天然气调压站与太阳能综合发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种天然气调压站与太阳能综合发电系统。其中，该综合发电系统由太阳能集热系统、ORC发电系统、天然气差压发电系统、自动化控制等系统组成。本实用新型专利技术将太阳能集热系统、ORC发电系统、天然气差压发电系统有机地结合在一起，形成联合循环发电系统。这种联合发电系统既能调整电负荷，以满足电力供应的需求，缓解电网供电压力，又解决了槽式太阳能光热发电系统夜间不易储能和天然气在调压过程中温度急剧降温对调压及管道设备运行安全构成威胁等问题，并且降低了成本投入，同时，本联合发电系统还可以常年连续运行，从而提高项目的整体经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电系统领域，具体而言，涉及长输管线分输站、接收门站、调压站等战场内的管道压力能和太阳能的回收及利用，提高能源利用率的一种天然气调压站与太阳能综合发电系统。
技术介绍
能源问题是关乎国家经济命脉和民生的大计，2009年哥本哈根峰会提出低碳经济的概念，低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，实质是能源高效利用、清洁能源开发、追求绿色GDP。太阳能、地热、废热、天然气调压站压力能等都是可以回收利用的能源。太阳能是一种遍布全球取之不尽用之不竭的最好的可再生能源，1981年，美国等9个国家在西班牙的Tabernas试验基地建成了一座槽型抛物面太阳能发电装置，采用矿物油作为传热和蓄热介质，验证了太阳能发电以及高温显热蓄热的可行性。由于受到季节、气候、昼夜、地理纬度和海拔高度等的影响，太阳辐射是间断且不稳定的，要使太阳能能够持续稳定地被利用，就必须很好地解决蓄能和能量转换问题，这也是太阳能利用的薄弱环节之一。太阳能光热发电简称CSP，指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。太阳能光热发电目前主流的几种技术路线都是按着太阳能采集方式来划分的，主要有塔式、槽式、菲涅尔式和蝶式等四类。目前全球范围内已建成或者在建项目，已槽式太阳能热发电技术最成熟，也是目前唯一实现商业化运行的太阳能热发电技术。。随着天然气需求量的不断增大，中亚管线、西气东输、川气东送等管道的相继建设，我国天然气长输管道事业得到了迅猛的发展。目前，我国长输天然气大多数采用高压管输方式，输送高压天然气经调压站降至中压标准进入城市燃气管网，再借助于调压箱将压力降至低压后供给用户使用。当前世界上天然气的长输管道均采用高压，国内外多数天然气长输管道压力都在10MPa以下。各地区的天然气接收站和调压站，根据下游用户的供气压力要求将主干
管道天然气进行调压后供应给城市燃气户。天然气在调压过程中释放出大量的压力能，这些压力能可以用于发电、制冷、液化、加热等方面的回收利用。天然气在调压过程中将损失大量的压力能，还会因为急剧降温对调压及管道设备运行安全机构威胁。如果能采用余压发电技术可回收利用压力能，将提高能源的利用率，减少资源浪费，对提高天然气管网运行的经济性具有重大意义。针对相关技术中槽式太阳能光热发电系统夜间不易储能和天然气在调压过程中急剧降温对调压及管道设备运行安全构成威胁的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种天然气调压站与太阳能综合发电系统，以至少解决相关技术中槽式太阳能光热发电系统夜间不易储能和天然气在调压过程中急剧降温对调压及管道设备运行安全构成威胁的技术问题。根据本技术实施例的一个方面，提供了一种天然气调压站与太阳能综合发电系统，将太阳能集热系统、ORC发电系统、天然气差压发电系统有机地结合在一起，形成联合循环发电系统。