電除用于天然氣調壓門站自身使用外，多余的電能進行上網處理。
【主權項】
1.帶熱栗的天然氣壓力能發電裝置，其特征在于，該裝置包括:膨脹發電機組、第一空溫式加熱器、第二空溫式加熱器、加熱器、節流閥、熱栗壓縮機； 來自高壓管網的常溫天然氣經管道連接至膨脹發電機組的入口，而后自膨脹發電機組的出口連接至第一空溫式加熱器的入口，第一空溫式加熱器的出口連接一臺加熱器的天然氣入口通道，加熱器的天然氣出口通道通過管道連接至下游管網； 熱栗壓縮機的出口連接加熱器的循環介質通道的入口，加熱器的循環介質通道的出口連接一臺節流閥，而后經第二空溫式加熱器連接至熱栗壓縮機的入口。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，膨脹發電機組包括主機、潤滑油系統和控制及并網系統三部分。3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，膨脹發電裝置和熱栗高度集成在一個撬裝內。
【文檔編號】F01K25/08GK205677678SQ201620313087
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月14日 公開號201620313087.2, CN 201620313087, CN 205677678 U, CN 205677678U, CN-U-205677678, CN201620313087, CN201620313087.2, CN205677678 U, CN205677678U
【發明人】何振勇, 寇偉偉, 解晨, 楊立雨, 曹強, 李小川, 韓金潮, 龍曉雨, 王雙彪
【申請人】新地能源工程技術有限公司