[发明专利]天然气压力能回收装置及方法

说明书

本发明提供一种天然气压力能回收的蓄热加热装置：包括换热器、蓄热罐、电锅炉和膨胀机，换热器的天然气通道进口与外部天然气管道连接，换热器的天然气通道出口与膨胀机进口连接，膨胀机与发电机连接，换热器的载热剂通道进口与泵的出口连接，换热器的载热剂通道出口与蓄热罐的下部进口连接；本发明还提供一种天然气压力能回收的蓄热加热装置的使用方法，利用发动机烟气余热、工业废热、太阳能等热能，通过换热器加热燃气，再进入膨胀机膨胀作功，进入用户或下级管网；本发明实现了压力能回收与用气负荷的同步适应，还可充分利用各种低品位余热及廉价低谷电，提高了能源利用效率，同时避免了复杂的低温冷能的回收利用，系统简单。

技术领域

本发明涉及热能动力、石油天然气及城市燃气技术领域，特别是涉及一种燃气压力能回收装置及方法。

背景技术

为了提高输气能力，提高输气系统经济性，目前管道输送燃气均在较高压力下进行，长距离输送燃气还要消耗能源逐级增压，使燃气能够克服阻力到达用气区域。但是大多数燃烧设备运行时，燃烧在较低的压力下进行，为此管网或储气装置在向用气设备供气时需进行调压，将燃气压力降至一定水平后再供至用气设备。目前的调压设备大多通过节流方式降低燃气压力，过程中压力能未被回收利用而浪费了。

为回收利用燃气压力能，可以采用膨胀机膨胀降压回收压力能，同时，膨胀降压后燃气温度也显著下降，可降至零下几十摄氏度，为避免低温对管网设施的不利影响，也为利用低温冷能，需要额外的设备和系统回收利用低温冷能，同时使燃气温度恢复至接近常温，由于低温能量并不总是能够得到有效利用，这增加了系统成本和运行控制的复杂性；此外，还有一些机构开发了利用燃气自身的高压进行天然气液化的技术装置，可利用液化的天然气进行储气调峰。由于液化后的天然气还需再行气化，中间涉及较多的能量转换过程，系统复杂而效率较低，局限较大。

因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效的天然气压力能回收装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种天然气压力能回收的蓄热加热装置：包括换热器、蓄热罐、电锅炉和膨胀机；

所述换热器的天然气通道进口与外部天然气管道连接，换热器的天然气通道出口与膨胀机进口连接，膨胀机与发电机连接；所述换热器的载热剂通道进口与泵的出口连接，换热器的载热剂通道出口与蓄热罐的下部进口连接；

所述蓄热罐设置有上下两组进出口；所述蓄热罐上部的出口与泵连接，通过泵后与换热器的载热剂通道进口连接，换热器的载热剂通道出口与蓄热罐下部的进口连接；所述蓄热罐下部的出口与电锅炉的载热剂通道进口连接，电锅炉的载热剂通道出口通过泵后与蓄热罐上部的进口连接。

本发明还提供一种天然气压力能回收的热泵加热装置：包括换热器、蓄热罐、冷凝器、蒸发器和膨胀机；

所述换热器的天然气通道进口与外部天然气管道连接，换热器的天然气通道出口与膨胀机进口连接，膨胀机与发电机连接；换热器的载热剂通道进口与泵的出口连接，换热器的载热剂通道出口与蓄热罐的下部进口连接；

所述蓄热罐设置有上下两组进出口；蓄热罐上部的出口与泵连接，通过泵后与换热器的载热剂通道进口连接，换热器的载热剂通道出口与蓄热罐下部的进口连接；蓄热罐下部的出口与冷凝器的载热剂通道进口连接，冷凝器的载热剂通道出口通过泵后与蓄热罐上部的进口连接；

所述蒸发器出口与四通换向阀的B口连接，四通换向阀的C口依次经过压缩机和气液分离器后与四通换向阀的D口连接，四通换向阀的A口与冷凝器的制冷剂通道进口连接，冷凝器的制冷剂通道出口依次与膨胀阀、储液及干燥过滤器、膨胀阀、蒸发器进口连接。

本发明还提供一种利用蓄热加热装置和热泵加热装置的天然气压力能回收的热泵和蓄热联合加热装置：包括换热器、蓄热罐、冷凝器、蒸发器、膨胀机、换热器、蓄热罐、电锅炉和膨胀机；