一种天然气压差能压缩空气储能系统的制作方法

1.本发明涉及天然气压差能与储能领域，具体涉及一种天然气压差能冷、热、电三联供系统。


背景技术：

2.近年来，天然气调压过程中采用节流阀存在着能源浪费的问题，且现有的天然气冷、热、电三联供系统也存在能源利用率不高的问题。因此，现在需要一种新的方案。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明公开了一种天然气压差能压缩空气储能系统，将天然气涡轮取代节流阀回收天然气的压差能并用于发电和获得压缩空气能，有别于传统的天然气冷、热、电三联供系统，既能产生冷热电，又能求向工业用户供应压缩空气，能源利用率提高。
4.为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：一种天然气压差能压缩空气储能系统，包括天然气涡轮、电机及空压机，所述天然气涡轮与所述电机相连接，所述空压机与所述电机相连接，所述天然气涡轮出气端依次连接有冷热交换器、锅炉、燃气轮机及发电机，所述天然气涡轮进气端外接蓄热器，所述蓄热器与所述燃气轮机相连接，所述空压机出口依次连接有冷却除湿器、过滤干燥器及高压储气罐，所述高压储气罐与所述锅炉相连接。天然气涡轮的进口连接蓄热器的一端出口，燃气轮机的出口连接蓄热器的一端进口。
5.作为本发明的一种改进，所述电机为永磁电机，所述电机与所述天然气涡轮之间设有第一离合器，所述电机与所述空压机之间设有第二离合器，所述电机外接电源。电源为蓄电池。
6.作为本发明的一种改进，所述过滤干燥器与所述高压储气罐之间设有第一截止阀，所述高压储气罐与所述锅炉之间设有换向阀，所述换向阀另外接有第二截止阀。
7.作为本发明的一种改进，所述冷热交换器与所述锅炉之间设有分流阀。
8.作为本发明的一种改进，所述冷却除湿器外接有热水加热器。
9.作为本发明的一种改进，所述蓄热器与所述热水加热器相连接。
10.相对于现有技术，本发明具有如下优点：本发明适用于天然气压差能回收储能，产生的压缩空气一方面可以直接装罐销售，另一方面可以与门站的高压天然气混合后进入锅炉燃烧，再进入燃气轮机膨胀做功，带动发电机发电，将产生的电能销售给电网，能源利用率提高。
附图说明
11.图1为本发明一种天然气压差能压缩空气储能系统示意图；附图标记列表：1、天然气涡轮；2、冷热交换器；3、分流阀；4、第一离合器；5、第二离合器；6、电机；7、电源；8、空压机；9、冷却除湿器；10、热水加热器；11、蓄热器；12、过滤干燥器；
13、第一截止阀；14、高压储气罐；15、换向阀；16、第二截止阀；17、锅炉；18、燃气轮机；19、发电机。
具体实施方式
12.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
13.参见图1所示，天然气膨胀的流程为：高压天然气先被蓄热器11预热后进入天然气涡轮1内膨胀，膨胀后的低温天然气经冷却换热器2加热后流出。
14.参见图1所示，压缩空气流程为：常温常压的空气被空压机8压缩，经冷却除湿器9冷却除湿，然后经过滤干燥器12后进入高压储气罐14储存。
15.参见图1所示，高压储气罐14内压缩空气释能方式有两种：一种为通过换向阀15、第二截止阀16直接装罐销售；另一种为通过换向阀15与门站的高压天然气混合后进入锅炉17燃烧，再进入燃气轮机18膨胀做功，带动发电机19发电，将产生的电能销售给电网。
16.参见图1所示，供热流程为：冷却水在冷却除湿器9中吸收空压机8出口的高温压缩空气的热量后，再进入加热器10中，被蓄热器11出口的燃气轮机18尾气加热，而后送入用户供热。
17.参见图1所示，供冷流程为：冷却水在冷却换热器2中被膨胀后的天然气降温，而后送入用户制冷。
18.天然气涡轮1的进口连接蓄热器11的一端出口，燃气轮机18的出口连接蓄热器11的一端进口，利用燃气轮机18的余热给进入天然气涡轮1内的高压天然气预热。
19.电机6外接电源7，电机6可通过第一离合器4、第二离合器5分别带动天然气涡轮1、空压机8的运作。
20.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.种天然气压差能压缩空气储能系统，其特征在于，包括天然气涡轮（1）、电机（6）及空压机（8），所述天然气涡轮（1）与所述电机（6）相连接，所述空压机（8）与所述电机（6）相连接，所述天然气涡轮（1）出气端依次连接有冷热交换器（2）、锅炉（17）、燃气轮机（18）及发电机（19），所述天然气涡轮（1）进气端外接蓄热器（11），所述蓄热器（11）与所述燃气轮机（18）相连接，所述空压机（8）出口依次连接有冷却除湿器（9）、过滤干燥器（12）及高压储气罐（14），所述高压储气罐（14）与所述锅炉（17）相连接。2.据权利要求1所述的一种天然气压差能压缩空气储能系统，其特征在于：所述电机（6）为永磁电机，所述电机（6）与所述天然气涡轮（1）之间设有第一离合器（4），所述电机（6）与所述空压机（8）之间设有第二离合器（5），所述电机（6）外接电源（7）。3.据权利要求1所述的一种天然气压差能压缩空气储能系统，其特征在于：所述过滤干燥器（12）与所述高压储气罐（14）之间设有第一截止阀（13），所述高压储气罐（14）与所述锅炉（17）之间设有换向阀（15），所述换向阀（15）另外接有第二截止阀（16）。4.据权利要求1所述的一种天然气压差能压缩空气储能系统，其特征在于：所述冷热交换器（2）与所述锅炉（17）之间设有分流阀（3）。5.据权利要求1所述的一种天然气压差能压缩空气储能系统，其特征在于：所述冷却除湿器（9）外接有热水加热器（10）。6.据权利要求5所述的一种天然气压差能压缩空气储能系统，其特征在于：所述蓄热器（11）与所述热水加热器（10）相连接。

技术总结
本发明公开了一种天然气压差能压缩空气储能系统，包括天然气涡轮、电机及空压机，所述天然气涡轮与所述电机相连接，所述空压机与所述电机相连接，所述天然气涡轮出气端依次连接有冷热交换器、锅炉、燃气轮机及发电机，所述天然气涡轮进气端外接蓄热器，所述蓄热器与所述燃气轮机相连接，所述空压机出口依次连接有冷却除湿器、过滤干燥器及高压储气罐，所述高压储气罐与所述锅炉相连接。本发明利用天然气的压差能来发电并同时获得压缩空气能、冷能、热能。能。能。


技术研发人员：蔡亮 徐啸
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2020.05.08
技术公布日：2021/11/8