[发明专利]一种天然气调压站压力能综合利用系统

权利要求书

1.一种天然气调压站压力能发电及冷能综合利用方法，其具体步骤如下：

1)结合调压站实际运行数据，设置天然气调压站压力能发电及冷能综合利用系统各部分及其参数，并依次连接各部分；

2)预处理装置：根据上游气源组成成分，对高压天然气进行脱水、脱碳处理，进入预热装置；

3)预热装置：为避免天然气在降压时形成甲烷水合物或霜冻，需对天然气进行预热；同时，气源温度的上升能够提高天然气压力能膨胀发电效率；

4)传统调压装置：在此系统中作为调压备用装置；当天然气液化流程部分出现故障无法正常运行时，为保障下游天然气供应，通过节流阀对天然气进行降压处理；

5)第一级膨胀机：替代预冷装置及利用压力能进行发电；高温高压天然气通过膨胀机将压力能转化为机械能，以带动发电机发电；通过膨胀降压后的天然气，温度会有大幅度降低，降压后的低温天然气分为2个部分，分别进入由下游管网天然气输送和调压站内部使用的冷媒换热装置及用液化原料的多流股换热器；

6)冷媒换热装置：回收通过第一级膨胀机的低温天然气冷能，用于制冷循环中的制冷剂换热；同时使低温天然气升温至下游管网天然气输送温度；

7)三级多流股换热器：在混合制冷剂循环供冷作用下，膨胀发电后的低温天然气与混合制冷剂进行热交换，使低温天然气进一步冷却和液化；

8)第二级膨胀机：通过多流股换热器1后的天然气经过气液分离器后，将气相天然气进行膨胀降压，既能回收压力能膨胀发电的电能，又能直接利用降压后的冷能，进入多流股换热器3进行液化；

9)制冷剂循环装置：通过三级压缩机将经过多流股换热器换热后的混合制冷剂升压，同时通过回收冷能进行降温，使混合制冷剂循环供冷；

10)LNG储罐：液化后的天然气存储在LNG储罐中，使其能远输至下游用户。

2.一种基于权利要求1所述方法的天然气调压站压力能发电及冷能综合利用系统，由原有调压站、膨胀发电及天然气液化所集成，可分为原有调压站部分和天然气液化流程部分；原有调压站包括预处理装置、预热装置及传统调压装置；天然气液化流程包括两级膨胀机、冷媒换热装置、三级多流股换热器、制冷剂循环装置及LNG储罐等；

所述预处理装置的进/出口分别与上游管网高压天然气接入端和所述预热装置相连接；所述预热装置出口在连接传统调压装置的基础上分接第一级膨胀机输入端；所述传统调压装置出口与下游天然气管网相连接；所述第一级膨胀机输出端分支连接冷媒换热装置进口和多流股换热器1热流的进口，冷媒换热装置出口与下游天然气管网相连接；所述制冷剂循环装置的进/出口分别与多流股换热器1冷流出口和多流股换热器1热流进口相连接；所述多流股换热器1的热流出口分接气液分离器入口、多流股换热器2的热流入口和多流股换热器1的冷流入口；所述多流股换热器2的热流进口还与气液分离器液态输出端相连接，多流股换热器2的冷流进/出口分别与其热流出口及多流股换热器3的冷流出口汇集端和多流股换热器1的冷流入口相连接；第二级膨胀机进口与气液分离器气态输出端相连接；所述多流股换热器3的热流进口分接所述第二级膨胀机出口和多流股换热器2的热流出口，多流股换热器3的热流出口分接其冷流入口和LNG储罐。