[发明专利]利用天然气压力能发电及冷能回收的工艺和装置

说明书

本发明涉及一种利用天然气压力能发电及冷能回收的工艺和装置。高压管网向下游管网供应天然气的过程中释放出大量的压力能，本工艺及装置利用高压天然气的压力能发电，并回收降压过程产生的冷能，提升了企业的经济效益，在发电的同时避免了电厂发电带来的污染问题，符合节能环保的要求。

技术领域

本发明涉及一种利用天然气压力能发电并且回收冷能的工艺和装置，具体涉及一种利用膨胀发电机组及制冰机的发电并回收冷能的工艺和装置。

背景技术

天然气门站主要作用是将高压、次高压的管网气减压至下游管网的压力，加臭并送至城市中压燃气管网。天然气管网中蕴含的巨大的余压余能资源，可以广泛应用于发电、调压储气、制冷、生产LNG等多种用途。但是，由于天然气经过多级调压，调压站布局分散，对天然气余压利用带来了困难。

天然气管网压力能通过膨胀机发电，具有占地小、可行性高的特点，是城市天然气管网压力能回收利用的首选。同时，利用调压前后天然气的压差发电供给场站内部的场站照明、远程监控和冬天伴热等所需电力，一方面可以解决场站中目前急需解决的现实问题，另一方面多余的电力可以作并网处理，具有重要的意义。

发明内容

本发明涉及一种利用天然气压力能发电及冷能回收的工艺，其包括：

(A)高压管网来的常温天然气(压力0.9～4.0MPa)经过第一加热器，第一加热器以热水或导热油作为热媒，常温天然气在其中被加热至45-55℃，优选约50℃，然后进入一台膨胀发电机组，利用压力能驱动膨胀发电机组发电，温度降至常温(例如0-25℃)的天然气经过制冰机和空温式加热器的旁路阀门，然后进入第二加热器而不被加热，进入下游中压管网；

(B)高压管网来的常温天然气经过第一加热器而不被加热，进入一台膨胀发电机组，利用压力能驱动膨胀发电机组发电，温度降至-35～-45℃，通常约-40℃，而后进入一台阀门和制冰机的串联管路，或者进入一台阀门和空温式加热器的串联管路回收冷量，而后经过第二加热器，以热水或导热油作为热媒被加热至常温(例如0-25℃)后进入下游中压管网；当有制冰需求时，制冰机前的阀门打开，空温式加热器前的阀门关阀，膨胀发电机组出口的低温天然气经制冰机回收冷量并制冰；否则，空温式加热器前的阀门打开，低温天然气经空温式加热器复温至0℃以上(例如0-5℃)；

其中，以上两种流程(A)和(B)能够通过管路上阀门的开关进行切换。

这里所述的天然气高压管网一般是指压力0.9～4.0MPa、常温下的天然气。

膨胀发电机组发出的电除用于门站自身使用外，多余的电能进行上网处理。

利用天然气压力能发电及冷能回收的装置，该装置包括：第一加热器、第二加热器、膨胀发电机组、空温式加热器、制冰机、七台阀门；

来自高压管网的常温天然气经管道连接至第一加热器，出第一加热器后再连接膨胀发电机组的入口，而后由膨胀发电机组的出口分为三路，第一路连接至阀门一，第二路依次连接阀门二和空温式加热器的入口，第三路依次连接阀门三和制冰机的入口，阀门一出口、空温式加热器的出口和制冰机的出口汇合后连接至第二加热器入口，第二加热器出口连接下游中压管网；

第一加热器的热媒入口管路上设置有阀门四，出口管路上设置有阀门五；阀门四和阀门五打开时，第一加热器工作，进入第一加热器的天然气被加热；阀门四和阀门五关闭时，第一加热器停止工作，进入第一加热器的天然气不被加热；

第二加热器的热媒入口管路上设置有阀门六，出口管路上设置有阀门七；阀门六和阀门七打开时，第二加热器工作，进入第二加热器的天然气被加热；阀门六和阀门七关闭时，第二加热器停止工作，进入第二加热器的天然气不被加热。

进一步，所述膨胀发电机组主要包括主机、润滑油系统和控制及并网系统三部分。

本发明的优点：