本发明专利技术涉及余压发电及冷能利用技术领域，尤其涉及一种天然气压力能回收利用的膨胀发电及冷能利用系统。本发明专利技术具有压力能回收效率高、冷能利用效率高、利用空气源进行补热、整体利用效率高、经济效益好等优点，本发明专利技术采用的技术方案包括螺杆膨胀机，所述的螺杆膨胀机与发电机连接，预热换热器与天然气管道连接，预热换热器与螺杆膨胀机连接；螺杆膨胀机与级间换热器连接，级间换热器与螺杆膨胀机连接；级间换热器与热泵机组连接；螺杆膨胀机与一级油气分离器连接；一级油气分离器与二级油气分离器连接；二级油气分离器与换热器连接，换热器与制冰机组连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及余压发电及冷能利用
，尤其涉及一种天然气压力能回收利用的膨胀发电及冷能利用系统。
技术介绍
国家天然气管网的天然气在管道输送过程中，始终维持着较高的压力，其压力一般在10MPa左右。国家天然气管网的天然气输送至各大城市管网及工业用户，其主要通过各大城市管网的调压站实现降压，一般从10MPa降低至4.0MPa左右，降压后的天然气再通过各大城市管网的城市门站调压至0.4MPa后，输送到终端用户。在天然气调压站的降压过程中，具有巨大的压力能及冷能可以利用，与此同时，降压之后的管道天然气的温度低于-20℃，必须要对天然气进行补热，以保证通过城市门站的调压后的天然温度高于5℃。目前的调压站是通过调压阀门降低天然气的压力，同时，通过燃烧天然气给管道中的天气进行加热，其浪费了大量的压力能、冷能及热能，如果能通过一种方式将该压力能和冷能回收利用，将具有非常大的社会效益及经济效益。由于天然气的工作压力高，密封性要求严格，禁止泄漏，机体的强度要求高，现有的技术中很难找到一种适用的动力机械进行能量回收。而螺杆膨胀机是一种由高压气体驱动螺杆的阴阳转子旋转的动力机械，其核心部件为一对相互啮合的阴阳转子，其特殊的内部结构，决定了螺杆膨胀机适合于天然气压力能的回收进行发电，其是一种应用范围非常广泛的专门回收天然气压力能进行发电的高新技术。采用螺杆膨胀机对压力能回收后，天然气的温度也会降低至-20℃以下，膨胀后的低温天然气具有巨大的冷能，如何将该冷能利用，同时，又可以将膨胀后的天然气温度升至5℃以上，是天然气压力能及冷能回收利用中的又一大难点。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术存在的天然气调压站调压后的压力能和冷能无法利用，与此同时，又需要浪费大量的天然气进行燃烧补热的问题，提供了一种天然气压力能回收利用的膨胀发电及冷能利用系统。为解决现有技术存在的问题，本专利技术的技术方案是：一种天然气压力能回收利用的膨胀发电及冷能利用系统，其特征在于：包括螺杆膨胀机、发电机、预热换热器、级间换热器、热泵机组、一级油气分离器、二级油气分离器、换热器和制冰机组；所述的发电机与螺杆膨胀机通过联轴器设置在一起，所述的预热换热器的气体进口接头通过管路与天然气管道连接，所述的预热换热器的气体出口接头与螺杆膨胀机的一级进气口连接；所述的螺杆膨胀机的一级排气口与级间换热器的气体入口接头连接，级间换热器的气体出口接头与螺杆膨胀机的二级进气口连接；级间换热器的载冷剂进出口接头与通过管道与热泵机组的载冷剂进出口接头连接；所述的螺杆膨胀机的二级排气口与一级油气分离器的进气口连接；一级油气分离器的排气口与二级油气分离器的进气口连接；二级油气分离器的排气口与换热器的进气口通过管道连接，换热器的载冷剂进出口接头与制冰机组的载冷剂进出口接头连接；所述的螺杆膨胀机至少设置有一台。所述的二级油气分离器的回油接口和一级油气分离器的二次回油接口通过油管连接，所述的一级油气分离器和二级油气分离器的出油口与油泵的进油口设置在一起。所述的一级油气分离器的储油槽与油粗过滤器的进口连接，油粗过滤器的排油口与油加热器的进口连接。所述的油泵的排油口与油精过滤器连接，油精过滤器的排油口与油压调节阀连接。所述的油压调节阀排油口与螺杆膨胀机的供油口连接。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术具有压力能回收效率高、冷能利用效率高、利用空气源进行补热、整体利用效率高、经济效益好等优点，其可广泛应用于各级天然气的城市门站的调压系统中的压力能及冷能回收利用，具有非常大的社会效益及经济效益。附图说明图1为本专利技术的结构图；图2为螺杆膨胀剂的结构示意图；附图标记说明，1-螺杆膨胀机、2-发电机、3-预热换热器、4-级间换热器、5-热泵机组、6-一级油气分离器、7-二级油气分离器、8-换热器、9-制冰机组、10-油粗过滤器、11-油加热器、12-油泵、13-油精过滤器、14-油压调节阀、15-一级机体、16-一级吸气端座、17-二级机体、18-二级吸气端座、19-一级机体压盖、20-一级阳转子、21-一级阴转子、22-二级阳转子、23-二级阴转子、24-圆柱滚子轴承一、25-一级平衡活塞、26-一级油缸套、27-一级迷宫密封套、28-圆柱滚子轴承二、29-单列角接触轴承一、30-单列角接触轴承二、31-锁紧圆螺母一、32-联轴节组件、33-二级迷宫密封套、34-圆柱滚子轴承二、35-四点接触球轴承、36-锁紧圆螺母二、37-二级阴转子轴承压盖、38-二级吸气端压盖一、39-二级阳转子轴承压盖、40-O型密封圈、41-轴封安装套、42-轴封一、43-轴封轴套、44-机械密封组件、45-轴封二、46-二级吸气端压盖二、47-圆柱滚子轴承三、48-二级平衡活塞、49-二级油缸套，50-单列角接触轴承三。