进一步地，原减压计量站管线与差压发电系统管线之间采用并联布置；差压发电系统工艺过程是阀门、电动调节阀、透平膨胀机、天然气后端换热器、超声波流量计依次相互连通。进一步地，太阳能集热系统工艺过程是槽式太阳能反射镜光场出口，高温储罐，ORC换热器，ORCORC预热器，低温导热油储罐，导热油泵，槽式太阳能反射镜光场进口依次相互连通；透平膨胀机出口、ORC冷凝器、工质泵、ORCORC预热器、ORC换热器、透平膨胀机,依次相互连通。进一步地，导热油加热蓄热系统工艺过程是低温储罐的导热油，经循环泵进入电加热器，加热后的高温导热油输送到高温储，经ORC换热器，ORC预热器，返回到低温储罐，依次相互连通。进一步地，天然气差压发电系统工艺过程是阀门。调节阀，透平膨胀机，天然气换热器，超声波流量计，依次相互连通。进一步地，太阳能集热系统管线与ORC发电系统管线之间选用并联布置。进一步地，所述电加热器也可以是工业加热炉、蒸汽锅炉和导热油炉等各种加热装置。根据本技术实施例的另一个方面，提供了一种天然气调压站与太阳能综合发电系统，包括：天然气差压发电系统，与天然气传输管道相连接，用于利用天然气调压过程中的压力变化进行发电；以及太阳能发电系统，包括太阳能集热系统和ORC发电系统，其中，太阳能集热系统用于利用导热油吸收并存储太阳能的热量，ORC发电系统用于利用太阳能集热系统的存储的热量进行发电，其中，ORC发电系统与天然气差压发电系统相连接，用于利用ORC发电系统发电过程中产生的热量对天然气调压过程中降温后的天然气进行加热。进一步地，太阳能集热系统包括：太阳能吸收装置，用于吸收天阳能，太阳能吸收装置处设置有导热油管道；高温导热油储罐，通过导热油管道与太阳能吸收装置相连接，用于储存吸收天阳能的热量之后的高温导热油；ORC换热器和ORC预热器，与高温导热油储罐相连接，用于对从高温导热油储罐输出的高温导热油进行换热，高温导热油经由ORC换热器和ORC预热器后变为低温导热油；低温导热油储罐，与ORC预热器相连接，用于储存流经ORC换热器和ORC预热器后的低温导热油，其中，低温导热油储罐通过导热油泵与太阳能吸收装置相连接。进一步地，太阳能发电系统还包括：导热油加热蓄热系统，用于在无光照的情况下对低温导热油储罐中的导热油进行加热得到高温导热油，其中，导热油加热蓄热系统包括：导热油循环泵和导热油加热设备，其中，导热油循环泵分别与低温导热油储罐和导热油加热设备相连接，用于将低温导热油储罐中的低温导热油输送至导热油加热设备进行加热，导热油加热设备分别与导热油循环泵和高温导热油储罐相连接，用于对经由导热油循环泵输送的低温导热油进行加热，并将加热后得到的高温导热油输送至高温导热油储罐。进一步地，ORC发电系统包括：ORC透平膨胀机，与ORC换热器相连接，其中，ORC换热器中的有机工质吸收高温导热油的热量汽化为气态工质，ORC透平膨胀机用于对气态工质进行膨胀降压产生机械能；ORC发电机，与ORC透平膨胀机相连接，用于将ORC透平膨胀机产生的机械能转化为电能。进一步地，ORC发电系统还包括：ORC冷却器，与ORC透平膨胀机相连接，用于对气态工质进行冷却得到液态工质，其中，ORC冷却器经由工质泵与ORC预热器相连接，ORC预热器分别与工质泵和ORC换热器相连接，用于对经由工质泵输送的液态工质进行加热，并将加热后的液态工质输送至ORC换热器，其中，加热后的液态工质在ORC换热器中吸收高温导热油的热量汽化为气态工质。进一步地，天然气差压发电系统包括：透平膨胀机，通过电动调节阀与天然气传输管道相连接，用于对来自高压管网中的高压天然气进行膨胀降压产生机械能；发电
