一种管网余能回收利用的方法技术

一种回收管网内余能的方法是在管网系统工作传统设施、设备和部件的基础上加装了管道发电装置（１）、连接线（２）和联网控制装置（３）。管道发电装置（１）可以安置在管道末端，还可以安置在管道减压站（用以替代减压阀），它们能够在用户使用管网功能的过程中将管网内的大部分余能通过压差和温差发电装置将势能和余热转换成电能，通过连接线（２）和联网控制装置（３）将这部分电能并入电网的方式加以利用。它也可以只在电网用电高峰期将这部分电能并入电网。本发明专利技术的有益效果是：回收利用余能、节约资源、减少污染物和有害气体排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于节能减排领域中 一种能源回收利用的方法。技术背景管道在当今社会得到广泛的应用，也给人们的生产、生活带来极大的便利。但是，人们在利用管道输送物料的同时，也浪费了大量的能源！因为，人们在 利用管道输送物体的同时需要动力，通常设计中又需要留有一定的冗余量，而 目前的使用方法在完成物料的输送后尚有大量的余能没有得到回收，因而造成巨大的能源浪费！譬如在正常使用中，当水压大于0.01兆帕(Mpa)自来水龙头就能够很好地出 水，并且不会产生溅水现象，而各城市的自来水管网为保证对普通建筑的各个 楼层的供水质量，管网内的水压力均在0.20 0.25兆帕之间，山区城市的自来 水管网压力则高达0. 30 0. 60兆帕，重庆等山区城市的部分区域的自来水管网 压力甚至高达0.9兆帕(相当于90米的水头)。目前，自来水公司对大用户的供水一般是直接输入用户的地下蓄水池(为 保障用水安全同时不影响其它用户的正常用水，自来水公司不允许用户直接在 管道上接增压泵)，而没有任何能量回收装置。这样， 一般城市自来水管网中至 少有0.2兆帕以上的势能(相当于20米以上的水头)被浪费了；而山区城市受 地形地貌所限制，必须加大管网压力并且有一定的冗余，以保障对所有用户的 正常供水，但对大多数用户来说是不需要这么高的供水压力的！因此，目前各城市的自来水管网内巨大的能量被浪费了，而山区的城市自来水管网内的能量 浪费更大！又如对于城市自来水管网中的小用户(如居民用户等)，随着居住楼层的不同， 各用户终端的实际管压是不同的，楼层越低的用户其终端管压越高，过高的水 压需要配置防溅水龙头，水压过高同样浪费许多能量。若有办法将这些被浪费的能量加以回收利用，则目前被浪费的能量越大， 今后可回收利用的能量也越大！如果全国都能够努力回收各种管网内的余能， 数量是非常惊人的。以下仅以自来水管网为例，做一个简单计算一个年供水量为2亿立方米的中等城市，以0. 25兆帕的管网压力向用户供 水。其中有50%的量是供应给大用户的；目前，其每年浪费的能量折算成电量将达到600万千瓦时(kwh)!而剩下的50%是供应给其它用户，随着用户所在的 地势和楼层的不同，这部分用户每年浪费的能量折算成电量也将达到30CT400 万千瓦*时。如果通过努力，自来水管网中的余能的回收率能够达到上述计算 的80%，那么，这样一个中等城市的自来水管网内每年约有800万千瓦*时的能 量可以被回收利用，这接近一个IO丽的发电机组一年(约8000小时)的发电 量；或者是一个20MW的发电机组一年在高峰时段(约4000小时)的发电量。 简单推算，在全国的城市自来水管网中每年约有数百亿千瓦 时的能量可以被 回收利用，相当于潜在一个近亿MW (近千万千瓦)的发电站等待我们去开发、 利用！若计算全球的量，就更加可观了 ！除了城市自来水管网外，城市供热管网、工矿的供水、供热和供气以及其 它物体(物料)的输送管网中均存在更大能量的余能有待我们去开发和利用。然而，由于管道中的余能具有点多、每点可以回收的能量相对较少但总量 却非常巨大的特点，回收利用有相当的难度。因而， 一直没有人考虑这方面的能源回收工作和方法，迄今为止尚未见有人提出管网内余能回收的设想和具体 方案！本
技术实现思路
本专利技术的目的就是提出一种回收各种管网内余能并加以利用的方法，以促 进余能回收利用、节约资源、减少污染物和有害气体排放的工作。本专利技术回收各种管网内余能的技术方案是在管网内的管道末端安置管道 末端发电装置；在管道减压站安置管道减压发电装置(用以替代减压阀)。它能 够在用户使用管网功能的过程中将管网内的大部分余能通过压差和温差发电装 置将势能和余热转换成电能的方式加以利用。并且，可以通过联网控制装置即 时向电网输送电能；若有需要，可以通过具有储能设备的联网控制装置，只在 电网用电高峰期向电网供电。本文中，将管网内的减压发电装置和管道末端发电装置统称为管道发电装 置(以下同)。本专利技术是在各种管网系统工作传统设施、设备和部件的基础上加装了管道 发电装置(1)、连接线(2)和联网控制装置(3)。管道发电装置(1)由动力装置(1-1)和发电机(1-2)两部分组成。