一种高压天然气降压做功的压力能利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及能源利用领域，更具体地说，本实用新型涉及一种高压天然气降压做功的压力能利用系统。


背景技术：

2.在天然气输配过程中为了保障供气安全和满足供气量的要求，会遇到两个气源(压力、流量不同)按照一定的压力共同向某一个用户供气的情况，一般做法是将高压的降下来，将低压的升上去，然后混合在一起。这种做法升压需要压缩机械并且消耗能量，降压又浪费大量的能量，如果能利用高压天然气降压释放出来的能量给低压天然气增压，两者达到相同压力后向外输送。这样就可以减少设备投资并节约大量的能耗。本技术致力于解决这样的问题。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种高压天然气降压做功的压力能利用系统，能够保障安全、平稳供气，且使得从增压气缸内排出的温度较高的气体与从降压气缸排出的温度较低的气体在次高压排气缓冲罐混合并进行热量的交换，进而利用高压天然气降压做功给低压气体增压，达到共同的压力后向外输送，从而实现压力能的有效利用，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高压天然气降压做功的压力能利用系统，包括增压单元和降压单元，所述增压单元与降压单元之间连接有连接单元，且增压单元和降压单元的外部均连接有排气单元，所述排气单元和降压单元的输出端连接有增压单元，所述增压单元和降压单元的外部设置有冷却加热单元；
5.所述增压单元包括中压进气缓冲罐、所述中压进气缓冲罐的输出端连接有第一管道，所述第一管道的输出端连接有增压气缸，所述增压气缸的输入端通过管体与第一管道连通，管体上安装有第二单向阀，所述第一管道与增压气缸之间安装有第一单向阀，所述增压气缸的内部靠近第二单向阀的一侧安装有第二活塞，且增压气缸输入端和输出端对应第一管道的一侧连接有第二管道，所述第二管道上对应第一单向阀和第二单向阀所在的位置一侧分别安装有第三单向阀和第四单向阀，所述第二活塞的一端连接有第二活塞杆，所述第二活塞杆延伸至增压气缸的外部；
6.所述连接单元包括与第二活塞杆连接的第二连杆，所述第二连杆的一端部连接有飞轮，所述飞轮的另一外壁对应第二连杆所在的一侧连接有第一连杆；
7.所述降压单元包括与第一连杆相连接的第一活塞杆，所述第一活塞杆的一端部连接有降压气缸，且第一活塞杆的一端位于降压气缸的内部连接有第一活塞，所述降压气缸的上方安装有转向阀，所述转向阀的内部安装有滑动阀，所述滑动阀的端部连接有转向杆，所述转向杆的一端部连接有滑动条，所述滑动条的一端与第一连杆的端部连接，所述转向阀的输入端连接有第三管道，所述第三管道的一端连接有高压进气缓冲罐；所述转向阀的
输出端连接有第四管道，所述第四管道的一端连接有次高压进气缓冲罐。
8.所述排气单元包括与第二管道连通的次高压排气缓冲罐，所述次高压排气缓冲罐的输入端和输出端均安装有阀门；
9.所述增压单元包括高压进气缓冲罐与次高压排气缓冲罐之间连接的管体，该管体上安装有调压器以及第五管道。
10.在一个优选地实施方式中，所述中压进气缓冲罐的输入端安装有球阀。
11.在一个优选地实施方式中，所述高压进气缓冲罐上还安装有压力表，且高压进气缓冲罐的输入端也安装有球阀，且高压天然气进入降压单元的入口处也安装调压器。
12.在一个优选地实施方式中，所述第二连杆和第一连杆的端部与飞轮的外壁之间均通过固定轴活动连接。
13.在一个优选地实施方式中，所述冷却加热单元包括分别在降压单元和增压单元外部包裹的金属壳，所述降压单元和增压单元外部的金属壳之间连通有管道，该管道内部设置有防冻液，且该管道上安装有循环泵。
14.在一个优选地实施方式中，赠压单元包括调压器、进气管道、次高压缓冲罐、及连接次高压缓冲罐与调压器皮膜下腔的第五管道。
15.在一个优选地实施方式中，所述滑动条和第一连杆的相邻端连接有固定片，且滑动条与第一连杆的端部与固定片之间通过转动轴转动连接。
