一种具有冷热电联供功能的天然气调峰方法技术

本发明专利技术属于天然气、电网调峰技术及冷热电联供技术领域，具体涉及一种天然气管网和电网联合调峰以及通过高压天然气为城市供暖或制冷的方法。由于季节等原因，天然气和电量的需求往往会发生变化，因而需要根据具体情况，对城市管网和电网进行调峰。利用气、电相互协助作用进行联合调峰，兼顾伴随季节交替而来的城市供暖和制冷，充分利用各种可利用的能量已达到“消峰填谷”的作用。

Natural gas peak shaving method with cold, heat and power combined function

The invention belongs to the technical field of natural gas and power grid peak shaving and the combined cooling and heating power supply technology, in particular to a method for combined peak shaving of a natural gas pipe network and a power grid, and a method for heating or refrigerating through high-pressure natural gas for the city. Because of the season and other reasons, the demand for natural gas and electricity will change frequently, so it is necessary to adjust the peak value of the urban pipe network and the power grid according to the specific conditions. The combined peak shaving is carried out by the assistance of gas and electricity, taking into account the heating and cooling of the city with the alternation of seasons, and the full utilization of various available energy has reached the function of \eliminating peak and filling valleys\.

【技术实现步骤摘要】
一种具有冷热电联供功能的天然气调峰方法
本专利技术属于天然气、电网调峰技术及冷热电联供
，具体涉及一种天然气管网和电网联合调峰以及通过高压天然气为城市供暖或制冷的方法。
技术介绍
随着我国经济的快速发展和能源结构的调整，由于天然气是一种清洁燃料，燃烧对大气污染小，因此其使用量逐年增加。对于天然气使用量的超负荷问题，我们需要因地制宜，采取适当方法并采用相应的设备装置进行储气调峰，以保持供气与用气之间的相对平衡。而且，由于我国工业生产的发展以及人们生活水平的提升，用电量也呈逐年递增趋势，所以对用电调峰也不容小觑。由城市管网上游来的高压天然气具有一定压能，一方面通过相应设备装置，上游可为城镇用户提供充足的天然气以起到调峰的作用；另一方面，高压天然气可在用电高峰期时可以用于发电为电网供电，以调节用电问题。兼顾在不同季节对我国南北方城市进行制冷或供暖，由于天然气燃烧放热效率高，根据季节交替及具体情况，天然气可适当地应用于城市供暖以及空调制冷。综上，可充分利用高压天然气进行城市管网调峰及冷热电联供。专利内容本专利技术一种具有冷热电联供功能的天然气调峰方法，在对管网和电网进行联合调峰的同时，实现了伴随季节变化而来的供暖及制冷。所述的一种天然气管网和电网联合调峰的方法所使用的装置包括：第一三通阀(1)、第二三通阀(35)；第一四通阀(2)、第二四通阀(36)；第一换热器(3)、第二换热器(10)、第三换热器(15)、第四换热器(18)；气液分离器(4)；LNG储罐(5)；LNG泵(6)；汽化装置(7)；第一加臭装置(8)、第二加臭装置(19)、第三加臭装置(21)；第一膨胀机(9)、第二膨胀机(17)；第一截止阀(11)、第二截止阀(31)、第三截止阀(34)、第四截止阀(37)、第五截止阀(38)、第六截止阀(41)、第七截止阀(44)；压缩机(12)；第一发电机(13)、第二发电机(27)、第三发电机(29)、第四发电机(42)、第五发电机(43)；第一电动机(14)、第二电动机(30)；水合物储存装置(16)；低温冷媒(20)；常温冷媒(22)；燃烧室(23)；高压空气储罐(24)；空气压缩机(25)；空气膨胀机(26)；燃气轮机(28)；余热锅炉(32)；蒸汽轮机(33)；冷凝装置(39)；溴化锂制冷装置(40)。