一种压差发电装置及技术的制作方法

1.本发明涉及天然气压差发电装置技术领域，具体为一种压差发电装置及技术。


背景技术：

2.天然气作为一种常用的清洁能源，从地下被采集出来时就蕴藏着巨大的压力能，天然气的长距离输送一般采用高压管输的方式。近年来，从世界范围来看管道输送压力越来越高。
3.当天然气具备一定的压力和温度时，就具备了一定的能量，即由压力所体现的势能和由温度所体现的动能，二者合称为天然气的内能。在调压站中用调压器进行减压时，部分内能损失。在膨胀机技术出现之前，人们还无法对这部分能量进行回收。现在解决的问题利用天然气在膨胀机内进行绝热膨胀，内能降低而对外做功，并由膨胀机驱动发电机将能量转换为电能进行回收的技术。
4.目前国内外天然气压力能综合利用技术已发展多年，无论是理论研究还是实体制造都较为成熟，一些地区已优先建设相关压差发电项目，通常采用“膨胀发电” “换热器补热” “电量上网”的技术路线，不仅满足城市供气要求的压力和温度，输出电能，取得较好的经济效益。
5.常规的压差发电降压后会产生低温，需要另外加复热装置消耗能源消耗热量，浪费能源。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种压差发电装置及技术，解决了常规的压差发电降压后会产生低温，需要另外加复热装置消耗能源消耗热量，浪费能源的问题。
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种压差发电装置及技术，包括膨胀机，所述膨胀机的一端连接有输入管，所述膨胀机的另一端旋转轴通过联轴器连接在发电机的驱动端，所述膨胀机的底部通过管道连接在空温式气化器的一端，所述空温式气化器的另一端通过管道连接在水浴式汽化器的一端，所述水浴式汽化器的另一端通过管道连接有流量计。
8.优选的，所述输入管的中部设置有调节阀，所述输入管远离膨胀机的一端贯穿在加热器内。
9.优选的，所述发电机的发电端连接有输出线，输出线用于连接用电设备。
10.优选的，所述流量计远离水浴式汽化器的一端连通有输出管，所述输出管远离流量计的一端连接城市燃气管网。
11.优选的，一种压差发电技术，包括以下步骤：
12.步骤一、首先低温、高压的门站燃气通过输入管的时候被加热器进行预热升温，预热后的天然气通过输入管和调节阀送入到压差膨胀机内；
13.步骤二、天然气在膨胀机内利用压力能进行做功，推动膨胀机的叶轮旋转，膨胀机
的旋转轴端通过联轴器与发电机轴端相连，带动发电机发电通过输出线输出电力，天然气在膨胀机内经过膨胀机后，压力能得到释放，同时温度和压力均降低；
14.步骤三、天然气经过膨胀机使膨胀机做功之后通过管道流向空温式气化器，空温式气化器将燃气升温之后通过管道通入水浴式汽化器内，水浴式汽化器进一步将燃气进行加热，加热之后的燃气通过管道进入流量计，最后输入输出管流向燃气管网内。
15.优选的，所述膨胀机可在原负荷的30％-110％的负荷范围内稳定运行。
16.优选的，所述膨胀机可以是速度式、容量式或透平式。
17.本发明提供了一种压差发电装置及技术。具备以下有益效果：
18.本发明通过气体压力能资源为城燃管道门站天然气，拟采用膨胀机发电技术，实现压力能、机械能和电能的转换，在不产生额外碳排放的情况下，产生电能，本方案中气体压差发电膨胀技术，可确保涡轮的高效率，为用户膨胀站需求提供定制解决方案，确保气体最终的排放工况条件，满足用户对气体温度、压力的要求。
附图说明
19.图1为本发明的系统结构图。
20.其中，1、输入管；2、膨胀机；3、联轴器；4、发电机；5、输出线；6、输出管；7、流量计；8、水浴式汽化器；9、空温式气化器；10、管道；11、加热器；12、调节阀。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
