一種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，屬于余熱余壓能源利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國天然氣工業(yè)的快速發(fā)展，為了提高管網(wǎng)輸送的安全性和經(jīng)濟性，天然氣輸送管道逐漸采用高壓，如“西氣東輸”和“陜-京二線”等輸氣壓力已達到lOMPa，其蘊含了巨大的壓力能。由于天然氣下游用戶的壓力一般較低，需要通過門站的調(diào)壓裝置對天然氣壓力進行調(diào)整。在傳統(tǒng)的調(diào)壓過程中，天然氣是經(jīng)減壓閥降壓，壓力降完全損失在克服流動阻力上，沒有推動任何機械做功，這部分壓力能白白浪費。因此，如何回收這部分壓力能，并使其具有一定的經(jīng)濟效益和社會效益便成了當務(wù)之急。
[0003]單螺桿膨脹機和其他膨脹機相比具有更簡單緊湊的結(jié)構(gòu)、受力平衡、使用壽命長、噪音低、振動小以及高速輕載等優(yōu)勢。因此，建立以單螺桿膨脹機為動力機對天然氣輸送管線壓力能回收的天然氣余壓發(fā)電系統(tǒng)，對于推動天然氣輸送管道壓力能回收利用具有重要意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是設(shè)計一個可靠的天然氣輸送管道壓力能余壓發(fā)電系統(tǒng)，利用天然氣輸送管線壓降實施發(fā)電，在獲得電力的同時滿足下游用戶的壓力需求，從而實現(xiàn)對原有天然氣輸送管線壓力能的回收利用。
[0005]本實用新型具體采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括單螺桿膨脹機2、發(fā)電機4、空氣加熱器6、油氣分離器5和油栗7 ；
[0007]所述單螺桿膨脹機2的進口通過天然氣管道旁接到天然氣輸送管線上游，單螺桿膨脹機主軸通過聯(lián)軸器與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接從而帶動發(fā)電機4發(fā)電；
[0008]所述單螺桿膨脹機2的出口通過管道與油氣分離器5的入口相連，所述油氣分離器5的天然氣輸出口通過輸氣管道與空氣加熱器6的輸入口相連，所述空氣加熱器6的輸出口通過輸氣管道連接至原有天然氣輸送管道下游；
[0009]所述油氣分離器5的潤滑油出口通過油管經(jīng)油栗7與單螺桿膨脹機2的注油孔相連。
[0010]本實用新型進一步包括以下優(yōu)選方案:
[0011]所述發(fā)電機可以是同步發(fā)電機也可是異步發(fā)電機。
[0012]所述油氣分離器(5)的天然氣輸出口通過輸氣管道與空氣加熱器(6)的輸入口相連，空氣加熱器(6)的輸出口通過輸氣管道連接至原有天然氣輸送管道下游，改為空氣加熱器(6)布置在單螺桿膨脹機(2)前即單螺桿膨脹機的進口前。
[0013]所述油分離器5可以為旋風分離式或濾芯分離式。
[0014]當單螺桿膨脹機2的螺桿轉(zhuǎn)子與發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速相同時，所述單螺桿膨脹機2的螺桿轉(zhuǎn)子通過傳動機構(gòu)直接帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
[0015]當單螺桿膨脹機2的螺桿轉(zhuǎn)子與發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速不同時，在單螺桿膨脹機2與發(fā)電機之間增加減速機3，單螺桿膨脹機主軸通過聯(lián)軸器與減速機3的輸入端連接，減速機3的輸出端與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接，單螺桿膨脹機2通過減速機與發(fā)電機轉(zhuǎn)子相配合，從而帶動發(fā)電機4發(fā)電。
[0016]單螺桿膨脹機2的進出口均設(shè)置閥門。