本专利技术技术方案如下：高压天然气经第一四通阀(2)、第一换热器(3)、气液分离器(4)后，将形成的LNG储存到LNG储罐(5)，未被液化的天然气回流到第一换热器(3)，LNG储罐(5)中的LNG可经LNG泵(6)、汽化装置(7)转化为常态天然气，再经第一加臭装置(8)进入管网，产生的LNG冷能用于制冷；高压天然气经第一四通阀(2)、第一截止阀(11)、压缩机(12)、第三换热器(15)生成水合物储存到水合物储存装置(16)，水合物储存装置(16)中的水合物可经第二膨胀机(17)、第四换热器(18)转化为常态天然气，再经第二加臭装置(19)进入管网；高压天然气经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)、第一膨胀机(9)、第二换热器(10)、第三加臭装置(21)进入管网，膨胀压能驱动第一发电机(13)，还可以驱动第一电动机(14)以驱动压缩机(12)及空气压缩机(25)，高压空气储罐(24)中高压空气经第六截止阀(41)、空气膨胀机(26)释放出压能驱动第二发电机(27)；高压天然气经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)进入燃烧室(23)燃烧放出高温烟气驱动燃气轮机(28)以驱动第三发电机(29)，烟气驱动余热锅炉(32)放出高温蒸汽驱动蒸汽轮机(33)以驱动第四发电机(42)，进而驱动第二电动机(30)，高温蒸汽驱动蒸汽轮机(33)还可以实现驱动第五发电机(43)；蒸汽经第二四通阀(36)、第四截止阀(37)、冷凝装置(39)进行供热，还可以经第二四通阀(36)、第五截止阀(38)、溴化锂制冷装置(40)进行空调制冷；低温冷媒(20)为第一换热器(3)及第三换热器(15)提供低温冷媒，低温冷媒(22)为换热器(10)提供常温冷媒。所述的一种具有冷热电联供功能的天然气调峰方法，气、电高峰时，经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)的高压气经第一膨胀机(9)、第二换热器(10)及第三加臭装置(21)后输入管网，高压天然气经第一膨胀机(9)膨胀产生的压能驱动第一发电机(13)为电网供电；关闭第一截止阀(11)、第七截止阀(44)，将LNG储罐(5)中的LNG和水合物储存装置(16)中的水合物转化为常态天然气，再进行加臭后输入管网作为补充；经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)的高压天然气在燃烧室(23)燃烧放出高温烟气驱动燃气轮机(28)以驱动第三发电机(29)为电网供电，烟气驱动余热锅炉(32)产生高温蒸汽以驱动蒸汽轮机(33)，关闭第二截止阀(31)，进而驱动第五发电机(43)为电网供电，冬季，关闭第五截止阀(38)，蒸汽经第四截止阀(37)、冷凝装置(39)进行供暖；夏季，关闭第四截止阀(37)，蒸汽经第五截止阀(38)、溴化锂制冷装置(40)进行空调制冷；高压空气储罐(24)中高压空气经第六截止阀(41)、空气膨胀机(26)释放出压能驱动第二发电机(27)为电网供电。所述的一种具有冷热电联供功能的天然气调峰方法，气高峰、电低谷时，经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)的高压天然气经第一膨胀机(9)、第二换热器(10)及第三加臭装置(21)后输入管网，高压天然气经第一膨胀机(9)膨胀产生的压能驱动第一发电机(13)以驱动第一电动机(14)压缩空气；关闭第一截止阀(11)、第七截止阀(44)，将LNG储罐(5)中的LNG和水合物储存装置(16)中的水合物经膨胀、换热转化为常态天然气，再经加臭后输入管网作为补充；关闭第六截止阀(41)，经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)的高压天然气在燃烧室(23)燃烧放出高温烟气驱动燃气轮机(28)以驱动第三发电机(29)，烟气驱动余热锅炉(32)产生高温蒸汽以驱动蒸汽轮机(33)，关闭第三截止阀(34)，进而驱动第四发电机(42)以驱动第二电动机(30)带动空气压缩机(25)，冬季，关闭第五截止阀(38)，蒸汽经第四截止阀(37)、冷凝装置(39)进行供暖；夏季，关闭第四截止阀(37)，蒸汽经第五截止阀(38)、溴化锂制冷装置(40)进行空调制冷。