一种压力能发电上网装置 |
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| 申请号 | CN201710379013.8 | 申请日 | 2017-05-25 | 公开(公告)号 | CN107120148A | 公开(公告)日 | 2017-09-01 |
| 申请人 | 华南理工大学; 广州华丰能源科技有限公司; | 发明人 | 徐文东; 龚美茹; 王加权; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种压 力 能发电上网装置，包括冷能利用模 块 、发电上网模块，所述冷能利用模块并联在高压管网和低压管网之间，包括通过管路依次连接的球 阀 、流量计、紧急切断阀、流量调节阀、膨胀机、换热器、第四 截止阀 、第二电动调节阀，换热器与冷能利用设备进行换热；发电上网模块包括由膨胀机驱动发电的发 电机 ，发电机所发的 电能 一部分向调压站供电，另一部分多余电能依次通过配电控制、JP柜、 变压器 进入到10KV公用线路。本发明工艺简洁，安全高效，运营便捷，充分利用了压力能制冷，将压力能转化的机械能进一步发电并实现并网功能，不仅实现了对原有 天然气 管网的无缝衔接，而且实现了原有 电网 的无缝衔接，便于推广与使用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种压力能发电上网装置，其特征在于：包括冷能利用模块、发电上网模块， |
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| 说明书全文 | 一种压力能发电上网装置技术领域背景技术[0002] 天然气以高压方式通过长输管道送入终端用户后，即从高压管网输送至低压管网通常需要调压设备进行调压处理，以便用气设施匹配。而在此过程中，由高压到低压天然气的这部分天然气的压力能不仅被白白浪费，并且在调压过程中，导致调压设备受损，燃气系统经济性大为降低。 [0003] 目前，国内外越来越注重对此部分压力能的回收，用于发电与制冷。中国专利CN205559179U提供一种天然气调压站与太阳能综合发电系统，解决了槽式太阳能光热发电系统夜间不易储能和天然气在调压过程中温度急剧降温对调压及管道设备运行安全构成威胁等问题；中国专利CN105114131A提供了一种天然压差发电及能量梯级利用藕合系统及使用方法，压力能用于制冰，可调控冷媒压缩量，增强了电力平衡及稳定性；中国专利CN104265381A提供了一种天然气管网调压发电制冷系统，所发电供给耗电设备如云计算服务器,减少了中间电网环节,节省了投资并并通过对发电后的低温天然气进行冷能的回收,所产生的冷能又可以提供给耗冷设备。以上专利都有提及通过利用管网压力能发电或制冷，并且应用于各用电设备或冷能利用设备，但并未实现工程化，对实际过程中电能及冷能的利用并未起到实质性效果。 发明内容[0004] 针对以上专利及文献存在且尚未解决的问题，本发明提供一种压力能发电上网装置，整套工艺装置简单，安全高效，运营便捷，充分利用了这部分压力能制冷，将压力能转化的机械能进一步发电并实现并网功能，不仅实现了对原有天然气管网的无缝衔接，而且实现了原有电网的无缝衔接，便于推广与使用。 [0005] 本发明采用的技术方案具体为：一种压力能发电上网装置，包括冷能利用模块、发电上网模块， 所述冷能利用模块并联在高压管网和低压管网之间，包括通过管路依次连接的球阀、流量计、紧急切断阀、流量调节阀、膨胀机、换热器、第四截止阀、第二电动调节阀，所述的换热器与冷能利用设备进行换热； 所述发电上网模块包括由膨胀机驱动发电的发电机，所述发电机所发的电能一部分向调压站供电，另一部分多余电能依次通过配电控制、JP柜、变压器进入到10KV公用线路。 [0006] 进一步地，所述的膨胀机为双螺杆膨胀机。 [0007] 进一步地，所述冷能利用设备包括空分装置、云计算服务器。 [0008] 进一步地，所述配电控制包括两个串联的160A/3P并网断路器、一个接负载的80A/3P断路器、一个进入JP柜的250A/3P断路器以及与负载并联的断路器、控制器和无功补偿的 30Kvar的电容。 [0009] 进一步地，所述JP柜包括有双向计量表和采集终端。 [0010] 进一步地，所述变压器为S11-80KVA的燃气门站专变变压器。 [0012] 进一步地，所述的真空断路器为630-25KA、10KV的智能型真空断路器。 [0013] 进一步地，所述的隔离开关为630-25KA、10KV的隔离开关。 [0014] 进一步地，所述的流量计与紧急切断阀之间、膨胀机与换热器之前、第二电动调节阀与低压管网之间的管路上均设置有压力变送器和温度变送器。 [0018] 图2为本发明实施例的发电上网示意图。 [0019] 图中所示：1-第一截止阀；2第一电动调节阀；3-第二截止阀；4-球阀；5-流量计；6-第一压力变送器；7-第一温度变送器； 8-紧急切断阀；9-流量调节阀；10-膨胀机；11-发电机；12第二压力变送器；13-第二温度变送器；14-换热器；15-第三截止阀； 16-冷能利用设备； 17-第四截止阀；18-第二电动调节阀；19-第三温度变送器；20-第三压力变送器；21-第一160A/3P并网断路器；22-第二160A/3P并网断路器；23-80A/3P断路器；24-250A/3P断路器；25-JP柜；26-变压器；27-真空断路器；28-隔离开关；29-断路器；30-控制器；31-电容。 具体实施方式[0020] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，但本发明的实施方式不限于此。 [0021] 如图1和图2所示，一种压力能发电上网装置，包括冷能利用模块、发电上网模块，所述冷能利用模块并联在高压管网和低压管网之间，包括通过管路依次连接的球阀4、流量计5、紧急切断阀8、流量调节阀9、膨胀机10、换热器14、第四截止阀17、第二电动调节阀18，所述的换热器14与冷能利用设备16进行换热，所述的流量计5与紧急切断阀8之间、膨胀机10与换热器14之前、第二电动调节阀18与低压管网之间的管路上均设置有压力变送器和温度变送器，包括第一压力变送器6,第二压力变送器12,第三压力变送器20；第一温度变送器 7,第二温度变送器13,第三温度变送器19。 [0022] 所述发电上网模块包括由膨胀机10驱动发电的发电机11，所述发电机11所发的电能一部分向调压站供电，另一部分多余电能依次通过配电控制32、JP柜25、变压器26进入到10KV公用线路。 [0023] 具体而言，所述的膨胀机10为双螺杆膨胀机。 [0024] 具体而言，所述冷能利用设备16包括空分装置、云计算服务器。 [0025] 具体而言，所述配电控制32包括两个串联的160A/3P并网断路器、一个接负载的80A/3P断路器23、一个进入JP柜25的250A/3P断路器24以及与负载并联的断路器29、控制器 30和无功补偿的30Kvar的电容31。 [0026] 具体而言，所述JP柜25包括有双向计量表和采集终端。 [0027] 具体而言，所述变压器26为S11-80KVA的燃气门站专变变压器。 [0028] 具体而言，所述变压器26和10KV公用线路之间还串接有真空断路器27和隔离开关28，所述的真空断路器27为630-25KA、10KV的智能型真空断路器。所述的隔离开关28为630- 25KA、10KV的隔离开关。 [0029] 本实施例的工作原理如下：(1)从高压管网天然气先后经过球阀4、流量计5、紧急切断阀8、流量调节阀9进入膨胀机10，经膨胀后的低温天然气经换热器14和第三截止阀15与冷能利用设备16进行换热，回温后的天然气经截止阀17以及第二电动调节阀18汇入到低压管网； (2)天然气经膨胀机10产生的机械能进一步经发电机11转化为电能，这些电能首先经过串联的第一160A/3P并网断路器21和第二160A/3P并网断路器22，接着一部分经80A/3P断路器23供给调压站负载自用，并且与负载并联了控制器及作无功补偿的电容，另一部分多余电量先后经250A/3P断路器24、JP柜25、变压器26、真空断路器27以及隔离开关28并入到 10KV公用线路。 [0030] 以某调压门站为例，该站调压流量为12000m3/h，调压规模为1.6MPa至0.37MPa，天然气初始温度约为10℃，高压网管和低压管网之间串接有第一截止阀1、第二截止阀3、第一电动调节阀2，其工作过程包括：1、12000Nm3/h天然气分成两路，一路7500Nm3/h经过原有调压器组进行降压，温度降至 2℃；另外一路4500Nm3/h天然气，经过膨胀发电机组，输出75kW电力，天然气转化成 0.37MPa，-50℃，4500Nm3/h天然气经换热器后温度升为5℃，进入下游管网。 [0031] 2、天然气经双螺杆膨胀机产生的机械能进一步经发电机转化为电能，这些电能首先经过两个串联的并网断路器，接着一部分电量经80A/3P断路器23供给调压站负载自用，并且与负载并联了控制器及作无功补偿的电容，250A/3P断路器24、JP柜25、变压器26、真空断路器27以及隔离开关28并入到10KV公用线路。压力能发电的电压标幺值基本维持在0.99—1.04之间，GB156-2003中规定35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称系统电压的l0％；220V单相供电电压允许偏差为标际称系统电压的+7％、－10%，压力能发电并网引起的母线电压波动范围为-0.5%—2.25%，符合国家标准。电力系统频率偏移为0.08Hz—0.17Hz，我国的额定频率为50Hz，《电力工业技术管理法规》规定允许的频率偏移为±0.2Hz—±0.5Hz，符合国家《电力工业技术管理法规》标准。这就表明压力能发电上网能够实现电力与燃气的无缝衔接 本发明的上述实施例仅为清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。 |
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