一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统技术方案

一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统，其包括差压透平发电复温系统、冷库一级制冷系统和减碳CO2制冷系统；本发明专利技术利用气体余压产生电能和冷能，能够维持冷库正常运行，并且有富裕电并入电网，将高耗能冷库转化为减碳排放的冷库，且减少调压阀运行，减少运行维护费用，并不再需要耗费能源进行后续的气体复温环节，减少碳排放。减少碳排放。减少碳排放。

【技术实现步骤摘要】
一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统


[0001]本专利技术涉及分布式新能源领域领域，具体为一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统。

技术介绍

[0002]目前我国有很多气体在输送过程中需要进行降压调节，而这部分降低的差压经过调节装置后，能量白白耗散，同时降压后温度降低可能还需要后续升温继续增加能耗，不符合目前国家提出的碳减排的大方向，因此需要将这部分差压有效利用起来进行能源的开发利用。
[0003]目前在某些领域的气体，例如天然气，有一些差压利用的技术，但一般只是发电或者发电加制冰的工艺，在商业模式上稍显单一。
[0004]授权公告号为CN106090610B的专利技术专利公开了一种重烃零排放的天然气管网压力能利用系统，该专利技术主要是利用膨胀机将天然气输送管线的余压进行发电以及冷能制冰系统，天然气首先进行重烃脱除，然后进入膨胀机膨胀做功发电，膨胀后的低压天然气进入制冰系统进行制冰，制冰后的天然气经过电加热器进行加热复温，复温后的天然气进入原有天然气输送管线送至下游用户。该专利技术提出的工艺利用了天然气余压，进行发电和制冰，工艺简单明了，但是用电加热耗能较高。
[0005]授权公告号为CN104863645B的专利技术专利公开了一种管网天然气压力能及冷能回收的利用系统，该专利技术采用膨胀机将天然气输送管线的余压进行发电以及冷能利用系统。天然气首先进行脱水，然后进入膨胀机膨胀做功发电，膨胀后的低压天然气进入制冰系统进行制冰或供冷给冷库，制冰后的天然气经过电加热器或者太阳集热器进行加热复温，复温后的天然气进入原有天然气输送管线送至下游用户。冷能利用应用于制冰及冷库里，但是工艺简单，没有考虑详细的冷能分级利用问题，没有冷库可行的利用流程。
[0006]由此可见，提供一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统是本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统，其包括差压透平发电复温系统、冷库一级制冷系统和减碳CO2制冷系统；所述差压透平发电复温系统包括透平膨胀机、连接在透平膨胀机后端的前置换热器、连接前置换热器的复温加热器和连接复温加热器的热泵机组；所述冷库一级制冷系统包括连接前置换热器的冷风换热器、连接冷风换热器的冷凝器、连接在前置换热器与冷凝器之间的载冷剂循环泵；所述所述减碳CO2制冷系统包括连接冷凝器的蒸发器、连接蒸发器的压缩机、连接在冷凝器和压缩机之间的油分离器、安装在冷凝器下方的膨胀阀。
[0008]进一步的，所述热泵机组为空气源热泵、水源热泵、地源热泵中的一种。
[0009]一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统，其包括差压透平发电复温系
统，冷库一级制冷系统和减碳CO2制冷系统；透平发电复温系统利用管道气体的差压驱动透平发电机进行发电，并利用冷库制冷系统的前置换热器和热泵机组进行复温，冷库一级制冷系统，经过前置换热器降温的载冷剂，通过冷风换热器制取冷库内冷风，进行一级制冷；减碳CO2制冷系统中，冷风换热器出口的载冷剂经过冷凝器将制冷剂CO2冷凝，冷凝后的CO2经过膨胀阀膨胀降温，然后进入蒸发器蒸发吸热制冷，蒸发后的CO2再进入压缩机压缩，高压CO2进入油分离器分离油和CO2，油回到压缩机，干净的高压CO2回冷凝器。
[0010]进一步的，所述透平膨胀机进行膨胀发电时，膨胀比不低于2.09，膨胀后温度低于
‑
25℃。
[0011]进一步的，所述前置换热器中的载冷剂换热后温度不宜高于
‑
