一种天然气气浮式差压径向透平发电系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种天然气气浮式差压径向透平发电系统及控制方法，一种天然气气浮式差压径向透平发电系统，包括独立支路，独立支路包括主支路，主支路中设置有透平机，主支路并联有旁通支路，主支路的前部并联有轴承气支路，主支路的后部并联有冷却气支路；独立支路的两侧分别设置有原站场支路球阀BV01和原站场支路球阀BV02。还提出一种天然气气浮式差压径向透平发电系统的控制方法；本发明专利技术使透平机机组能够全自动化运行，从而实现天然气压力能的高效、清洁回收。清洁回收。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气气浮式差压径向透平发电系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及天然气膨胀发电机
，尤其是一种天然气气浮式差压径向透平发电系统及控制方法。

技术介绍

[0002]天然气在管道输送到达各用户下载点后，一般都需要通过调压站进行降压。目前的调压站主要通过调节阀进行降压，浪费了大量的压力能。目前市场上真正实现运行的压力能回收装置主要为螺杆机，但同时由于其需要润滑油的缺点，在实际使用过程中存在油气分离难，运行效率低的问题，因此本方案以气浮式差压径向透平发电机组的运行模式为基础设计了整套系统，使机组能够全自动化运行，从而实现天然气压力能的高效、清洁回收。
[0003]天然气膨胀发电机组按膨胀机分主要有三个类型：螺杆机、径向透平和轴流透平。轴流透平流量大，往往超过了天然气调压站的能力，目前尚未见相关的系统设计；螺杆机需要使用润滑油，而润滑油和天然气混合产生乳化，难以分离，其设计主要仍采用传统的油封及过滤系统，与本系统完全不同。
[0004]在中国专利文献上公开的“一种天然气静压气浮轴承双级膨胀发电机及发电系统”，其公开号为CN111365080A，一种天然气静压气浮轴承双级膨胀发电机，包括机壳、转子、定子、第一透平、第二透平、第一静压气浮轴承和第二静压气浮轴承；机壳包含第一进气蜗壳流道、第二进气蜗壳流道、发电机腔；第一透平、第二透平分别安装于转子两端，转子设置于发电机腔内，定子固定于发电机腔的内壁；第一透平通过第一静压气浮轴承安装于转子的一端，第二透平通过第二静压气浮轴承安装于转子的另一端；第一静压气浮轴承和第二静压气浮轴承由天然气供压，并排气至出口通道。但是公开号为CN111365080A的中国专利并未涉及整个发电系统的设计。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决了目前的气浮式差压径向透平发电机缺乏相关整体系统设计的问题，提出一种天然气气浮式差压径向透平发电系统及控制方法，使透平机能够全自动化运行，从而实现天然气压力能的高效、清洁回收。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种天然气气浮式差压径向透平发电系统，包括独立支路，所述独立支路包括主支路，所述主支路中设置有透平机，所述主支路并联有旁通支路，所述主支路的前部并联有轴承气支路，所述主支路的后部并联有冷却气支路；所述独立支路的两侧分别设置有原站场支路球阀BV01和原站场支路球阀BV02。
[0007]本专利技术中，在整体系统设置上，设置在天然气输气站场的有压差的供气工艺流程中，一般在传统供气支路上并联单独的透平机支路或者单独设置透平机支路，本专利技术的系统中，设置有流量计F1、调节阀V1和透平机形成独立支路，调节阀V2/V3和流量计F2/F3、P2/P3为传统供气支路，一方面对独立支路进行压力、流量的补偿调节，另一方面主要承担下游
供气输送任务。
[0008]作为优选，所述主支路还包括过滤分离器GF01，所述过滤分离器GF01并联有差压变送器PDT01，所述过滤分离器GF01连接有天然气计量组件，所述温度变送器TT01的另一端连接有安全切断阀SSV，所述安全切断阀SSV的另一端连接有压力变送器PT03，所述压力变送器PT03的另一端连接有主调节阀PV01，所述主调节阀PV01并联有主调节阀PV02，所述主调节阀PV01的另一端连接有压力变送器PT04，所述压力变送器PT04连接于所述透平机的入口侧，所述透平机的出口侧连接有压力变送器PT09，所述压力变送器PT09的另一端连接有相互串联的温度变送器TT03和温度变送器TT04，所述温度变送器TT04的另一端连接有止回阀CHV02，所述温度变送器TT04的另一端还连接有电动截止阀ZFV。
[0009]本专利技术中，在主支路的进口设置过滤分离器GF01和差压变送器PDT01，进行一次过滤，过滤分离器的另一端设置有天然气计量组件；天然气计量组件另一端设置有安全切断阀SSV，其具有远控和超压起跳两种功能，用于支路的紧急切断；设置的主调节阀PV01以及主调节阀PV02，其口径大小不同，分别用于功率的粗和细的调节，在主调节阀的两侧设置的压力变送器PT03和压力变送器PT04，用于检测调节前后压力，在主支路的出口设置有两个温度变送器，做二取二，用于监测透平机之后的出气温度，防止气温过低；设置一个压力变送器PT09，用于监测出气压力；设置一个止回阀CHV02，避免下游回流；设置电动截止阀ZFV，用于支路的安全泄放。