16.本实用新型的有益效果：
17.1、通过设置增压单元，能够保障安全、平稳供气，在高压天然气进入降压单元的入口处安装调压器，这个调压器的主要作用是根据次高压天然气的压力波动调整调压器阀瓣的开启程度，稳定出口压力，当次高压超压超过设定值时切断进气，确保下游用气安全、平稳；
18.2、通过设置冷却加热单元，天然气降压要吸收热量，压缩要释放，将增压单元和降压单元用金属材料封闭起来做成换热器，两个部分之间用管道连通，形成一个封闭的换热单元，系统里面充满防冻液，在管道上安装一个循环泵，循环泵的动力由飞轮提供，另外，次高压排气缓冲罐有换热、平衡热量的功能，从增压气缸内排出的温度较高的气体与从降压气缸排出的温度较低的气体在次高压排气缓冲罐混合并进行热量的交换，吸热、放热不足部分由大气通过换热器补足。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为本实用新型中滑动条带动转向杆活动的结构示意图。
21.图3为本实用新型中调压器的结构示意图。
22.图4为本实用新型中冷却加热单元的结构示意图。
23.附图标记为：1、中压进气缓冲罐；2、第一管道；3、增压气缸；4、第二管道；5、第一单向阀；6、第三单向阀；7、第二单向阀；8、第四单向阀；9、第二活塞；10、第二活塞杆；11、第二连杆；12、飞轮；13、第一连杆；14、第一活塞杆；15、降压气缸；16、第一活塞；17、滑动条；18、转向杆；19、滑动阀；20、转向阀；21、第三管道；22、高压进气缓冲罐；23、调压器；24、次高压排气缓冲罐；25、循环泵；26、第四管道；27、第五管道；231、弹簧；232、压板；233、皮膜；234、
阀口；235、阀瓣。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.如附图1
‑
4所示的一种高压天然气降压做功的压力能利用系统，包括增压单元和降压单元，增压单元与降压单元之间连接有连接单元，且增压单元和降压单元的外部均连接有排气单元，排气单元和降压单元的输出端连接有增压单元，增压单元和降压单元的外部设置有冷却加热单元；
26.增压单元包括中压进气缓冲罐1、中压进气缓冲罐1的输出端连接有第一管道2，第一管道2的输出端连接有增压气缸3，增压气缸3的输入端通过管体与第一管道2连通，管体上安装有第二单向阀7，第一管道2与增压气缸3之间安装有第一单向阀5，增压气缸3的内部靠近第二单向阀7的一侧安装有第二活塞9，且增压气缸3输入端和输出端对应第一管道2的一侧连接有第二管道4，第二管道4上对应第一单向阀5和第二单向阀7所在的位置一侧分别安装有第三单向阀6和第四单向阀8，第二活塞9的一端连接有第二活塞杆10，第二活塞杆10延伸至增压气缸3的外部，低压天然气经过各单向阀进入增压气缸3，飞轮12拉(推)连杆及第二活塞杆10和第二活塞9在增压气缸3内做往复运动，将低压气体压缩为次高压气体；
27.连接单元包括与第二活塞杆10连接的第二连杆11，第二连杆11的一端部连接有飞轮12，飞轮12的另一外壁对应第二连杆11所在的一侧连接有第一连杆13，作用是储存能量使各部件运行平顺，并将运动传递到增压单元，本方案飞轮连接大两侧连杆及活塞采用对称往复式运动方式，这样有利于降低运行过程中的摆动，延长使用寿命；
28.降压单元包括与第一连杆13相连接的第一活塞杆14，第一活塞杆14的一端部连接有降压气缸15，且第一活塞杆14的一端位于降压气缸15的内部连接有第一活塞16，降压气缸15的上方安装有转向阀20，转向阀20的内部安装有滑动阀19，滑动阀19的端部连接有转向杆18，转向杆18的一端部连接有滑动条17，滑动条17的一端与第一连杆13的端部连接，转向阀20的输入端连接有第三管道21，第三管道21的一端连接有高压进气缓冲罐22，且高压进气缓冲罐入口处安装调压器23，高压天然气经过调压器降压后进入高压进气缓冲罐，设置调压器23的主要目的在于稳定滑动阀19进口及出口压力，在出口压力超过设定值时切断进气，从高压进气缓冲罐22出来的天然气经过滑动阀19进入降压气缸15，推动第一活塞16及第一活塞杆14运动，从而对外做功，高压气体做功以后降为次高压气体；通过第四管道26，进入次高压缓冲罐24。