22.实施例：
23.如图1所示，本发明实施例提供一种压差发电装置及技术，包括膨胀机2，膨胀机2的一端连接有输入管1，膨胀机2的另一端旋转轴通过联轴器3连接在发电机4的驱动端，膨胀机2的底部通过管道10连接在空温式气化器9的一端，空温式气化器9的另一端通过管道10连接在水浴式汽化器8的一端，水浴式汽化器8的另一端通过管道10连接有流量计7，输入管1的中部设置有调节阀12，输入管1远离膨胀机2的一端贯穿在加热器11内，发电机4的发电端连接有输出线5，输出线5用于连接用电设备，流量计7远离水浴式汽化器8的一端连通有输出管6，输出管6远离流量计7的一端连接城市燃气管网，首先低温、高压的门站燃气将被通过加热器11进行预热升温，将天然气温度由～10℃预热升温至～34℃，预热所需的热能一般由燃气锅炉供应；预热后的天然气通过带有调节阀12的输入管1送入到压差膨胀机2内，天然气在膨胀机2内利用压力能进行做功，推动膨胀机2的叶轮旋转，膨胀机2的旋转轴端通过联轴器3与发电机4轴端相连，带动发电机4发电外供，其中，膨胀机2可在～30～110％的负荷范围内稳定运行，输入管1上的调节阀12同步调节进入到膨胀机2的天燃气流量；天然气在膨胀机2内经过膨胀机2后，压力能得到释放，同时温度和压力均降低，压力由～5.0mpa降至～3.5mpa，温度由预热后的～34℃降低至预热前的～10℃，常温的天然气供应将有利于发电系统和管输系统的安全稳定，采用膨胀机2膨胀技术，实现压力能与机械能
的转化，在不产生额外碳排放的情况下，产生电能。我们的气体压差发电膨胀技术，可确保涡轮的高等熵效率和技术要求，为用户膨胀站需求提供定制解决方案。确保气体最终的排放工况条件，满足用户对气体温度、压力的要求。
24.一种压差发电技术，包括以下步骤：
25.步骤一、首先低温、高压的门站燃气通过输入管1的时候被加热器11进行预热升温，预热后的天然气通过输入管1和调节阀12送入到压差膨胀机2内；
26.步骤二、天然气在膨胀机2内利用压力能进行做功，推动膨胀机2的叶轮旋转，膨胀机2的旋转轴端通过联轴器3与发电机4轴端相连，带动发电机4发电通过输出线5输出电力，天然气在膨胀机2内经过膨胀机2后，压力能得到释放，同时温度和压力均降低，膨胀机2和发电机4组与站内原有计量调压支路并联，不会影响站场平稳运行，并且可以通过运行压力设定值使压差发电系统优先运行。当压力能综合利用系统出现故障时，系统自动切断其入口天然气，不会影响站场原有计量调压支路正常运行；
27.步骤三、天然气经过膨胀机2使膨胀机2做功之后通过管道10流向空温式气化器9，空温式气化器9将燃气升温之后通过管道10通入水浴式汽化器8内，水浴式汽化器8进一步将燃气进行加热，加热之后的燃气通过管道10进入流量计7，最后输入输出管6流向燃气管网内。
28.膨胀机2可在原负荷的30％-110％的负荷范围内稳定运行。
29.膨胀机2可以是速度式、容量式或透平式，透平膨胀机2是一种使压缩气体膨胀并输出功率，因而压力降低和能量减少的原动机，在透平膨胀机2中，气体的能量交换发生在导流器的喷嘴叶片间与工作叶轮内。高压气流在喷嘴内进行部分膨胀，然后以一定的速度进入叶轮，推动叶轮旋转。气流进入叶轮后还会进一步膨胀，气流的反冲力进一步推动叶轮旋转，旋转的叶轮轴可驱动发电机4组进行发电。气体在膨胀机2中通过的时间极短，来不及与周围环境进行热量交换，绝热效率很高，可视为等熵膨胀。进入透平膨胀机2的气体流量可以通过导流叶片来进行调节，以适应系统负荷的变化。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。