[发明专利]一种利用天然气高压管网压力能的液化调峰方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于油气储存与运输工程技术领域，具体涉及天然气高压管网压力能回收利用的储气调峰方法和装置。

背景技术

能源与环境已成为世界各国的基本问题。随着经济的快速发展和环境保护压力的不断增大，天然气作为清洁高效能源的比重日益增大。长距离、高压力、网格化的大型供气系统已成为目前世界天然气输气管道的发展趋势。随着我国天然气管道建设地迅猛发展，以西气东输二线的启动为标志，我国天然气管网正式进入快速发展阶段。

高压天然气管网蕴含着大量的压力能，因而当高压天然气经过各地的门站或调压站时都要进行调压。而在传统的调压过程中，大部分的能量由于转化被白白浪费掉了，而且还有可能给管道及调压设备的正常运行带来危害。因而，充分应用气源与城市供气间的压差，既可以回收大量的压力能，还能够消除对下游管道造成的冷破坏，提高了能源利用率。

在城市天然气的输配系统中，用户对各类燃气的需求量是不断变化的。为保证供气的连续性和供气与用气间的平衡，应用天然气高压输送的特点，在调压过程中同时进行天然气液化，用液化天然气满足城市日、时用气不均匀性调峰，保证燃气的安全、平稳、可持续地输送到用户。并将液化天然气冷能用于冷库制冷，可以达到节省能源、节能减排、提高经济效益的目的。

发明内容

本发明的目的是一种回收利用天然气高压管网压力能的液化调峰装置。通过回收利用高压管网压力能和调峰的联合应用，既实现了管网安全储存与调峰。又将液化天然气气化所释放的冷能加以利用，带动冷能使用行业的发展，提高能源利用率，符合国家节能环保的基本国策。

本发明技术方案如下：其特征在于：

天然气从高压天然气输气管道进入常规天然气门站，初始压力6～10MPa，经过三向阀，高压天然气分为a，b两股。满足城市管网瞬时需求量的a股天然气经过膨胀制冷设备膨胀制冷，压力降至0.5～1.6MPa，温度降为-110～-49℃。此过程产生大量的冷能，低温天然气与冷媒在换热器进行冷量交换，温度提高到5℃，进入城市管网；冷媒温度降为-30～0℃，存于低温冷媒储罐中。

用气低谷时，瞬时需求过剩的b股天然气经板式换热器进行天然气液化，通过气液分离器将液化天然气存于液化天然气储气罐中；用气高峰时，将存于液化天然气储气罐中液化天然气通过气化器气化调压后的送入天然气管网，达到削峰填谷的作用，解决高峰用气问题。而气液分离器分离的未液化的天然气与b股天然气汇合，重新进入板式换热器。低温冷媒储罐中存储的冷量随冷媒送入板式换热器中进行天然气液化，换热升温后的冷媒返回常温冷媒储罐，冷媒循环使用。循环充分利用了高压输气管道的压力能液化天然气，几乎不需要消耗电能，提高了能源的利用率，实现了输气管网的经济运行。

蓄冷制冷系统的特征在于，蓄冷装置通过气化器为蓄冷池储存冷能。在使用时通过板式换热器为冷库提供冷能，氨泵为载冷剂提供动力。液氨通过冷库放冷，之后回到板式换热器。循环具有节能降耗的突出特点，大大降低了冷库的运行成本，有很高的经济效益。

上述系统合理、高效利用压力能液化调峰的装置，可以有效的回收高压管网压力能，将这部分压力能转化为冷量用于液化天然气，几乎无需消耗电能，不但可以避免天然气管线压力能的浪费，还解决了调峰问题。并把液化天然气气化释放的冷量储存在蓄冷池中，当供冷量小于冷库用量时，蓄冷池便起到补充释放冷量的作用，以满足冷库用户的需求。在很大程度上提高了能源的综合利用率，在当前能源形势日趋紧张和提倡节约型社会的今天有一定的先进性。

发明的优点

本发明充分利用高压输气管道的压力能液化天然气，几乎不需要消耗电能。流程简单、设备少、金属耗费少、调节灵活、工作可靠、易启动、操作及维护方便、运行费用低。不仅有效地利用管网压力能，解决城市燃气的日、小时调峰问题，还将液化天然气气化产生的冷能用于冷库，丰富冷能的利用方式。

附图说明

图1为本发明回收利用天然气高压管网压力能的液化调峰装置和工艺流程示意图；

具体实施方式

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：