[0017]本實用新型設(shè)計的余壓發(fā)電系統(tǒng)旁接在原天然氣輸送管線上替代原有天然氣輸送管線的減壓閥組1，高壓天然氣經(jīng)單螺桿膨脹機2膨脹做功，帶動發(fā)電機4發(fā)電，經(jīng)過膨脹后的低壓天然氣進入油氣分離器5將天然氣和潤滑油分離，分離后的天然氣經(jīng)空氣加熱器6進入原有天然氣輸送管線送至下游用戶，分離后潤滑油通過潤滑油栗7將潤滑油加壓后再次栗入單螺桿膨脹機需要潤滑的位置。本實用新型的創(chuàng)新之處在于利用單螺桿膨脹機將天然氣輸送管線的壓力能進行發(fā)電，同時通過空氣加熱器將低溫天然氣回升至下游用戶需要的溫度。
[0018]原有天然氣輸送管線在天然氣輸送管線上游的旁路連接點和下游之間設(shè)有減壓閥組1，所述天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)工作時與原有天然氣輸送管線旁路連接連通，原有天然氣輸送管線中所述的減壓閥組1關(guān)閉，當所述天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生故障時，快速打開天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)所旁接的原有天然氣輸送管線上的減壓閥組1，并隨后關(guān)閉余壓發(fā)電系統(tǒng)。
[0019]本實用新型的效益是:利用天然氣輸送管線壓力能進行發(fā)電。
【附圖說明】
[0020]附圖1，天然氣余壓發(fā)電系統(tǒng)原理圖；
[0021]其中，1為減壓閥組，2為單螺桿膨脹機，3為減速機，4為發(fā)電機，5為油氣分離器，6為空氣加熱器，7為油栗，8為天然氣輸送管線，9為下游用戶。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步詳細介紹。
[0023]—種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，主要包括單螺桿膨脹機
2、減速機3、發(fā)電機4、空氣加熱器6、油氣分離器5和油栗7 ;單螺桿膨脹機2的進口通過天然氣管道連接到天然氣輸送管線上游，單螺桿膨脹機2的出口通過天然氣管道與油氣分離器5的入口相連，油氣分離器5的天然氣輸出口通過天然氣管道與空氣加熱器6的輸入口相連，空氣加熱器6的輸出口通過天然氣管道連接至原有天然氣輸送管道下游；單螺桿膨脹機主軸通過聯(lián)軸器與減速機3連接，從而驅(qū)動帶動發(fā)電機4發(fā)電；油氣分離器5的潤滑油出口通過油管經(jīng)油栗7與單螺桿膨脹機2的注油孔相連。
[0024]高壓天然氣經(jīng)過單螺桿膨脹機2進入油氣分離器5的是天然氣與潤滑油的混合物，該混合物進入油氣分離器5進行天然氣和潤滑油的分離，分離出的天然氣通過油氣分離器5天然氣出口進入空氣加熱器6進行加熱，達到下游用戶需求后進入原有天然氣輸送管道系統(tǒng)供給下游用戶使用，從而實現(xiàn)整個天然氣輸送系統(tǒng)的循環(huán)；分離出來的潤滑油通過油氣分離器5的潤滑油出口排出，通過油栗7再次注入膨脹機注油孔，從而實現(xiàn)整個油路系統(tǒng)的循環(huán)。
[0025]單螺桿膨脹機通過聯(lián)軸器、減速機與發(fā)電機進行連接，從而實現(xiàn)電力的輸出；若螺桿轉(zhuǎn)子與發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速不同時，通過減速機相配合，當單螺桿膨脹機2的螺桿轉(zhuǎn)子與發(fā)電機驅(qū)動部分的轉(zhuǎn)子具有相同轉(zhuǎn)速時，所述單螺桿膨脹機2的螺桿轉(zhuǎn)子通過傳動機構(gòu)直接帶動發(fā)電機驅(qū)動部分的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
[0026]天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)與原有天然氣輸送管線旁路連接，當所述天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過原有天然氣輸送管道上的減壓閥組1快速打開原有天然氣輸送管道系統(tǒng)，隨后關(guān)閉余壓發(fā)電系統(tǒng)。