所述的一种具有冷热电联供功能的天然气调峰方法，气低谷、电高峰时，经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)的高压天然气经第一膨胀机(9)、第二换热器(10)及第三加臭装置(21)后输入管网，高压天然气经第一膨胀机(9)膨胀产生的压能驱动第一发电机(13)为电网供电；关闭第一截止阀(11)，经第一四通阀(2)、第七截止阀(44)的高压气经多次换热后完全转化为LNG后储存于LNG储罐(5)；经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)的高压天然气在燃烧室(23)燃烧放出高温烟气驱动燃气轮机(28)以驱动第三发电机(29)为电网供电，烟气驱动余热锅炉(32)产生高温蒸汽以驱动蒸汽轮机(33)，关闭第二截止阀(31)，进而驱动第五发电机(43)为电网供电，冬季，关闭第五截止阀(38)，蒸汽经第四截止阀(37)、冷凝装置(39)进行供暖；夏季，关闭第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有冷热电联供功能的天然气调峰方法，方法中所使用的装置包括：第一三通阀(1)、第二三通阀(35)；第一四通阀(2)、第二四通阀(36)；第一换热器(3)、第二换热器(10)、第三换热器(15)、第四换热器(18)；气液分离器(4)；LNG储罐(5)；LNG泵(6)；汽化装置(7)；第一加臭装置(8)、第二加臭装置(19)、第三加臭装置(21)；第一膨胀机(9)、第二膨胀机(17)；第一截止阀(11)、第二截止阀(31)、第三截止阀(34)、第四截止阀(37)、第五截止阀(38)、第六截止阀(41)、第七截止阀(44)；压缩机(12)；第一发电机(13)、第二发电机(27)、第三发电机(29)、第四发电机(42)、第五发电机(43)；第一电动机(14)、第二电动机(30)；水合物储存装置(16)；低温冷媒(20)；常温冷媒(22)；燃烧室(23)；高压空气储罐(24)；空气压缩机(25)；空气膨胀机(26)；燃气轮机(28)；余热锅炉(32)；蒸汽轮机(33)；冷凝装置(39)；溴化锂制冷装置(40)，其特征在于：高压天然气经第一四通阀(2)、第一换热器(3)、气液分离器(4)后，将形成的LNG储存到LNG储罐(5)，未被液化的天然气回流到第一换热器(3)，LNG储罐(5)中的LNG可经LNG泵(6)、汽化装置(7)转化为常态天然气，再经第一加臭装置(8)进入管网，产生的LNG冷能用于制冷；高压天然气经第一四通阀(2)、第一截止阀(11)、压缩机(12)、第三换热器(15)生成水合物储存到水合物储存装置(16)，水合物储存装置(16)中的水合物可经第二膨胀机(17)、第四换热器(18)转化为常态天然气，再经第二加臭装置(19)进入管网；高压天然气经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)、第一膨胀机(9)、第二换热器(10)、第三加臭装置(21)进入管网，膨胀压能驱动第一发电机(13)，还可以驱动第一电动机(14)以驱动压缩机(12)及空气压缩机(25)，高压空气储罐(24)中高压空气经第六截止阀(41)、空气膨胀机(26)释放出压能驱动第二发电机(27)；高压天然气经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)进入燃烧室(23)燃烧放出高温烟气驱动燃气轮机(28)以驱动第三发电机(29)，烟气驱动余热锅炉(32)放出高温蒸汽驱动蒸汽轮机(33)以驱动第四发电机(42)，进而驱动第二电动机(30)，高温蒸汽驱动蒸汽轮机(33)还可以实现驱动第五发电机(43)；蒸汽经第二四通阀(36)、第四截止阀(37)、冷凝装置(39)进行供热，还可以经第二四通阀(36)、第五截止阀(38)、溴化锂制冷装置(40)进行空调制冷；低温冷媒(20)为第一换热器(3)及第三换热器(15)提供低温冷媒，低温冷媒(22)为换热器(10)提供常温冷媒。...