根据 发电机输出的电源性质不同管，管道发电装置(1)可分为道交流发电装置(l-2A)和管道直流发电装置(1-2D)。管网内的管道发电装置(i)，其动力装置a-1)利用其管道两端的压差和温差所产生的动力带动发电机(1-2)发电。在液态输送管网中不需要考虑热能 的回收，它相当于一个水力发电机组；而在热能管网中可以同时利用压差(势能)和余热(热能)来做功发电，它相当于一个汽轮发电机组或一个综合能发 电装置(压差加上特殊的热能回收方法)。管道发电装置(1 )中的末端发电装置安置在管道最末端的阀门前端或后端， 推荐安置在阀门的后端(出水端)。在水管的末端使用水管末端发电装置可以减 少溅水现象(即水管末端发电装置具有防溅功能)。对管网内的多终端小用户(如家庭用户)，可以将管道发电装置(1)安置 在该用户的入户端(不需要在每个耗水终端安置管道发电装置)，以提高余能回 收效率并减少投资成本。由于该类装置虽然安置在小用户的入户端，实际上也 是处于管网的末端，所以，也可称之为管道末端发电装置。若输送液态物体的管网由业主或经营者(如自来水公司或物业管理公司) 来回收管网末端的余能，可以将管道末端发电装置(1)以供水楼层为单位设置 (而不需要在该楼层的每个用户的入户端设置管道发电装置)，这样可以根据各 楼层的水管余压的不同，按楼层合并设置末端发电装置(1)以提高余能回收效 率并节省投资。输送气态物体的管网，因高度对压力的影响很小，毋须按楼层 分设管道发电装置(1)。电源线(2)包括管道发电装置(1)与联网控制装置(3)的连接线(2-1)和联网控制装置(3)与电网的连接线(2-2)。由于回收管道内余能的实际情况，决定了管网内利用余能发电的装置所输出的电能是不稳定的，也是难以实际利用的；同时，利用电能的最好方式是将 电能并入电网。所以，在本专利技术的技术方案中还可包含了一个符合并网安全要 求的联网控制装置(3)，它可以由整流滤波电路(3-1)和电源逆变控制器(3-2)等设备或其中的一部分所组成。若该联网控制装置中增加适当的储电设备 (3-3)，如蓄电池(由于道中的余能回收存在的点多、且每点可以回收的能量 相对较少的特点，对蓄电池的容量要求不高，易于实现)，该联网控制装置可以只在用电高峰时段向电网供电！联网控制装置(3)也可以根据管道发电装置(1) 的选型不同而采用其他类型的联网控制电路。从管网中回收余能点多，且每点可以回收的能量相对较少，单点回收相对 成本较高，效率相对较低。因此，可以将整流滤波电路(3-1)的电源接入端， 特别设计成能够接入多路管道交流发电装置(l-2A)和管道直流发电装置(1-2D)(如图2)。但整流滤波电路(3-1)也可以只接入一台管道发电装置(1)， 联网控制装置(3)可以只为该管道发电装置提供并网功能。整流滤波电路(3-1)的输出可根据输出功率大小，选择向电网输出三相或 单相交流电。对于高密度的余能回收点，整流滤波电路(3-1)也可以直接安置在管道交 流发电装置(l-A)上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管网余能回收利用的方法是在各种管网系统中传统设施、设备和部件的基础上加装了管道发电装置（１）、连接线（２）和联网控制装置（３），其特征在于本专利技术通过在管网内安置管道发电装置（１）的方法，在用户使用管网功能的过程中将各种管网内的大部分余能通过压差和温差发电装置将管网内的势能和热能转换成电能，通过连接线（２）和联网控制装置（３）将这部分电能并入电网的方式加以利用；从而解决管道中的余能回收存在的点多、且每点可以回收的能量相对较少，并难以利用的问题，可以实现回收能源、节约资源、减少污染物和有害气体排放的目的。

【技术特征摘要】
1.一种管网余能回收利用的方法是在各种管网系统中传统设施、设备和部件的基础上加装了管道发电装置(1)、连接线(2)和联网控制装置(3)，其特征在于本发明通过在管网内安置管道发电装置(1)的方法，在用户使用管网功能的过程中将各种管网内的大部分余能通过压差和温差发电装置将管网内的势能和热能转换成电能，通过连接线(2)和联网控制装置(3)将这部分电能并入电网的方式加以利用；从而解决管道中的余能回收存在的点多、且每点可以回收的能量相对较少，并难以利用的问题，可以实现回收能源、节约资源、减少污染物和有害气体排放的目的。2. 如权利要求l所述的一种管网余能回收利用的方法，其特征在于管道发电装 置(1)由动力装置(1-1)和发电机(1-2)两部分组成，动力装置(1-1) 利用其管道两端的压差和温差所产生的动力带动发电机(1-2)发电。3. 如权利要求l所述的一种管网余能回收利用的方法，其特征在于管道发电装 置(1)通常安置在管道...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建钧，
申请(专利权)人：王建钧，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]