具体实施方式下面结合附图对本设计做详细描述：参见图1：一种天然气压力能回收利用的膨胀发电及冷能利用系统，包括螺杆膨胀机1、发电机2、预热换热器3、级间换热器4、热泵机组5、一级油气分离器6、二级油气分离器7、换热器8和制冰机组9；所述的发电机2与螺杆膨胀机1通过联轴器设置在一起；所述的预热换热器3的气体进口接头通过管路与天然气管道连接，所述的预热换热器3的气体出口接头通过管路与螺杆膨胀机1的一级进气口连接；对来自于天然气管道中的天然气进行预热加热，预热后的天然气进入螺杆膨胀机1；所述的螺杆膨胀机1的一级排气口通过管路与级间换热器4的气体入口接头连接，级间换热器4的气体出口接头通过管路与螺杆膨胀机1的二级进气口连接；级间换热器4的载冷剂进出口接头通过管路与热泵机组5的载冷剂进出口接头连接，级间换热器4内的载冷剂通过管道输送到热泵机组5内，热泵机组5将空气中的热量输送给级间换热器4内的天然气，已达到给天然进行补热升温的目的；所述的螺杆膨胀机1的二级排气口与一级油气分离器6的进气口连接；一级油气分离器6对天然气与油的混合物进行粗效分离过滤；一级油气分离器6的排气口与二级油气分离器7的进气口连接；二级油气分离器7对天然气与油的混合物进行精密分离过滤，使得天然气中的润滑油含量小于1mg/Nm3；二级油气分离器7的排气口与换热器8的进气口通过管道连接，换热器8的载冷剂进出口接头通过管路与制冰机组9的载冷剂进出口接头连接，换热器8内部的载冷剂通过管道输送到制冰机组9内，制冰机组9吸收换热器8内的冷量，进行制冰；所述的二级油气分离器7的回油接口和一级油气分离器6的二次回油接口通过油管连接，所述的一级油气分离器6和二级油气分离器7的出油口与油泵12的进油口设置在一起。一级油气分离器6的储油槽与油粗过滤器10的进口连接，油粗过滤器10的排油口与油加热器11的进口连接；一级油气分离器6内部储油槽的润滑油进入油粗过滤器10的进口处，油粗过滤器10对润滑油中的大颗粒杂质进行粗过滤；所述的油粗过滤器10的排油口与油加热器11的进口设置在一起，油加热器11内部的载冷剂对润滑油进行升温；所述的油加热器11的排油口与油泵12的进油口设置在一起，油泵12对润滑油进行升压至设定压力；所述的油泵12的排油口与油精过滤器13连接，所述的油精过滤器13对润滑油中的微细颗粒杂质进行精密过滤；所述的油精过滤器13的排油口与油压调节阀14连接，油本文档来自技高网...
【技术保护点】
天然气压力能回收利用的膨胀发电及冷能利用系统，其特征在于：包括螺杆膨胀机（1）、发电机（2）、预热换热器（3）、级间换热器（4）、热泵机组（5）、一级油气分离器（6）、二级油气分离器（7）、换热器（8）和制冰机组（9）；所述的发电机（2）与螺杆膨胀机（1）通过联轴器设置在一起，所述的预热换热器（3）的气体进口接头通过管路与天然气管道连接，所述的预热换热器（3）的气体出口接头与螺杆膨胀机（1）的一级进气口连接；所述的螺杆膨胀机（1）的一级排气口与级间换热器（4）的气体入口接头连接，级间换热器（4）的气体出口接头与螺杆膨胀机（1）的二级进气口连接；级间换热器（4）的载冷剂进出口接头与通过管道与热泵机组（5）的载冷剂进出口接头连接；所述的螺杆膨胀机（1）的二级排气口与一级油气分离器（6）的进气口连接；一级油气分离器（6）的排气口与二级油气分离器（7）的进气口连接；二级油气分离器（7）的排气口与换热器（8）的进气口通过管道连接，换热器（8）的载冷剂进出口接头与制冰机组（9）的载冷剂进出口接头连接。
【技术特征摘要】
1.天然气压力能回收利用的膨胀发电及冷能利用系统，其特征在于：包括螺杆膨胀机（1）、发电机（2）、预热换热器（3）、级间换热器（4）、热泵机组（5）、一级油气分离器（6）、二级油气分离器（7）、换热器（8）和制冰机组（9）；所述的发电机（2）与螺杆膨胀机（1）通过联轴器设置在一起，所述的预热换热器（3）的气体进口接头通过管路与天然气管道连接，所述的预热换热器（3）的气体出口接头与螺杆膨胀机（1）的一级进气口连接；所述的螺杆膨胀机（1）的一级排气口与级间换热器（4）的气体入口接头连接，级间换热器（4）的气体出口接头与螺杆膨胀机（1）的二级进气口连接；级间换热器（4）的载冷剂进出口接头与通过管道与热泵机组（5）的载冷剂进出口接头连接；所述的螺杆膨胀机（1）的二级排气口与一级油气分离器（6）的进气口连接；一级油气分离器（6）的排气口与二级油气分离器（7）的进气口连接；二级油气分离器（7）的排气口与换热器（8）的进气口通过管道连接，换热器（8）的载冷剂进出口接头与制冰机组（9）的载冷剂进出口接头连接。2.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：畅云峰，张金权，
申请(专利权)人：西安琦通新能源设备有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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