[实用新型]一种基于压差发电的天然气门站供电系统

说明书

本实用新型提供一种基于压差发电的天然气门站供电系统。所述系统包括：燃料电池发电单元以及为燃料电池发电单元提供氢气的制氢单元，与天然气调压回路并联的压差发电单元，风力发电单元，光伏发电单元，输入端与燃料电池发电单元、压差发电单元、风力发电单元和光伏发电单元相连输出端与用电负载相连的电力分配单元。本实用新型利用天然气门站调压区废弃未利用的压力动能通过压差发电单元产生电力和冷能，解决了供电问题，能源利用率高，具有很好的经济效益；本实用新型的压差发电单元还具有调压稳压作用，可取代天然气调压回路。

技术领域

本实用新型属于能源利用、生产、回收技术领域，具体涉及一种基于压差发电的天然气门站供电系统。

背景技术

城市天然气门站是城市天然气输配系统的重要基础设施。其中门站是城市输配系统的气源点，也是天然气长输管线进入城市燃管道网的配气站，其任务是接收长输管线输送来的燃气，在站内进行过滤、调压、计量、加臭、分配后，送入城市输配管网或直接送入大用户。常规情况下，天然气门站均设置有一路或多路调压回路，如图1所示，调压回路包括换热器和调压器，通过调压器将输入的高压天然气降压并稳定在用户所需要的次高压或中压等压力等级。因为天然气在降压过程中吸热，导致管道内天然气温度急剧下降。经验数据表明，天然气每降压1.0MPa压力，管道内天然气温度会下降5℃左右，受此影响，管道和相关设备往往会结冰甚至产生冰堵事故。为了应对这种情况，避免产生安全隐患和对管道及设备造成不利影响，降压幅度大的场站一般都设置有供热装置，比如燃气热水锅炉、电加热器等，施加热源对调压前天然气进行加热升温，确保降压后天然气温度满足规范要求。

天然气门站位置比较偏僻，城市配电网没有到达，如果架设电力专线，经济成本太高。因此，建设专门基于压差发电的天然气门站供电系统很有必要。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种基于压差发电的天然气门站供电系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。

一种基于压差发电的天然气门站供电系统，包括：燃料电池发电单元以及为燃料电池发电单元提供氢气的制氢单元，与天然气调压回路并联的压差发电单元，风力发电单元，光伏发电单元，输入端与燃料电池发电单元、压差发电单元、风力发电单元和光伏发电单元相连输出端与用电负载相连的电力分配单元。

进一步地，所述用电负载包括照明用电、仪表用电和充电桩用电，还包括制氢单元。

进一步地，所述制氢单元包括依次连接的纯净水输入装置、水电解槽、两组分子筛干燥器、压缩机、换热器、氢气储存罐以及氢气输出管道，还包括连接压缩机、换热器的供冷装置，通过向压缩机、换热器传递冷能进行降温。

进一步地，压差发电单元主要由膨胀机、发电机、换热器和冷媒组成，发电过程输出电压加至电力分配单元，发电过程产生的冷能通过冷媒传输至制氢单元的压缩机。

更进一步地，所述膨胀机为双转子膨胀机或螺杆膨胀机或透平膨胀机。

更进一步地，所述发电机为异步发电机或同步发电机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果。

本实用新型通过设置燃料电池发电单元以及为燃料电池发电单元提供氢气的制氢单元、压差发电单元、风力发电单元、光伏发电单元和电力分配单元，能够实现天然气门站的独立供电。本实用新型利用天然气门站调压区废弃未利用的压力动能通过压差发电单元产生电力和冷能，解决了供电问题，能源利用率高，具有很好的经济效益；压差发电单元还具有调压稳压作用，可取代天然气常规调压回路，常规调压回路只作为应急备用或负荷平衡使用。

附图说明

图1为天然气调压回路的结构示意图。

图2为本实用新型实施例一种基于压差发电的天然气门站供电系统的方框图。