[0010]作为优选，所述天然气计量组件包括流量计FIQ01，所述流量计FIQ01的一端连接有压力变送器PT01，所述流量计FIQ01的另一端连接有温度变送器TT01。
[0011]本专利技术中，天然气计量组件的设置，一方面用于独立支路天然气的计量，另一方面用于主调节阀PV01的流量调节。
[0012]作为优选，所述旁通支路的一端连接于所述安全切断阀SSV的另一端，所述旁通支路的另一端连接于所述温度变送器TT04的另一端，所述旁通支路包括用于泄压的气动球阀AOV。
[0013]本专利技术中，气动球阀AOV用于安全切断阀SSV关闭后将主支路中的天然气进行泄压，防止透平机机组飞车。
[0014]作为优选，所述轴承气支路包括止回阀CHV01，所述止回阀CHV01连接有缓冲罐，所述缓冲罐的另一端连接有高效过滤器GF02，所述高效过滤器GF02并联有差压变送器PDT02，所述差压变送器PDT02的另一端连接有调节阀PV03，所述调节阀PV03并联有高频电磁阀SOV，所述调节阀PV03的另一端连接有相互串联的压力变送器PT05和压力变送器PT06，所述压力变送器PT06的另一端连接于所述透平机。
[0015]本专利技术中，设置高效过滤器GF02和差压变送器PDT02，主要的作用是对轴承气供气前进行二次过滤；设置缓冲罐及止回阀CHV01，主要为保证在安全切断阀SSV起跳后透平机由额定转速堕走至停机时气浮轴承所需要的轴承气；设置调节阀PV03和高频电磁阀SOV，两者联合作用，并结合冷却气支路的调节阀PV04，通过快、慢调节相结合的方式保证轴承气的供气稳定和维持透平机的B口与C1口\C2口间的差压恒定；还设置有压力变送器PT05和压力变送器PT06，做二取二，并与冷却气支路上的两个压力变送器综合计算轴承气压差。
[0016]作为优选，所述冷却气支路包括流量计FIQ02，所述流量计FIQ02的一端连接有压力变送器PT02，所述流量计FIQ02的另一端连接有温度变送器TT02，所述温度变送器TT02的
另一端连接有温度变送器TT05，所述温度变送器TT05的另一端连接有调节阀PV04，所述调节阀PV04的另一端连接于所述温度变送器TT04的另一端。
[0017]本专利技术中，冷却气支路设置流量计FIQ02、调节阀PV04和温度变送器TT05，一是用于调节膨胀机冷却气流量，保证腔内温度在一个恒定的值；另一方面也用于补偿调节轴承气的压差。
[0018]作为优选，所述透平机包括第一叶轮和第二叶轮，所述第一叶轮和所述第二叶轮的中间内侧设置有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气气浮式差压径向透平发电系统，其特征在于，包括独立支路，所述独立支路包括主支路，所述主支路中设置有透平机，所述主支路并联有旁通支路，所述主支路的前部并联有轴承气支路，所述主支路的后部并联有冷却气支路；所述独立支路的两侧分别设置有原站场支路球阀BV01和原站场支路球阀BV02。2.根据权利要求1所述的一种天然气气浮式差压径向透平发电系统，其特征在于，所述主支路还包括过滤分离器GF01，所述过滤分离器GF01并联有差压变送器PDT01，所述过滤分离器GF01连接有天然气计量组件，所述温度变送器TT01的另一端连接有安全切断阀SSV，所述安全切断阀SSV的另一端连接有压力变送器PT03，所述压力变送器PT03的另一端连接有主调节阀PV01，所述主调节阀PV01并联有主调节阀PV02，所述主调节阀PV01的另一端连接有压力变送器PT04，所述压力变送器PT04连接于所述透平机的入口侧，所述透平机的出口侧连接有压力变送器PT09，所述压力变送器PT09的另一端连接有相互串联的温度变送器TT03和温度变送器TT04，所述温度变送器TT04的另一端连接有止回阀CHV02，所述温度变送器TT04的另一端还连接有电动截止阀ZFV。3.根据权利要求2所述的一种天然气气浮式差压径向透平发电系统，其特征在于，所述天然气计量组件包括流量计FIQ01，所述流量计FIQ01的一端连接有压力变送器PT01，所述流量计FIQ01的另一端连接有温度变送器TT01。4.根据权利要求3所述的一种天然气气浮式差压径向透平发电系统，其特征在于，所述旁通支路的一端连接于所述安全切断阀SSV的另一端，所述旁通支路的另一端连接于所述温度变送器TT04的另一端，所述旁通支路包括用于泄压的气动球阀AOV。5.根据权利要求2所述的一种天然气气浮式差压径向透平发电系统，其特征在于，所述轴承气支路包括止回阀CHV01，所述止回阀CHV01连接有缓冲罐，所述缓冲罐的另一端连接有高效过滤器GF02，所述高效过滤器GF02并联有差压变送器PDT02，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈国良，沈佳园，庞金华，汪审望，俞舟平，杨建华，韩坤，陈迦勒，徐挺，张国民，
申请(专利权)人：浙江浙能天然气运行有限公司浙江福腾流体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：