基于压力能涡轮发电的综合能源系统技术方案

本发明专利技术公开了基于压力能涡轮发电的综合能源系统，所述综合能源系统设置在高压气体管网和低压气体管网之间，所述综合能源系统包括气体预热系统、发电系统、集成控制系统；所述气体预热系统将高压气体管网输出的高压气体进行预先加热后将其传输至发电系统；所述发电系统将预先加热的高压气体的压力能转化为电能，并将由此产生的低压气体传输至低压气体管网高压气体管网、气体预热系统、发电系统、低压气体管网依次连接；所述集成控制系统分别与气体预热系统、发电系统电连接。本发明专利技术可以有效将压力能资源充分利用的同时成本低廉，并且实现低碳可持续发展以及较高的经济效益与环保效益。益。益。

【技术实现步骤摘要】
基于压力能涡轮发电的综合能源系统


[0001]本专利技术属于新能源
，尤其涉及基于压力能涡轮发电的综合能源系统。

技术介绍

[0002]在油气开采、石化生产及天然气管网运输等行业，均存在有大量的高压气体，当工艺流程变化或接近用户终端时，必须经过减压以达到适宜的使用压力，以确保用户端安全用气。比如：天然气气田的采气初始压力可达10MPa，输气站管线压力4～6MPa，到下游城镇天然气门站的压力降至0.1MPa以下。
[0003]高压气体在被压缩和输送过程中，存在着大量的高压空气压力能。目前，高压管网普遍采用稳压器来实现高压气体减压，通过该装置内部特殊流道形成的局部阻力、进/出口压差、稳压弹簧刚度等的一系列机械物理作用，实现高压空气流量变化时稳定压力的功能。高压气体在物理作用下减压至低压，压力能通过物理减压的方式调节，高压压力能未能得到充分利用，无形中造成了压力能资源的浪费。
[0004]因此，如何能够可以有效将压力能资源充分利用的同时成本低廉，并且实现低碳可持续发展以及较高的经济效益与环保效益，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供基于压力能涡轮发电的综合能源系统，可以有效将压力能资源充分利用的同时成本低廉，并且实现低碳可持续发展以及较高的经济效益与环保效益。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了基于压力能涡轮发电的综合能源系统，所述综合能源系统设置在高压气体管网和低压气体管网之间，所述综合能源系统包括气体预热系统、发电系统、集成控制系统；
[0007]所述气体预热系统将高压气体管网输出的高压气体进行预先加热后将其传输至发电系统；
[0008]所述发电系统将预先加热的高压气体的压力能转化为电能，并将由此产生的低压气体传输至低压气体管网；
[0009]所述集成控制系统用于控制气体预热系统和发电系统的运行；
[0010]所述高压气体管网、气体预热系统、发电系统、低压气体管网依次连接；
[0011]所述集成控制系统分别与气体预热系统、发电系统电连接。
[0012]优选地，所述气体预热系统包括：电加热模块；
[0013]所述发电系统包括：涡轮模块、发电模块、区域电网和并网开关模块；
[0014]所述电加热模块与涡轮模块统通过气体管线连接，所述涡轮模块、发电模块、区域电网模块和并网开关模块依次连接；
[0015]所述并网开关模块将发电系统的电能传输至工业电网。
[0016]优选地，所述气体预热系统还包括：换热模块；
[0017]所述发电系统还包括：化学能发电模块，所述化学能发电模块与低压气体管网通过气体管线连接；
[0018]所述换热模块接收化学能发电模块产生的余热并加热高压气体。
[0019]优选地，所述气体预热系统还包括：机械稳压模块，所述机械稳压模块分别与电加热模块、涡轮发电系统通过气体管线连接。
[0020]优选地，所述气体预热系统还包括：燃气锅炉模块，所述燃气锅炉模块对高压气体进行补充供热。
[0021]优选地，所述发电系统还包括：光伏发电模块、风力发电模块、储能电池模块；
[0022]所述光伏发电模块、风力发电模块、储能电池模块分别与区域电网电连接。
[0023]优选地，所述涡轮模块与发电模块一体化设置。
[0024]优选地，所述集成控制系统包括：手动控制模块、远程遥控模块、中央控制器；
[0025]所述中央控制器分别与手动控制模块、远程遥控模块连接，所述中央控制器控制气体预热系统和发电系统的运行。
[0026]优选地，所述中央控制器通过监控综合能源系统中各系统信息，根据预设的数学模型控制发电系统向工业电网提供电能。
