[发明专利]一种天然气压差驱动发电系统

说明书

本发明实施例公开了一种天然气压差驱动发电系统，包括：压差驱动模块、发电驱动模块和发电机；压差驱动模块的输入端与高压管线连接，输出端与低压管线连接，用于通过压差驱动模块内的天然气膨胀机将高压天然气降压为低压天然气；天然气膨胀机与发电驱动模块连接，用于为发电驱动模块提供压力能；发电驱动模块的第二输入端接入空气，用于通过压力能将空气压缩成高压空气；发电驱动模块与发电机连接，用于通过高压空气的压力能和热能驱动发电机转动；发电驱动模块还与压差驱动模块连接，用于通过高压空气的热能为低压天然气升温。本发明实施例提供的技术方案，可解决现有的通过天然气管网余压发电的方式能耗较大，发电效率低的问题。

技术领域

本发明实施例涉及天然气发电技术领域，尤其涉及一种天然气压差驱动发电系统。

背景技术

天然气由地下开采出以后通过天然气管网进行运输，天然气管网的压力远高于用户所需的压力，国内外多数天然气长输管道压力均在10MPa以上。天然气通过天然气长输管道被输送到用气地区的城市门站后，需减压到4.0MPa、2.5MPa或1.6MPa，然后进入城市高压管网。城市高压管网的天然气在各高中压调压站减压后进入中压管网。之后，中压管网的天然气还需再次减压进入低压管网，压力在0.4MPa左右。最后，通过低压管网，将低压天然气输送至终端用户。天然气在调压过程中将损失大量的压力能，还会因为急剧降温对调压设备及管道设备的运行安全构成威胁。若能采取适当的措施回收利用压力能，将其转化为机械能、电能、冷能等形式，可有效提高能源的利用率以及管网的运行经济性。

当前，天然气管网余压利用技术主要包括制冷和发电两方面。其中，制冷主要指高压空气在降压膨胀过程中因放热而导致温度降低，膨胀后产生的低温流体蕴涵着非常大的冷能，以冷媒回收这部分冷能，并将其供给冷能用户使用，如：天然气脱水、轻烃分离、液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)调峰、天然气水合物(Natural Gas Hydrate，NGH)调峰、橡胶粉碎、制冰和生活制冷等；发电主要指以膨胀机代替传统的调压阀来回收高压天然气降压过程中的压力能，并将其用于发电，如：直接膨胀发电、联合循环发电等。

但是，现有的通过天然气管网余压发电的方式在天然气膨胀做功后，天然气温度会急剧降低，例如，降温后的天然气温度可降低至零下25度左右，为了使降温后的天然气回温，会消耗其他的能量产生热能，如燃烧部分的天然气产生热能或者通过电能产生热能。总体看来，现有的通过天然气管网余压发电的方式能量消耗较大，发电效率低。

发明内容

本发明提供一种天然气压差驱动发电系统，以解决现有的通过天然气管网余压发电的方式能耗较大，发电效率低的问题。

本发明实施例提供了一种天然气压差驱动发电系统，包括：压差驱动模块、发电驱动模块和发电机；

所述压差驱动模块的输入端与高压管线连接，输出端与低压管线连接，用于通过所述压差驱动模块内的天然气膨胀机将高压天然气降压为低压天然气；所述天然气膨胀机与所述发电驱动模块的第一输入端连接，用于为所述发电驱动模块提供压力能；

所述发电驱动模块的第二输入端接入空气，用于通过所述压力能将所述空气压缩成高压空气；所述发电驱动模块的第一输出端与所述发电机连接，用于通过所述高压空气的压力能和热能驱动所述发电机转动；所述发电驱动模块的第二输出端与所述压差驱动模块连接，用于通过所述高压空气的热能为所述低压天然气升温。

可选的，所述天然气压差驱动发电系统，还包括：太阳能储能模块；所述太阳能储能模块与所述发电驱动模块的第三输入端连接，用于为所述高压空气提供热能。