專利名稱：利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量轉(zhuǎn)換和利用裝置，尤其是一種利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置。
背景技術(shù)：
天然氣作為一種高效清潔的能源，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。天然氣主氣管道在進(jìn)入城市門站或燃?xì)怆姀S之前，要根據(jù)不同的要求，對(duì)天然氣進(jìn)行降壓處理后才可使用。天然氣輸送壓力為6 8MPa，工業(yè)用氣壓力在O. 3 3MPa左右，在進(jìn)入天然氣用戶前，需要 使用調(diào)壓設(shè)備對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。原天然氣輸送系統(tǒng)在進(jìn)行調(diào)壓前，一般是先經(jīng)過過濾分離，再通過加熱爐提升溫度，然后通過調(diào)壓閥降低壓力，所用加熱爐一般為燃?xì)饧訜釥t。從熱力學(xué)理論可知，通過調(diào)壓閥調(diào)節(jié)后，天然氣的壓力和溫度降低，此部分壓差能目前沒有被利用，完全被浪費(fèi)了。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有天然氣輸送系統(tǒng)以調(diào)壓閥降壓造成能源浪費(fèi)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可在天然氣進(jìn)行調(diào)壓輸送時(shí)利用壓差能發(fā)電的利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置，所述裝置設(shè)置在天然氣輸送系統(tǒng)內(nèi)存在壓差的上游管道和下游管道之間，其中上游管道內(nèi)的氣壓大于下游管道內(nèi)的氣壓，在上游管道和下游管道之間連接有過濾分離器，在過濾分離器和下游管道之間設(shè)置有加熱裝置和膨脹發(fā)電機(jī)。所述加熱裝置為電加熱裝置，或者余熱換熱裝置。進(jìn)一步的是，所述加熱裝置設(shè)置在過濾分離器與膨脹發(fā)電機(jī)之間。進(jìn)一步的是，所述膨脹發(fā)電機(jī)后設(shè)置有氣液分離裝置。本發(fā)明的有益效果是采用膨脹發(fā)電機(jī)代替調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)了調(diào)壓功能，調(diào)壓同時(shí)可對(duì)外做功，將壓差能轉(zhuǎn)換為電能或冷能輸出，并可得到液態(tài)輕烴，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用；利用電能或余熱能加熱降壓降溫的天然氣，更加節(jié)能環(huán)保。


圖I是現(xiàn)有天然氣輸送系統(tǒng)的示意圖。圖2是本發(fā)明的原理圖。圖中標(biāo)記為，I-上游管道，2-下游管道，3-加熱爐，4-調(diào)壓閥，5-加熱裝置，6-膨脹發(fā)電機(jī)，7-氣液分離裝置，8-過濾分離器，9-余熱來源，10-液態(tài)輕烴收集裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
如圖I所示，現(xiàn)有天然氣輸送系統(tǒng)先經(jīng)過過濾分離器8過濾分離，再通過加熱爐3提升溫度，然后通過調(diào)壓閥降低壓力，所用加熱爐3 —般為燃?xì)饧訜釥t，燃燒要產(chǎn)生大量廢氣，而且以調(diào)壓閥4降壓，未充分利用上、下游管道之間的壓差能，造成能源浪費(fèi)。如圖2所示，本發(fā)明的利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置，所述裝置設(shè)置在天然氣輸送系統(tǒng)內(nèi)存在壓差的上游管道I和下游管道2之間，其中上游管道I內(nèi)的氣壓大于下游管道2內(nèi)的氣壓，在上游管道I和下游管道2之間連接有過濾分離器8，在過濾分離器8和下游管道2之間設(shè)置有加熱裝置5和膨脹發(fā)電機(jī)6。采用膨脹發(fā)電機(jī)6后，根據(jù)下游管道2的壓力要求設(shè)計(jì)膨脹發(fā)電機(jī)的相應(yīng)參數(shù)，天然氣在膨脹發(fā)電機(jī)6的膨脹機(jī)內(nèi)進(jìn)行絕熱膨脹，膨脹機(jī)出口的天然氣壓力和溫度降低，從而代替調(diào)壓閥4實(shí)現(xiàn)了調(diào)壓功能；并可對(duì)外做功，即由膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)膨脹發(fā)電機(jī)6的發(fā)電機(jī)將能量轉(zhuǎn)換為電能，從而實(shí)現(xiàn)壓差能的利用，設(shè)置加熱裝置5以保證進(jìn)入下游管道2的天然氣達(dá)到最低輸送溫度要求，保障輸送安全。