5℃，载冷剂宜采用氯化钠溶液、氯化钙溶液、乙烯乙二醇溶液和乙二醇溶液中的一种。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0013]本专利技术利用气体余压产生电能和冷能，能够维持冷库正常运行，并且有富裕电并入电网，将高耗能冷库转化为减碳排放的冷库，且减少调压阀运行，减少运行维护费用，并不再需要耗费能源进行后续的气体复温环节，减少碳排放。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的连接结构示意图。
[0015]图中：1、透平膨胀机；2、前置换热器；3、复温加热器；4、热泵机组；5、冷风换热器；6、冷凝器；7、载冷剂循环泵；8、蒸发器；9、压缩机；10、油分离器；11、膨胀阀。
具体实施方式
[0016]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]参见图1，给出了本专利技术的组成结构，所述利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统包括差压透平发电复温系统、冷库一级制冷系统和减碳CO2制冷系统；所述差压透平发电复温系统包括透平膨胀机1、连接在透平膨胀机1后端的前置换热器2、连接前置换热器2的复温加热器3和连接复温加热器3的热泵机组4，高压气体从调节阀前流经透平膨胀机1，透平膨胀机1带动发电机组发电，膨胀后的低压低温气体经过前置换热器2后升温，升温后的低压气体再经过复温加热器3加热到0℃以上去往下游管线。复温加热器3利用热泵机组4作为热源，利用自身所发电力，同时提高系统总能效，增加差压资源利用率，减少碳排放；
[0018]所述冷库一级制冷系统包括连接前置换热器2的冷风换热器5、连接冷风换热器5的冷凝器6、连接在前置换热器2与冷凝器6之间的载冷剂循环泵7；冷库一级制冷系统利用载冷剂前往前置换热器2与低温天然气换热降温，然后去冷风换热器5，冷风换热器5通过冷风机与冷库内空气换热降温制冷，升温后的载冷剂再去往冷凝器6进行制冷剂冷凝，再次升温的载冷剂通过载冷剂循环泵7增压，构成冷库一级制冷系统的制冷循环。
[0019]所述减碳CO2制冷系统包括连接冷凝器6的蒸发器8、连接蒸发器8的压缩机9、连接在冷凝器6和压缩机9之间的油分离器10、安装在冷凝器6下方的膨胀阀11；制冷剂CO2经过
冷凝器6冷凝，冷凝后的液态CO2去往膨胀阀11膨胀降压降温，然后去往蒸发器8蒸发吸热成气态，气态CO2前往压缩机9进行压缩升压升温，高压CO2进入油分离器10分离油和CO2，油回到压缩机9，干净的高压CO2气体回冷凝器6冷凝。
[0020]高压气体从系统原有调压装置前接入透平膨胀机1进行膨胀发电，膨胀比不宜低于2.09，膨胀后温度宜低于
‑
25℃。
[0021]膨胀后的低温气体进入前置换热器2，与前置换热器2中的载冷剂换热后温度不宜高于
‑
5℃，载冷剂宜采用氯化钠溶液、氯化钙溶液、乙烯乙二醇溶液和乙二醇溶液中的一种。
[0022]从前置换热器2出来的气体进入复温加热器3，复温后温度根据实际要求，但不宜高于40℃，复温加热器3热源采用热泵机组4，热泵机组4采用常规热泵机组，如空气源热泵、水源热泵或者地源热泵等。
[0023]载冷剂前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统，其特征在于，包括差压透平发电复温系统、冷库一级制冷系统和减碳CO2制冷系统；所述差压透平发电复温系统包括透平膨胀机(1)、连接在透平膨胀机(1)后端的前置换热器(2)、连接前置换热器(2)的复温加热器(3)和连接复温加热器(3)的热泵机组(4)；所述冷库一级制冷系统包括连接前置换热器(2)的冷风换热器(5)、连接冷风换热器(5)的冷凝器(6)、连接在前置换热器(2)与冷凝器(6)之间的载冷剂循环泵(7)；所述所述减碳CO2制冷系统包括连接冷凝器(6)的蒸发器(8)、连接蒸发器(8)的压缩机(9)、连接在冷凝器(6)和压缩机(9)之间的油分离器(10)、安装在冷凝器(6)下方的膨胀阀(11)。2.根据权利要求1所述的一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统，其特征在于，所述热泵机组(4)为空气源热泵、水源热泵、地源热泵中的一种。3.一种利用气体差压进行发电和冷库减碳制冷的系统，其特征在于，系统包括差压透平发电复温系统，冷库一级制冷系统和减碳CO2制冷系统；透平发电复温系统利用管...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞正亮，尹恒之，刘学炉，尹晖，宋纪元，
申请(专利权)人：江苏广润新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：