[发明专利]一种天然气管网压力能自控发电系统及自控方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种发电设备，具体涉及一种利用流体管道(比如天然气管网、液体管网)内的动能进行发电的自控系统及控制方法。

背景技术

目前在流体管道进行输送的过程中，由于监控、控制装置处于偏远地区，远离电网，这样会造成监控、检测等设备缺电或无电供应，存在隐患，例如天然气输送过程中有很多个调压站因位置偏远而处于缺电或者无电供应状态，造成供电困难，这些调压站/箱由于地理位置较为偏僻，经常出现由于市电供电电缆供应不及，以至场站照明和冬天伴热等必需的电力需求得不到满足，同时由于没有外供电，造成监控系统无法安装使用，数据无法实现远程监控，需要每天派巡视人员现场检查，管网设备不确定的安全隐患不能及时发现等问题也随之显现。

针对目前这些调压站用电问题，有技术人员提出一种集能式管道流体(流水、风)发电装置，通过喇叭状集能管道来充分收集流体(流水、风)的能量，然后通过发电机将流体能量转化为电能，但是这种发电装置在运行时存在安全隐患，比如管道容易出现泄露，流体压力不稳定等，单纯靠人力来检测维护费时费力，而且发现问题和解决问题反应慢。

发明内容

本申请的发明目的在于解决目前上述技术问题，而提供一种安全可靠、时时监控的天然气管网压力能自控发电系统及方法。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：

本发明的天然气管网压力能自控发电系统，包括位于天然气管网支路管道上的发电系统、自控系统和电力输出系统，所述发电系统包括位于所述支路管道上的膨胀设备、发电机和温压平衡器，所述膨胀设备的出口处设置所述温压平衡器，所述膨胀设备的动力输出轴驱动发电机发电，所述发电机与电力输出系统相连，所述自控系统包括位于所述膨胀设备上游支路管道上的第一电磁阀和第一压力计以及位于所述温压平衡器下游支路管道上的第二电磁阀、第二压力计和温度计，所述第一电磁阀和第二电磁阀相联，所述自控系统还包括PLC控制器，所述第一电磁阀、第一压力计、第二电磁阀、第二压力计和温度计分别与所述PLC控制器相连，所述电力输出系统具有电量监控器，所述第一电磁阀上游支路管道上设有气动阀和限流器，所述气动阀和电量监控器分别与所述PLC控制器相连。

本发明所述膨胀设备为流体马达，所述流体马达上连接有转速测试仪，转速测试仪与PLC控制器相连。

本发明所述第一电磁阀上游支路管道上设有过滤器和流量计，所述第二电磁阀下游支路管道上设有调压器和气体浓度检测仪，所述气体浓度检测仪与PLC控制器相连。

本发明所述电力输出系统包括配电柜和稳压器，所述发电机的电力输出端与配电柜相连，所述配电柜经稳压器稳压后分出380V交流电和220V直流电两条电路，其中220V直流电经过蓄电装置、逆变器和稳频器供给用电设备。

本发明所述蓄电装置上安装所述电量监控器，所述稳压器为三相电压稳压器。

本发明还提供一种天然气管网压力能发电自控方法，使用上述的天然气管网压力能自控发电系统，包括以下自控方法：

1)当第一压力计监测到支路管道内部流体压力>1.1MPa时，第一压力计将电信号反馈给PLC控制器，PLC控制器控制第一电磁阀关闭整个系统；当第二压力计监测到支路管道内部流体压力>0.13MPa时，第二压力计将信号反馈给PLC控制器，PLC控制器控制第一电磁阀关闭整个系统；当温度计监测到支路管道内部流体温度<-20℃时，温度计将信号反馈给PLC控制器，PLC控制器控制第一电磁阀关闭整个系统；当转速测试仪监测流体马达转速>1500r/min时，转速测试仪将信号反馈给PLC控制器，PLC控制器控制第一电磁阀关闭整个系统；当气体浓度检测仪监测到支路管道内部流体浓度>2％vol时，气体浓度检测仪将信号反馈给PLC控制器，PLC控制器控制第一电磁阀关闭整个系统；

2)当所述电量控制器监测到蓄电装置的电量>98％时，电量控制器将信号反馈给PLC控制器，PLC控制器控制气动阀减小支路管道内的流量直至关闭整个系统，当所述电量控制器监测到蓄电装置的电量<15％时，PLC控制器控制气动阀增大支路管道内的流量。

本发明在所述自控方法1)中当第一电磁阀关闭时第一电磁阀会将信号传输给第二电磁阀，第二电磁阀响应第一电磁阀的信号连锁关闭下游支路管道。