29.排气单元包括与第二管道4连通的次高压排气缓冲罐24，次高压排气缓冲罐24的输入端和输出端均安装有阀门，降压单元将高压气体降为次高压气体；增压单元将低压气体增压为次高压气体，两股气体进入次高压排气缓冲罐24，然后向外输送；
30.增压单元包括高压进气缓冲罐22与次高压排气缓冲罐24之间连接的管体、调压器23。次高压排气缓冲罐24通过管道五27连接调压器23皮膜下腔，增压单元起到稳定降压单元进气压力、排气压力的作用，当出口压力超压较大时起到切断进气的作用，调压器23稳定
工作时，皮膜233在压力p和弹簧231的作用下处于平衡状态下，当下游用气量增大、次高压排气缓冲罐24内天然气压力p降低时，调压器皮膜压板232带动阀瓣235向下移动，阀口234开度增加，更多的天然气进入降压单元，导致p增加；当p增大时调压器皮膜压板232带动阀瓣235向上移，阀口234开度减小，进入减压单元的天然气减少，p就降低；当p超过设定压力时，在p和弹簧231作用下将阀口234关闭，起到防止下游超压的作用，等到p降到设定值时阀口234再自动打开。
31.如附图1
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2所示，中压进气缓冲罐1的输入端安装有球阀。
32.如附图1
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2所示，高压进气缓冲罐22上还安装有压力表，且高压进气缓冲罐22的输入端也安装有球阀。
33.如附图1
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2所示，第二连杆11和第一连杆13的端部与飞轮12的外壁之间均通过固定轴活动连接。
34.如附图1
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2和附图4所示，冷却加热单元包括分别在降压单元和增压单元外部包裹的金属壳，降压单元和增压单元外部的金属壳之间连通有管道，该管道内部设置有防冻液，且该管道上安装有循环泵25，天然气降压要吸收热量，温度要降低，压缩时要释放热量，温度要升高，将增压单元和降压单元用金属材料封闭起来，两个部分之间用管道连通，形成一个封闭的系统，系统里面充满防冻液，并在管道上安装一个循环泵25，循环泵25的动力由飞轮12提供，这样就形成一个冷却加热单元，另外次高压排气缓冲罐24也有换热的功能。
35.如附图1所示，滑动条17和第一连杆13的相邻端连接有固定片，且滑动条17与第一连杆13的端部与固定片之间通过转动轴转动连接。
36.本实用新型工作原理：通过设置增压单元，能够保障安全、平稳供气，在高压天然气进入降压单元的入口处安装调压器23，这个调压器23的主要作用是根据次高压天然气的压力波动调整调压器阀瓣235的开启程度，稳定出口压力，当次高压超压超过设定值时切断进气，确保下游用气安全、平稳；通过设置冷却加热单元，天然气降压要吸收热量，压缩要释放，将增压单元和降压单元用金属材料封闭起来做成换热器，两个部分之间用管道连通，形成一个封闭的换热单元，系统里面充满防冻液，在管道上安装一个循环泵25，循环泵25的动力由飞轮12提供，另外，次高压排气缓冲罐24有换热、平衡热量的功能，从增压气缸3内排出的温度较高的气体与从降压气缸15排出的温度较低的气体在次高压排气缓冲罐24混合并进行热量的交换，吸热、放热不足部分由大气通过换热器补足。
37.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
38.其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
39.最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。