由于不再使用現(xiàn)有的燃?xì)饧訜釥t，而利用電能或余熱能加熱，節(jié)約了燃?xì)赓Y源。所述加熱裝置5可以為電加熱裝置，在本發(fā)明裝置啟動(dòng)前，可利用其它電源為加熱裝置5提供電能，在本發(fā)明裝置正常工作后，可利用本發(fā)明裝置為其提供電能?！ぎ?dāng)有條件時(shí)，所述加熱裝置5也可以為余熱換熱裝置，此時(shí)需要配置余熱來源9，尤其適合以溫度在170°以下的無酸性氣體成分的低溫?zé)煔庥酂峄?70°C以上的廢氣等現(xiàn)有工藝中常被散失掉的余熱作為余熱來源9，要求熱量必須相對(duì)穩(wěn)定。從而節(jié)約電能同時(shí)又將低溫余熱一并充分回收利用。所述加熱裝置5可以設(shè)置在膨脹發(fā)電機(jī)6的前面或后面，優(yōu)選設(shè)置在前面，即設(shè)置在過濾分離器8與膨脹發(fā)電機(jī)6之間，使其膨脹發(fā)電機(jī)6出口溫度升高，避免在膨脹發(fā)電機(jī)6內(nèi)使用適用于低溫環(huán)境的材料，降低成本。進(jìn)一步的是，所述膨脹發(fā)電機(jī)6后設(shè)置有氣液分離裝置7，則此時(shí)也可將膨脹發(fā)電機(jī)6排出的低溫天然氣作為制冷冷源來使用，通過氣體節(jié)流膨脹制冷，流經(jīng)膨脹發(fā)電機(jī)6的天然氣溫度降低，生產(chǎn)液態(tài)輕烴，液態(tài)輕烴為天然氣中相對(duì)高分子量組分液化而來，液態(tài)輕烴被氣液分離裝置7分離出來后，進(jìn)入液態(tài)輕烴收集裝置10，作為液化天然氣供工業(yè)用或民用，氣態(tài)的天然氣進(jìn)入下游管道2，而冷能可通過添附換熱裝置而對(duì)外輸出。
權(quán)利要求
1.利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置，所述裝置設(shè)置在天然氣輸送系統(tǒng)內(nèi)存在壓差的上游管道(I)和下游管道(2)之間，其中上游管道(I)內(nèi)的氣壓大于下游管道(2)內(nèi)的氣壓，在上游管道(I)和下游管道(2)之間連接有過濾分離器(8)，其特征是在過濾分離器(8)和下游管道(2)之間設(shè)置有加熱裝置(5)和膨脹發(fā)電機(jī)(6)。
2.如權(quán)利要求I所述的利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置，其特征是所述加熱裝置(5)為電加熱裝置。
3.如權(quán)利要求I所述的利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置，其特征是所述加熱裝置(5)為余熱換熱裝置。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置，其特征是所述加熱裝置(5)設(shè)置在過濾分離器(8)與膨脹發(fā)電機(jī)(6)之間。
5.如權(quán)利要求4所述的利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置，其特征是所述膨脹發(fā)電機(jī)(6 )后設(shè)置有氣液分離裝置(7 )。
6.如權(quán)利要求1、2或3所述的利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置，其特征是所述膨脹發(fā)電機(jī)(6)后設(shè)置有氣液分離裝置(J)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可在天然氣進(jìn)行調(diào)壓輸送時(shí)利用壓差能發(fā)電的裝置，即利用天然氣輸送管道壓差能發(fā)電的裝置，所述裝置設(shè)置在天然氣輸送系統(tǒng)內(nèi)存在壓差的上游管道和下游管道之間，其中上游管道內(nèi)的氣壓大于下游管道內(nèi)的氣壓，在上游管道和下游管道之間連接有過濾分離器，在過濾分離器和下游管道之間設(shè)置有加熱裝置和膨脹發(fā)電機(jī)，所述加熱裝置為電加熱裝置，或者余熱換熱裝置，所述膨脹發(fā)電機(jī)后設(shè)置有氣液分離裝置。本發(fā)明采用膨脹發(fā)電機(jī)代替調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)了調(diào)壓功能，調(diào)壓同時(shí)可對(duì)外做功，將壓差能轉(zhuǎn)換為電能或冷能輸出，并可得到液態(tài)輕烴，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用；利用電能或余熱能加熱降壓降溫的天然氣，更加節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)F03G7/04GK102900640SQ20121040328
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月22日
發(fā)明者李炎, 井鴻勇, 肖峰, 黃浩 申請(qǐng)人:成都昊特新能源技術(shù)有限公司