[发明专利]一种智能化的小型冷能发电装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种智能化的小型冷能发电装置及其控制方法，包括LNG储罐、第一截止阀、气化器、调压阀、流量计、LNG冷能传递系统、冷能发电系统和智能控制系统，所述的LNG冷能传递系统包括串接或旁接在所述主管路上第一换热器；所述的冷能发电系统包括低温泵、第二换热器、膨胀机、发电机，所述的智能控制系统包括通过电路相连接的PLC、第一温度压力变送器、第二温度压力变送器、第三温度压力变送器、温度变送器、甲烷在线监测仪和电磁阀。本发明结构简单，高度集成，既可以作为偏远无电缺电卫星站的电力支持，也可作为场站供电补充或主管道故障时的应急通道；安全自动化程度高，助力于能源产业升级，具有良好的社会效益。

技术领域

本发明涉及LNG冷能发电领域，尤其是一种智能化的小型冷能发电装置及其控制方法。

背景技术

作为低排放的清洁燃料，LNG 是当今世界增长最快的能源。据 Bp 公司统计，2015年在全球范围内，天然气占一次能源消费的 23.8%，中国全年消费总量较去年增长 4.7%，总消费197.3 亿 m³。我国的 LNG 冷能利用研究始于上世纪九十年代。陈国邦和朱建文先后提出了液化天然气冷能的概念，为日后我国的LNG 冷能利用研究提供了详尽的分析，LNG与周围环境介质（如海水、空气和其他相变材料）之间的温差和压力差趋于平衡态的过程中所获得的能量即称为LNG 冷能。而㶲是用来衡量冷能大小的重要指标。近年来，我国天然气缺口严重，进口 LNG 所占的比例越来越高。虽然我国进口 LNG 比世界晚了 30 年，LNG 冷能发电技术的研究晚于日本美国等发达国家，但随着我国集中大规模引进 LNG，我国的LNG 冷能发电利用技术也在大幅发展。

LNG 冷能主要用于冷能发电、空气分离、生产干冰、冷藏、海水淡化、制冰和低温粉碎，但除了冷能发电外其他应用对于冷能利用相对较低。国内外学者对 LNG 冷能发电技术进行深入的研究，用㶲作为评价方法，并取得了一定的应用成果。通过对国内外 LNG冷能发电技术文献和实际应用的调研，目前主流的六种 LNG 冷能发电技术：直接膨胀法、朗肯循环法、联合循环法、布雷顿循环法、卡琳娜循环法和多级复合循环法。目前对LNG冷能发电的研究有很多，冷能发电技术相对而言比较成熟，但对LNG冷能发电小型装置以及智能化控制的研究甚少。

专利CN105569752U公开了一种利用冷能发电的工艺及装置，汽化向下游管网供应天然气的过程中释放出大量的冷能，利用两个独立的循环将冷能回收用于发电，避免了冷能的损失，提升了企业的经济效益，在发电的同时避免了电厂发电带来的污染问题,符合节能环保的要求，但该装置并未涉及一种智能化的制方法。

专利CN104989459公开了一种智能化天然气管网压力能发电装置，实现了储电系统与发电系统的综合高效利用，还可实现站厂无人操作，节约大量人力，又保证厂站的安全，但发电利用的是LNG压力能不是LNG冷能。

发明内容

本发明的目的在于针对上面提出的目前已有的LNG研究的不足，公开了一种小型冷能发电装置及智能化的逻辑控制方法，使得在提高LNG冷能利用率，提高冷能发电量的同时，也简单容易实施，并且工质丙烷简单易得、安全。

本发明采用的技术方案具体为：

一种智能化的小型冷能发电装置，包括通过主管路依次连接至下游用户的LNG储罐、第一截止阀、气化器、调压阀、流量计，还包括LNG冷能传递系统、冷能发电系统和智能控制系统；

所述的LNG冷能传递系统包括串接或旁接在所述主管路上第一换热器；

所述的冷能发电系统包括低温泵、第二换热器、膨胀机、发电机，内设循环冷媒的所述低温泵、第二换热器、膨胀机通过管路依次连接第一换热器进行循环换热，所述膨胀机的输出端与发电机驱动连接；