一种中低压燃气压差发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种中低压燃气压差发电系统，设于上游中低压燃气管道和下游中低压燃气管道之间，上游中低压燃气管道和下游中低压燃气管道之间还设有相连通的燃气调压站，系统包括一号管道、二号管道、燃气调压装置、传动装置、发电装置和储能装置，一号管道的进气口和上游中低压燃气管道的出气口相连通，二号管道的出气口和下游中低压燃气管道的进气口相连通，燃气调压装置、传动装置、发电装置和储能装置依次设置，燃气调压装置设于一号管道上，传动装置设于一号管道和二号管道之间并进行连通，发电装置和传动装置传动连接，储能装置和燃气调压站电连接。与现有技术相比，本发明专利技术能实现利用燃气压差发电并降低供电成本。用燃气压差发电并降低供电成本。用燃气压差发电并降低供电成本。

【技术实现步骤摘要】
一种中低压燃气压差发电系统


[0001]本专利技术涉及能源利用
，具体涉及一种中低压燃气压差发电系统。

技术介绍

[0002]燃气调压站是城市燃气输配系统中自动调节并稳定管网中压力的设施，一般设于输配气管网系统中不同压力级制的管道之间或设于某些专门用户之前，其任务是将上一级管网的压力调节至下一级管网或用户所需的压力，并使调节后的压力保持稳定。
[0003]燃气调压站通常由于其地理位置偏僻、现场环境复杂等问题，无法直接采用市政供电，而且考虑到燃气调压站用电量较少，如果专门铺设专线，建设费用昂贵，因此市政供电方案无法实施。此外，采用原有的太阳能发电方法对燃气调压站进行供电存在一些供电不及时等问题。
[0004]城市燃气输配系统中存在压力能，该压力能进行回收利用可以转换成电能。申请号为201210403284.X的专利技术专利公开了一种可在天然气进行调压输送时利用压差能发电的装置，该专利技术采用预加热器和膨胀发电机替代传统的三阀组调压装置，把膨胀前的高压天然气加热至一定温度后利用膨胀发电机把天然气中的压力能转换为电能，天然气加热用热源采用电能或一定温度的废热。由于膨胀机减压是等熵膨胀，而传统的三阀组调压是等焓膨胀，因此采用膨胀机减压后的天然气温降远大于传统的三阀组调压后的天然气温降，相应地为保证产生霜冻或水化物的生成预热所需的能源要大得多。由于大多天然气调压站没有余热可利用，因此通常需要采用电能或天然气加热，同时预热器换热、膨胀发电机的转换存在一定的损失，天然气预热所需的热量要多于膨胀发电机转换成的电能。申请号为CN201510285709.5的专利技术专利公开了一种利用燃气和天然气管网压力能的联合循环发电系统，系统包括压力能发电装置和燃气轮机、压力能发电装置和燃气轮机之间设有烟气废热回收装置，该专利技术通过烟气余热回收系统把燃气轮机发电和天然气压力能发电整合在一起，烟气余热回收系统等均需外接电源，且耗电量大，为了以达到高效回收天然气压力能、提高联合发电系统的综合发电效率的目的，反而需要额外配备其他供能设备。而本专利技术的目的是将压力能回收转换得到的电能直接为燃气调压站进行供能，而不输送至外界，并且燃气调压站的耗电量较少，无需额外再外接耗能大用来提升燃气热能的加热装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是针对小流量低压差发电技术和电源稳压控制技术，提供一种中低压燃气压差发电系统，提高对燃气所蕴含的能量的综合利用效率。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0007]一种中低压燃气压差发电系统，设于上游中低压燃气管道和下游中低压燃气管道之间，所述上游中低压燃气管道和下游中低压燃气管道之间还设有相连通的燃气调压站，所述系统连接燃气调压站为燃气调压站进行供电，所述系统包括一号管道、二号管道、燃气调压装置、传动装置、发电装置和储能装置，所述一号管道的进气口和上游中低压燃气管道
的出气口相连通，即一号管道由上游中低压燃气管道引出，所述二号管道的出气口和下游中低压燃气管道的进气口相连通，即二号管道由下游中低压燃气管道引出，所述燃气调压装置、传动装置、发电装置和储能装置依次设置，所述燃气调压装置设于一号管道上，所述传动装置设于一号管道和二号管道之间并进行连通，所述发电装置和传动装置传动连接，所述储能装置和燃气调压站电连接。上游中低压燃气管道中的燃气的压力大于下游中低压燃气管道中燃气的压力，燃气可为天然气。
[0008]所述传动装置包括气动马达和联轴器，所述发电装置包括发电机和稳压模块，所述气动马达设于一号管道和二号管道之间，所述发电机和气动马达之间通过联轴器同轴连接，所述稳压模块设于发电机和储能装置之间。气动马达工作安全，具有防爆性能，同时不受高温及振动的影响，可长期满载工作，而温升较小，功率范围及转速范围均较宽，具有较高的起动转矩.能带载启动，结构简单，操纵方便，维修容易，成本低。联轴器可使发动机和气动马达的转速相同，发电机运转时切割磁感线产生电流为储能装置中的电池组进行供电，而稳压模块稳定发电机的电压并使其能够稳定供电。
