[实用新型]一种利用小型天然气管网压力能发电的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压力能膨胀发电技术领域，具体涉及一种利用小型天然气管网压力能发电的装置。 

背景技术

管道是天然气的主要运输方式，加强输气干线建设是加快天然气产业发展的基础，不仅可以促进下游市场开发，又可激励上游天然气资源的勘探和开采，从而带动整个天然气产业链的发展。随着天然气管网的建设，如何提高管网输送的经济性和安全性也成了人们日益关注的问题。高压天然气在调压的过程中会产生很大的压力降，释放大量的能量，但这部分能量的利用在国内尚未引起足够的重视。如果能采用适当的方式回收利用这部分压力能，将能在很大程度上提高能源利用率和天然气管网运行的经济性。“十一五”期间我国重点推进的十项节能工程之一是余热余压利用工程，随着城市天然气应用力度的逐渐增加，天然气管网的发展，高压天然气的压力能回收利用技术将具有广阔的发展空间，具有现实意义。 

天然气发电管网压力能的利用方式为发电和制冷两种，其中发电的方式有两种。美国专利US20040585238公开了一种回收利用天然气管网压力能发电及制备气体（如氢气）的方法及装置，该实用新型利用膨胀机输出机械功驱动同轴发电机发电，但未涉及低温天然气冷能的利用。中国实用新型专利申请CN101280723A针对高压天然气分输站、城市门站等降压过程中造成巨大能量损失的问题，公开了一种天然气管网压力能在燃气轮机作功领域的回收利用方法及装置。该实用新型选用涡流管完成天然气降压调压过程，用低温天然气流冷却压气机的进气，使进气质量流量增大，因而可大大提高燃气轮机的经济性，使压力能得到了有效的利用，但该专利未利用压力能进行发电。中国实用新型专利申请CN101245956A将天然气压力能用于膨胀发电、液化天然气自身重质组分（比如C₂，C₃等）以及将压力能转换成冷能作进一步应用。该实用新型以较低的运行成本将压力能转换成冷能，通过冷媒供调压站周边的冷库、冷水空调、废旧橡胶深冷粉碎等冷量用户使用，或制成冰块、干冰产品外运销售等，从而取得巨大经济效益，提高能源利用效率。但该实用新型未 涉及发电，且因该实用新型所提方法较为理论化，工业实际应用受限较大。中国实用新型专利申请CN101852529A公开了一种利用天然气管网压力能制冷用于冷库和冷水空调工艺的高效利用方法，但同样该技术未涉及压力能发电过程。上述这些专利技术都是通过特定设备有效回收天然气管网压力能的技术方法，且发电时要求天然气压力降和流量相对稳定，制冷时一般要求制冷温度较低，故而存在一定的局限性。 

在天然气实际应用中，其用气具有季节、日和小时的不均衡性，随天然气消费量的增加，各地都出现了天然气调峰问题。目前在城市天然气管网中，一般采用大型储气罐或LNG进行调峰，大型储气罐调峰占地面积大，维护不方便；LNG需要‐160℃低温，耗能大。为了进一步开发天然气资源，需要一种投资费用低，既安全可靠又经济的利用方式。 

上述现有均未涉及小型天然气管网发电，而目前管网调压站、计量站等封闭性、小功率的用户因特殊的地理位置和较小的用电需求而拉建高成本的电网，经济性不够。而一种小型天然气管网压力能发电装置则能在低成本的条件下满足类似调压站、计量站等这些可间断、封闭性、小功率（1‐5kW）的小型用户。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种安全性能好，低能耗、低成本、占地小，寿命长、易维护的利用小型天然气管网压力能发电的装置，回收利用部分高压管网燃气的压力能进行发电，作为调压站或计量站的小型电源。 

本实用新型将采用一种无油结构、低能耗、低成本、寿命长、易维护、体积小的新型膨胀机来实现设备和系统小型化，大大减小设备占地面积，并可将一套设备进行多地点循环使用，拓展高压管网压力能利用领域。整套工艺简单易操作，由高压管网调压和压力能发电两部分组成；能够持续稳定为可间断、封闭性、小功率（1‐5kW）的小型用户供给220V/380V稳定电源，尤其适用于无电源的调压站、计量站等，填补了无电源中小功率用户的市场空白，具有较大经济效益和广阔发展空间。 

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：