【技术特征摘要】
1.一种具有冷热电联供功能的天然气调峰方法，方法中所使用的装置包括：第一三通阀(1)、第二三通阀(35)；第一四通阀(2)、第二四通阀(36)；第一换热器(3)、第二换热器(10)、第三换热器(15)、第四换热器(18)；气液分离器(4)；LNG储罐(5)；LNG泵(6)；汽化装置(7)；第一加臭装置(8)、第二加臭装置(19)、第三加臭装置(21)；第一膨胀机(9)、第二膨胀机(17)；第一截止阀(11)、第二截止阀(31)、第三截止阀(34)、第四截止阀(37)、第五截止阀(38)、第六截止阀(41)、第七截止阀(44)；压缩机(12)；第一发电机(13)、第二发电机(27)、第三发电机(29)、第四发电机(42)、第五发电机(43)；第一电动机(14)、第二电动机(30)；水合物储存装置(16)；低温冷媒(20)；常温冷媒(22)；燃烧室(23)；高压空气储罐(24)；空气压缩机(25)；空气膨胀机(26)；燃气轮机(28)；余热锅炉(32)；蒸汽轮机(33)；冷凝装置(39)；溴化锂制冷装置(40)，其特征在于：高压天然气经第一四通阀(2)、第一换热器(3)、气液分离器(4)后，将形成的LNG储存到LNG储罐(5)，未被液化的天然气回流到第一换热器(3)，LNG储罐(5)中的LNG可经LNG泵(6)、汽化装置(7)转化为常态天然气，再经第一加臭装置(8)进入管网，产生的LNG冷能用于制冷；高压天然气经第一四通阀(2)、第一截止阀(11)、压缩机(12)、第三换热器(15)生成水合物储存到水合物储存装置(16)，水合物储存装置(16)中的水合物可经第二膨胀机(17)、第四换热器(18)转化为常态天然气，再经第二加臭装置(19)进入管网；高压天然气经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)、第一膨胀机(9)、第二换热器(10)、第三加臭装置(21)进入管网，膨胀压能驱动第一发电机(13)，还可以驱动第一电动机(14)以驱动压缩机(12)及空气压缩机(25)，高压空气储罐(24)中高压空气经第六截止阀(41)、空气膨胀机(26)释放出压能驱动第二发电机(27)；高压天然气经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)进入燃烧室(23)燃烧放出高温烟气驱动燃气轮机(28)以驱动第三发电机(29)，烟气驱动余热锅炉(32)放出高温蒸汽驱动蒸汽轮机(33)以驱动第四发电机(42)，进而驱动第二电动机(30)，高温蒸汽驱动蒸汽轮机(33)还可以实现驱动第五发电机(43)；蒸汽经第二四通阀(36)、第四截止阀(37)、冷凝装置(39)进行供热，还可以经第二四通阀(36)、第五截止阀(38)、溴化锂制冷装置(40)进行空调制冷；低温冷媒(20)为第一换热器(3)及第三换热器(15)提供低温冷媒，低温冷媒(22)为换热器(10)提供常温冷媒。2.如权利要求1所述的一种具有冷热电联供功能的天然气调峰方法，其特征在于：气、电高峰时，经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)的高压气经第一膨胀机(9)、第二换热器(10)及第三加臭装置(21)后输入管网，高压天然气经第一膨胀机(9)膨胀产生的压能驱动第一发电机(13)为电网供电；关闭第一截止阀(11)、第七截止阀(44)，将LNG储罐(5)中的LNG和水合物储存装置(16)中的水合物转化为常态天然气，再进行加臭后输入管网作为补充；经第一四通阀(2)、第一三通阀(1)的高压天然气在燃烧室(23)燃烧放出高温烟气驱动燃气轮机(28)以驱动第三发电机(29)为电网供电，烟气驱动余热锅炉(32)产生高温蒸汽以驱动蒸汽轮机(33)，关闭第二截止阀(31)，进而驱动第五发电机(43)为电网供电，冬季，关闭第五截止阀(38)，蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卓良，潘振，刘培胜，文江波，商丽艳，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21