[0009]所述储能装置包括电池组，电池组对燃气调压站进行供电，在燃气调压站不进行工作时，电池组也可进行蓄电。
[0010]所述系统还包括与联轴器传动连接的转速传感器。转速传感器用于监测气动马达的转速变化。
[0011]所述燃气调压装置包括沿燃气流动方向依次设置的气体调压阀和气体流量调节阀，所述系统还包括设于一号管道上的气体流量计，所述气体流量计位于气体流量调节阀和气动马达之间。气体流量计用于监测燃气的流量变化并可以根据燃气流量的变化控制气体流量调节阀，进而控制燃气的流量。可按实际需求，调节气体调压阀和气体流量调节阀，控制燃气流向气动马达的压力和流量。
[0012]所述系统还包括设于一号管道上的第一压力传感器，所述第一压力传感器位于气体流量计和气动马达之间。第一压力传感器用于监测燃气通过气动马达前的压力变化。
[0013]所述系统还包括设于一号管道上的第一温度传感器，所述第一温度传感器位于第一压力传感器和气动马达之间。第一温度传感器用于监测燃气通过气动马达前的温度变化。
[0014]所述系统还包括设于二号管道上的第二压力传感器。第二压力传感器用于监测燃气通过气动马达后的压力变化。
[0015]所述系统还包括设于二号管道上的第二温度传感器，所述第二温度传感器位于第二压力传感器的下游。第二温度传感器用于监测燃气通过气动马达后的温度变化。
[0016]所述系统还包括数据采集卡以及与数据采集卡电连接的电脑，所述数据采集卡分别和气体流量计、第一压力传感器、第一温度传感器、第二压力传感器、第二温度传感器及转速传感器电连接。数据采集卡用于收集中低压燃气压差发电系统中各传感器得到的数据，电脑中设有自适应PID控制算法，电脑用于显示所述数据采集卡收集的中低压燃气压差发电系统的数据，建立基于数据监测的闭环控制系统，通过自适应PID控制算法对流量、温度、压力和转速进行实时监测，根据输出电压自动调节流量输出，形成主动闭环控制系统，实现精确控制。
[0017]本专利技术中，燃气调压站选用低压差、小流量燃气进行发电能够保障燃气调压站的
正常工作，该供电方式依靠燃气自身的压力差进行发电，不受外部环境的影响，无需专门的维修和维护，供电成本较低，稳定性好，可解决燃气调压站本身用电问题，提高能源利用率，既解决自身的电力不足，又可提高能源利用率，降低成本，增加效益。
[0018]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案，具有如下优点：
[0019]1、可以无级调速。通过控制进气处的气体调压阀和气体流量调节阀，可以控制燃气的流量，随后可调节传动装置的输出功率和转速，实现调节转速和功率的目的，进而调节发动机的功率大小。
[0020]2、可实现正反转。通过控制操纵气动马达来改变燃气在气动马达中进、排气的方向，可实现输出轴的正转和反转，从而控制发电机的正极和负极。
[0021]3、工作安全性高。不受振动、高温、辐射、电磁的影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中低压燃气压差发电系统，其特征在于，所述系统设于上游中低压燃气管道(19)和下游中低压燃气管道(20)之间，所述上游中低压燃气管道(19)和下游中低压燃气管道(20)之间还设有相连通的燃气调压站(14)，所述系统包括一号管道(17)、二号管道(18)、燃气调压装置、传动装置、发电装置和储能装置，所述一号管道(17)的进气口和上游中低压燃气管道(19)的出气口相连通，所述二号管道(18)的出气口和下游中低压燃气管道(20)的进气口相连通，所述燃气调压装置、传动装置、发电装置和储能装置依次设置，所述燃气调压装置设于一号管道(17)上，所述传动装置设于一号管道(17)和二号管道(18)之间并进行连通，所述发电装置和传动装置传动连接，所述储能装置和燃气调压站(14)电连接。2.根据权利要求1所述的一种中低压燃气压差发电系统，其特征在于，所述传动装置包括气动马达(7)和联轴器(6)，所述发电装置包括发电机(12)和稳压模块(16)，所述气动马达(7)设于一号管道(17)和二号管道(18)之间，所述发电机(12)和气动马达(7)之间通过联轴器(6)同轴连接，所述稳压模块(16)设于发电机(12)和储能装置之间。3.根据权利要求2所述的一种中低压燃气压差发电系统，其特征在于，所述储能装置包括电池组(13)。4.根据权利要求2所述的一种中低压燃气压差发电系统，其特征在于，所述系统还包括与联轴器(6)传动连接的转速传感器(15)。5.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：佀国宁，孙凉英，冯毅，朱麟，徐栎亚，
申请(专利权)人：上海航天工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：