[实用新型]一种基于天然气高压管网压力能利用的调峰装置

说明书

技术领域

本实用新型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的利用的储气调峰装置。 

背景技术

近年来，随着我国天然气开发力度加大，用户需求不断增长，我国天然气管道建设得到了迅猛发展。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。高压输气可以减小管道管径，节省管材和施工费用，故当前世界上天然气的长输管道普遍采用高压输送。 

高压天然气管网蕴含着大量的压力能，高压天然气在各地的门站或调压站要进行调压。传统调压过程中，高压天然气经节流阀绝热膨胀，压力降低，同时产生少量的冷能。在这个调压过程中，大量的机械能转化为冷能。而这部分冷能却被白白浪费了，还有可能为管道及调压设备的运行带来危险。因此，回收这部分压力能，不仅可以高压管网运行的经济性，还可以消除对下游管道造成的冷破坏。同时，把高压天然气膨胀所产生的冷能用于发电，提高了能源利用率。 

城市天然气输配系统中，各类燃气用户的需求量不断变化，供气呈不稳定工况。因此，为保证供气的连续性和供气与用气间的平衡，利用天然气高压输送的特点，将压力能回收与管道调峰结合，以解决的城市储气调峰问题，保证燃气的安全、平稳、可持续地输送到用户。 

实用新型内容

本实用新型的目的是一种基于天然气高压管网压力能利用的调峰装置。通过利用高压管网压力能和管道调峰的联合应用，既实现了管网、电网安全储存与调峰，又能带动冷能使用行业的发展，提高能源利用率，实现经济效益最大化。 

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股天然气经过第一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第一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股天然气存于高压储气罐中；用气高峰时，通过第一离心泵，对存于高压储气罐中的高压天然气进行如上操作，解决高峰用气问题，利用第二换热器进行冷量交换的低温冷媒存储在低温冷媒储罐中，冷量随冷媒利用第二离心泵送入空调机组与环境换热，换热升温后的冷媒返回常温冷媒储罐，通过第三离心泵冷媒循环使用。不仅减少了城市电网的电能消耗，解决了高压天然气管网压力能的利用，还实现了城市管网、电网的调峰功能。 

上述系统合理、高效利用压力能调峰的装置，可以有效的回收高压管网压力能并用于发电，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，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。 

实用新型的优点 

本实用新型流程简单、设备少、调节灵活、工作可靠、易起动、操作及维护方便、运行费用低。充分利用天然气在高压输气管道的压力能，还可解决城市燃气的日、小时调峰问题。 

附图说明

图1为基于天然气高压管网压力能利用的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实用新型作进一步详细的说明： 

本实用新型具体涉及一种基于天然气高压管网压力能利用的调峰装置，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股天然气经过第一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第一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股天然气存于高压储气罐中；用气高峰时，通过第一离心泵，对存于高压储气罐中的高压天然气进行如上操作，解决高峰用气问题，利用第二换热器进行冷量交换的低温冷媒存储在低温冷媒储罐中，冷量随冷媒利用第二离心泵送入空调机组与环境换热，换热升温后的冷媒返回常温冷媒储罐，通过第三离心泵冷媒循环使用。不仅减少了城市电网的电能消耗，解决了高压天然气管网压力能的利用，还实现了城市管网、电网的调峰功能。 

气体在压缩过程中压缩机耗功全部转变为了气体的焓增和压缩机汽缸的对外散热损失，这是形成天然气长输管线压力能的内因。因此，如附图1所示的装置以火用平衡法为工具，从热力学第一、第二定律出发，即从能量的数量和质量相结合的角度出发，揭示系统热力过程中火用的转换、传递、利用和损失情况。 

本实用新型制造成本低、运行稳定，以火用概念为基础，在对该装置进行了全面的热力学分析基础上，实现了高压天然气压力能的利用，大幅度节省电耗，降低生产运营成本，广泛地应用于城市调峰系统，提高了城市天然气管网运行可靠性，优化能源结构，改善大气环境，推动我国天然气产业快速协调发展。