[0027]本专利技术具有以下有益效果：
[0028](1)本专利技术采用气体预热系统和涡轮发电系统可以将气体的压力能转换为电能，发电过程不需燃料消耗，无污染排放，实现零碳清洁发电，并且充分利用了压力能资源；
[0029](2)本专利技术采用新能源发电系统可以将空间地理资源转化为清洁能源，提高综合能源系统的供电能力和综合效益，并且新能源发电系统和涡轮发电系统采用多能互补分布式能源技术，实现多种电源的匹配变换、协调运行及分配调度，在满足综合能源系统自供电的同时，还可向工业电网输出清洁电能，实现多能互补，提高发电量及减碳综合效益；
[0030](3)本专利技术采用集成控制系统可以针对气、电、热、压等多元系统，采用传感器、数字化、信息化技术及集成控制智能，完成对综合能源系统各部件的状态监测、信息采集、模型分析计算及运行指令给定，实现综合能源系统的高效、可靠、安全运行，并设置远程遥控方式，提高综合能源系统的自动化智能化技术水平；
[0031](4)本专利技术采用机械稳压模块可以在涡轮发电系统故障不能正常发电减压时，切换至减压模式，让高压气体经机械稳压模块进入低压管道，维持管网系统正常运行，大大提高了综合能源系统的可靠性、安全性。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本专利技术所公开的基于压力能涡轮发电的综合能源系统的结构示意图；
[0034]其中：
[0035]1燃气锅炉模块；2换热模块；3电加热模块；4机械稳压模块；5涡轮模块；6发电模块；7区域电网；8化学能发电模块；9光伏发电模块；10风力发电模块；11储能电池模块；12并
网开关模块；13手动控制模块；14远程遥控模块；15中央控制器；16工业电网；17高压气体管网；18低压气体管网。
具体实施方式
[0036]本专利技术的核心在于提供基于压力能涡轮发电的综合能源系统，可以有效将压力能资源充分利用的同时成本低廉，并且实现低碳可持续发展以及较高的经济效益与环保效益。
[0037]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。
[0038]本专利技术实施例中基于压力能涡轮发电的综合能源系统可以应用于以下两种情况：
[0039]1)高压气体管网，尤其是适用于天然气高压、中压管网体系，将高压空气压力能及空间地理资源转换为清洁绿色能源，提升管网运营经济效益，实现低碳可持续发展，
[0040]2)天然气田开采，通常气田初始压力高于10MPa以上，压力能储量更加丰实，采用该系统可充分回收压力能，降低气田开采能耗，经济效益与环保效益显著。
[0041]本领域技术人员能够理解，综合能源本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于压力能涡轮发电的综合能源系统，其特征在于，所述综合能源系统设置在高压气体管网和低压气体管网之间，所述综合能源系统包括气体预热系统、发电系统、集成控制系统；所述气体预热系统将高压气体管网输出的高压气体进行预先加热后将其传输至发电系统；所述发电系统将预先加热的高压气体的压力能转化为电能，并将由此产生的低压气体传输至低压气体管网；所述集成控制系统用于控制气体预热系统和发电系统的运行；所述高压气体管网、气体预热系统、发电系统、低压气体管网依次连接；所述集成控制系统分别与气体预热系统、发电系统电连接。2.根据权利要求1所述的基于压力能涡轮发电的综合能源系统，其特征在于，所述气体预热系统包括：电加热模块；所述发电系统包括：涡轮模块、发电模块、区域电网和并网开关模块；所述电加热模块与涡轮模块统通过气体管线连接，所述涡轮模块、发电模块、区域电网模块和并网开关模块依次连接；所述并网开关模块将发电系统的电能传输至工业电网。3.根据权利要求2所述的基于压力能涡轮发电的综合能源系统，其特征在于，所述气体预热系统还包括：换热模块；所述发电系统还包括：化学能发电模块，所述化学能发电模块与低压气体管网通过气体管线连接；所述换热模块接收化学能发电模块产生的余热...

【专利技术属性】
技术研发人员：程卫东，侯靖波，顾维伟，宋贵良，
申请(专利权)人：上海成曜新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：