[实用新型]一种天然气余压分布式利用系统

说明书

本实用新型涉及天然气余压利用技术领域，具体涉及一种天然气余压分布式利用系统，包括余压透平发电模块、冷能制冰模块、压缩机进气冷却模块和压缩机电机冷却模块；余压透平发电模块包括通过旁通管路依次连通在高压调节阀和低压调节阀之间的旁通调节阀、预冷脱烃装置、余压透平膨胀机、冷能换热器和电加热器；冷能换热器的换热一侧依次连通设置有冷能制冰模块、压缩机进气冷却模块和压缩机电机冷却模块；采用了余压膨胀机组进行余压发电，机组运行稳定可靠，发电效率高。相比其他余压能利用装置，余压能能够得到充分利用，且输气量与余压适应范围广。

技术领域

本实用新型涉及天然气余压利用技术领域，具体涉及天然气余压分布式利用系统。

背景技术

目前我国天然气在输送工艺过程中，需要经压气站升至高压输送，而至用户侧则需要降压使用。在此过程中，提高输气压力时，需要消耗动力驱动压气机组；降低输气压力时，现在一般采用调压阀组降压的方式。采用调压阀调压时，具有高品质的压力能完全消耗在克服阀门的局部阻力上，无法得到有效利用；且经调压阀组降压后，天然气温度降低(焦耳—汤姆逊效应)，为了提供给用户使用，还需要额外提供热量提升天然气至合适的温度，该过程又将是一个能量消耗过程。

在液化天然气的冷能利用中，国内外的一些技术都较为成熟。而天然气这块由于冷较小，余压回收技术较少。随着经济和技术的发展，国内也出现了天然气余压利用技术的研发，大多采用余压发电+冷能制冰的利用工艺。

目前的天然气压差发电技术中都是利用冷能来制冰，但制冰量较大，很多没有足够大的市场，所以需要把冷能充分和分输站所需有效结合起来，最好做到就地消化，并且降低分输站能耗。

授权公告号为CN105201558A的发明专利公开了一种基于单螺杆膨胀机的天然气输送管线余压发电系统，该发明主要是利用单螺杆膨胀机将天然气输送管线的压力能进行发电，膨胀后的低压天然气进入油气分离器将天然气和润滑油分离，分离后的天然气经空气加热器进入原有天然气输送管线送至下游用户，分离后润滑油通过润滑油泵将润滑油加压后再次泵入单螺杆膨胀机需要润滑的位置，同时通过空气加热器将低温天然气回升至下游用户需要的温度。该发明提出的工艺仅仅是利用了部分的天然气余压，还有大量的冷能被浪费掉，发电效率较低，而且润滑油与天然气相接触，造成了天然气的污染。

授权公告号为CN103334891A的发明专利公开了一种天然气调压式发电装置，该发明采用涡轮装置回收天然气压力能发电。该发明提出的工艺，既没有考虑冷能的回收利用，也没有解决天然气直接膨胀后释放大量冷能引起的设备堵塞和腐蚀等问题。

授权公告号为CN203430574U的实用新型专利公开了一种利用小型天然气管网压力能发电的装置，该实用新型提出采用小型气体膨胀机回收天然气压力能发电，实现小功率发电自用功能。膨胀后的天然气通过压力温度平衡器稳定天然气压力和对天然气回温。该实用新型尽管合理利用了天然气压力能实现发电自用，但由于发电功率较小，仅在1-5kW，不适合流量较大的天然气调压场所。同时，该实用新型同样存在天然气冷能无法回收的问题，且膨胀后的天然气通过压力温度平衡器调节后，天然气回温幅度有限，膨胀释放的冷能仍旧会引起设备堵塞和腐蚀问题。

授权公告号为CN104088605A的发明专利公开了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，该发明采用膨胀机发电机组替代传统的节流调压装置，利用膨胀发电机把气井采出的天然气中的压力能转换为电能，膨胀后的低温天然气加热首先通过空气预热器利用环境热量使天然气温度部分恢复，再通过膨胀发电机组生产的电能驱动热泵系统，通过再热器将热泵的热量用来加热经空气预热器后的天然气，使得膨胀降压后的天然气加热到外送集输管道所需的温度。该发明提出的工艺尽管节省了天然气加热的能源，并通过热泵装置实现膨胀后天然气的补热回温，但是仍旧没有考虑冷能的回收利用。