[0027]申請人結(jié)合說明書附圖對本實用新型的實施例做了詳細的說明與描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，以上實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施方案，詳盡的說明只是為了幫助讀者更好地理解本實用新型精神，而并非對本實用新型保護范圍的限制，相反，任何基于本實用新型的實用新型精神所作的任何改進或修飾都應(yīng)當落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括單螺桿膨脹機(2)、發(fā)電機(4)、空氣加熱器(6)、油氣分離器(5)和油栗(7); 所述單螺桿膨脹機(2)的進口通過天然氣管道旁接到天然氣輸送管線上游，單螺桿膨脹機主軸通過聯(lián)軸器與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接從而帶動發(fā)電機(4)發(fā)電； 所述單螺桿膨脹機⑵的出口通過管道與油氣分離器(5)的入口相連，所述油氣分離器(5)的天然氣輸出口通過輸氣管道與空氣加熱器(6)的輸入口相連，所述空氣加熱器(6)的輸出口通過輸氣管道連接至原有天然氣輸送管道下游； 所述油氣分離器(5)的潤滑油出口通過油管經(jīng)油栗(7)與單螺桿膨脹機(2)的注油孔相連。2.按照權(quán)利要求1的一種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:發(fā)電機是同步發(fā)電機或是異步發(fā)電機。3.按照權(quán)利要求1的一種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述油氣分離器(5)的天然氣輸出口通過輸氣管道與空氣加熱器(6)的輸入口相連，空氣加熱器(6)的輸出口通過輸氣管道連接至原有天然氣輸送管道下游，改為空氣加熱器(6)布置在單螺桿膨脹機(2)前即單螺桿膨脹機的進口前。4.按照權(quán)利要求1的一種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述油氣分離器(5)為旋風分離式或濾芯分離式。5.按照權(quán)利要求1的一種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:當單螺桿膨脹機(2)的螺桿轉(zhuǎn)子與發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速相同時，所述單螺桿膨脹機(2)的螺桿轉(zhuǎn)子通過傳動機構(gòu)直接帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動； 當單螺桿膨脹機(2)的螺桿轉(zhuǎn)子與發(fā)電機額定轉(zhuǎn)速不同時，在單螺桿膨脹機(2)與發(fā)電機之間增加減速機(3)，單螺桿膨脹機主軸通過聯(lián)軸器與減速機(3)的輸入端連接，減速機(3)的輸出端與發(fā)電機轉(zhuǎn)子連接，單螺桿膨脹機(2)通過減速機與發(fā)電機轉(zhuǎn)子相配合，從而帶動發(fā)電機⑷發(fā)電。6.按照權(quán)利要求1的一種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:單螺桿膨脹機(2)的進出口均設(shè)置閥門。
【專利摘要】一種基于單螺桿膨脹機的天然氣輸送管線余壓發(fā)電系統(tǒng)，屬于余熱余壓能源利用技術(shù)領(lǐng)域。旁接在原天然氣輸送管線上，替代原有天然氣輸送管線的減壓閥組(1)，高壓天然氣經(jīng)單螺桿膨脹機(2)膨脹做功，通過動減速機(3)帶動發(fā)電機(4)發(fā)電，經(jīng)過膨脹后的低壓天然氣進入油氣分離器(5)將天然氣和潤滑油分離，分離后的天然氣經(jīng)空氣加熱器(6)進入原有天然氣輸送管線送至下游用戶，分離后潤滑油通過潤滑油泵(7)將潤滑油加壓后再次泵入單螺桿膨脹機需要潤滑的位置。本實用新型的創(chuàng)新之處在于利用單螺桿膨脹機將天然氣輸送管線的壓力能進行發(fā)電，同時通過空氣加熱器將低溫天然氣回升至下游用戶需要的溫度。
【IPC分類】F01C13/00, F01C21/04, F01C1/107
【公開號】CN205064001
【申請?zhí)枴緾N201520711201
【發(fā)明人】馬重芳, 吳玉庭, 李國強, 夏國棟, 智瑞平
【申請人】中投碧城節(jié)能科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年9月14日