[发明专利]一种基于压力能发电和热泵加热的天然气井口加热节流系统

权利要求书

1.一种基于压力能发电和热泵加热的天然气井口加热节流系统，其特征在于：该系统包括膨胀机(5)、发电机(6)、热泵机组(8)、电动机(7)、空气预热器(9)、再热器(10)、调压阀(2)、分离器(3)、节流阀(4)；所述天然气从天然气气井(1)收集后，天然气气井(1)与分离器(3)通过调压阀(2)连接，分离器(3)设有节流阀(4)，通过节流阀(4)可排出分离器(3)分离出的油水混合物；分离器(3)与膨胀机(5)相连，膨胀机(5)与空气预热器(9)相连，空气预热器(9)与再热器(10)相连；其中，发电机(6)、电动机(7)、热泵机组(8)依次相连，共同组成本系统的发电加热系统；所述膨胀机(5)与发电机(6)相连；热泵机组(8)与再热器(10)相连，并通过工质与低温天然气进行热交换。

2.根据权利要求1所述的一种基于压力能发电和热泵加热的天然气井口加热节流系统，其特征在于：该系统的工作过程如下，天然气从各天然气气井(1)收集后经输运管线送至调压阀(2)，经过调压阀(2)调压，再进入分离器(3)进行油-水-固体颗粒-气分离；分离出的油水混合物从排污管线经节流阀(4)排出分离器(3)，而初步脱水、脱油、脱固体颗粒后的天然气被送入膨胀机(5)，驱动膨胀机(5)旋转并带动与膨胀机相联的发电机(6)发电；发出的电能一部分被输送到电动机(7)用于驱动热泵系统(8)，另一部分进入供电电网或用于天然气系统的其它电力供应；从膨胀机(5)排出的天然气经过绝热膨胀后，压力降至外送集输管道所需的压力，温度急剧下降且远远低于环境温度；将从膨胀机(5)膨胀做功后的低温天然气送入过空气预热器(9)从环境中吸收热量，温度得到第一次被恢复；经过空气预热器(9)后的温度得到初步恢复的天然气再被送入再热器(10)，由膨胀机-发电机联合机组产生的电力驱动的热泵系统(8)中的工质进行加热，使其温度第二次被恢复至集输管道所需的温度。