机，与透平膨胀机相连接，用于将透平膨胀机产生的机械能转化为电能。进一步地，天然气差压发电系统还包括：天然气换热器，分别与透平膨胀机和ORC冷却器相连接，用于利用ORC冷却器输出的介质的热量对膨胀降压后的低温天然气进行换热处理，其中，ORC冷却器中的介质在对气态工质进行冷却后温度升高，在天然气换热器中对膨胀降压后的低温天然气换热后温度降低返回至ORC冷却器；流量计，与天然气换热器相连接，用于计量经由天然气换热器换热后的天然气，并将换热后的天然气传输至低压管网。进一步地，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气调压站与太阳能综合发电系统，其特征在于，将太阳能集热系统、ORC发电系统、天然气差压发电系统有机地结合在一起，形成联合循环发电系统。

【技术特征摘要】
1.一种天然气调压站与太阳能综合发电系统，其特征在于，将太阳能集热系统、ORC发电系统、天然气差压发电系统有机地结合在一起，形成联合循环发电系统。2.根据权利要求1所述的综合发电系统，其特征在于，原减压计量站管线与差压发电系统管线之间采用并联布置；差压发电系统工艺过程是阀门、电动调节阀、透平膨胀机、天然气后端换热器、超声波流量计依次相互连通。3.根据权利要求2所述的综合发电系统，其特征在于，太阳能集热系统工艺过程是槽式太阳能反射镜光场出口，高温储罐，ORC换热器，ORCORC预热器，低温导热油储罐，导热油泵，槽式太阳能反射镜光场进口依次相互连通；透平膨胀机出口、ORC冷凝器、工质泵、ORCORC预热器、ORC换热器、透平膨胀机,依次相互连通。4.根据权利要求3所述的综合发电系统，其特征在于，导热油加热蓄热系统工艺过程是低温储罐的导热油，经循环泵进入电加热器，加热后的高温导热油输送到高温储，经ORC换热器，ORC预热器，返回到低温储罐，依次相互连通。5.根据权利要求4所述的综合发电系统，其特征在于，天然气差压发电系统工艺过程是阀门，调节阀，透平膨胀机，天然气换热器，超声波流量计，依次相互连通。6.根据权利要求5所述的综合发电系统，其特征在于，太阳能集热系统管线与ORC发电系统管线之间选用并联布置。7.根据权利要求6所述的综合发电系统，其特征在于，所述电加热器也可以是工业加热炉、蒸汽锅炉和导热油炉等各种加热装置。8.一种天然气调压站与太阳能综合发电系统，其特征在于，包括：天然气差压发电系统，与所述天然气传输管道相连接，用于利用天然气调压过程中的压力变化进行发电；以及太阳能发电系统，包括太阳能集热系统和ORC发电系统，其中，所述太阳能集热系统用于利用导热油吸收并存储太阳能的热量，所述ORC发电系统用于利用所述太阳能集热系统的存储的热量进行发电，其中，所述ORC发电系统与所述天然气差压发电系统相连接，用于利用所述ORC发电系统发电过程中产生的热量对天然气调压过程中降温后的天然气进行加热。9.根据权利要求8所述的综合发电系统，其特征在于，所述太阳能集热系统包括：太阳能吸收装置，用于吸收天阳能，所述太阳能吸收装置处设置有导热油管道；高温导热油储罐，通过所述导热油管道与所述太阳能吸收装置相连接，用于储存吸收天阳能的热量之后的高温导热油；ORC换热器和ORC预热器，与所述高温导热油储罐相连接，用于对从所述高温导热油储罐输出的所述高温导热油进行换热，所述高温导热油经由所述ORC换热器和所述ORC预热器后变为低温导热油；低温导热油储罐，与所述ORC预热器相连接，用于储存流经所述ORC换热器和所述ORC预热器后的所述低温导热油，其中，所述低温导热油储罐通过导热油泵与所述太阳能吸收装置相连接。10.根据权利要求9所述的综合发电系统，其特征在于，所述太阳能发电系统还包括：导热油加热蓄热系统，用于在无光照的情况下对所述低温导热油储罐中的导热油进行加热得到所述高温导热油，其中，所述导热油加热蓄热系统包括：导热油循环泵和导热油加热设备，其中，所述导热油循环泵分别与所述低温导热油储罐和所述导热油加热设备相连接，用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸建军，任海涛，王影辉，
申请(专利权)人：碧海舟北京节能环保装备有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11