[发明专利]天然气膨胀机独立调压装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气调压及压力能回收利用领域，具体涉及一种高精度天然气膨胀机独立调压装置及方法。

背景技术

随着天然气在城乡生活及各种工业领域中应用的进一步普及，我国天然气的消费量明显呈现出逐年升高的趋势，2016年我国的天然气消耗总量已突破2000亿m³。高压管网的天然气在进入用户端(居民用户或工业用户)之前，需要首先从经长输管线将输送到城镇管网(低压管网)。在这个输送过程中，天然气的压力从6MPa甚至10MPa以上的压力逐级调压(降低压力)，最终达到用户端所需的压力。目前，高压管网输出的天然气普遍采用节流式调压阀进行调压，因此高压天然气的压力能没有得到充分利用。

为了对天然气的压力能进行回收，如专利申请(CN 104989459A) 公开了一种智能化天然气管网压力能发电装置，该装置主要是利用膨胀机与现有的调压器并联对天然气的压力能回收并进行发电，从而将压力能回收并转化为电能。但由于该装置必须在调压器与膨胀机并联的情形下才能实现调压的同时发电的目的，因此装置整体的初期投资成本高、天然气压力能回收能力低。

鉴于调压器与膨胀机必须并存才可实现天然气的调压和压力能回收的问题，申请人在先提交的专利申请(CN 105401990A)也公开了一种天然气压力能发电调压装置及方法，其中的装置能够直接利用膨胀机对天然气进行调压。不过，该装置的加热系统相对复杂，对热源要求比较高，而且调压的准确度有待进一步提高，以及在采用该装置对天然气进行调压的过程中，存在膨胀机出口的压力波动大的缺陷。

发明内容

技术问题

有鉴于此，本发明提供一种天然气膨胀机独立调压装置及方法，旨在实现对天然气的压力能进行回收的同时利用独立膨胀机实现天然气的高精度调压。

技术方案

为了解决上述技术问题，根据本发明一方面提供了一种天然气膨胀机独立调压装置，该装置包括：

天然气系统，其用于对上游的高压管网中的天然气进行降压并回收压力能，以及用于将降压并回收压力能之后的天然气通往下游的低压管网；

调控系统，其包括中控器，所述中控器用于在所述降压并回收压力能的过程中调整相应的参数；以及

监控端，其用于接收所述中控器传输的数据，以及用于向所述中控器发送读取数据的请求。

对于上述天然气膨胀机独立调压装置，在一种可能的实现方式中，所述天然气系统包括加热器、膨胀机以及缓冲罐；其中：

所述加热器的天然气入口连接至所述高压管网，所述加热器的然气出口与所述膨胀机的天然气入口相连接，所述膨胀机的天然气出口与所述缓冲罐的天然气入口相连接，所述缓冲罐的天然气出口连接至所述低压管网；

所述天然气系统还包括发电机，所述发电机与所述膨胀机相连接。

对于上述天然气膨胀机独立调压装置，在一种可能的实现方式中，所述发电机通过电源线与所述中控器电连接，用于向所述中控器提供电能。

对于上述天然气膨胀机独立调压装置，在一种可能的实现方式中，所述天然气系统还包括调压阀，所述加热器的第二天然气入口连接至能够获取预加热燃料的燃料管网，所述调压阀设置于所述第二天然气入口和所述燃料管网之间，

其中，所述燃料管网为高压管网或者低压管网。

对于上述天然气膨胀机独立调压装置，在一种可能的实现方式中，所述调控系统还包括与所述中控器通过信号电缆分别相连的温度传感器、转速传感器、压力传感器组和阀门组，并且

所述中控器还通过信号电缆与所述发电机相连接，所述中控器根据所述压力传感器组传送的压力信号调节所述发电机的转速。

对于上述天然气膨胀机独立调压装置，在一种可能的实现方式中，

所述温度传感器设置于加热器的天然气出口与所述膨胀机的天然气入口之间，所述温度传感器用于检测加热器的天然气出口下游的天然气的温度并将温度信号传送给所述中控器；

所述转速传感器设置于所述膨胀机、所述发电机或者二者之间，所述转速传感器用于检测所述发电机或者所述膨胀机的转速并将转速信号传送给所述中控器；以及

所述压力传感器组包括第一压力传感器和第二压力传感器，其中：

所述第一压力传感器设置于缓冲罐上，所述第一压力传感器用于检测缓冲罐内的天然气压力并将压力信号传送给所述中控器；