管道燃气输气站的燃气处理系统技术方案

一种管道燃气输气站的燃气处理系统，其包括涡轮膨胀机和发电机。所述涡轮膨胀机包括燃气入口和燃气出口，所述燃气入口用于接收来自燃气管道的上游来气，所述上游来气在所述涡轮膨胀机中膨胀降压之后从所述燃气出口输出。所述发电机与所述涡轮膨胀机连接，其中当管道燃气通过所述涡轮膨胀机驱动所述涡轮膨胀机旋转时，所述涡轮膨胀机驱动所述发电机进行发电。其中，所述发电机产生的电力可供其它设备使用，例如可以为一个加热器提供能量以对将管道内的燃气进行加热。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及管道燃气输送技术，特别是涉及管道燃气输气站的燃气处理系统。
技术介绍
管道燃气输送是将油气井采出的天然气通过与油气井相连接的各种管道及相应的设施、设备网络输送到不同地区的不同用户。一个完整的管道燃气输送系统从油气井到用户之间设置多个输气站。输气站的主要功能包括除尘分离、调压、净化、计量、清管、加热等等功能。其中调压的目的是保证输入、输出的气体具有所需的压力和流量。而加热是对管道内气体进行加热，提高气体温度，防止燃气中烃与水形成水合物而堵塞管道设备，影响输气生产。目前普遍使用的调压器是以各种阀门为核心的调压结构。而加热系统采用水套式加热炉。从输气管引出的燃气作为加热炉的燃料。这种方式会耗费所传输的燃气。
技术实现思路
有鉴于此，本文提出一种管道燃气输气站的燃气处理系统，其能够更好地实现上述一种或多种功能。另外，本文也提出了一种管道燃气输气站的燃气处理系统，其能够实现一种在输气过程中产生电能的新方式。本文提出的管道燃气输气站的燃气处理系统包括涡轮膨胀机、压力传感器和控制器。所述涡轮膨胀机包括燃气入口和燃气出口。燃气入口用于接收来自燃气管道的上游来气，上游来气在所述涡轮膨胀机中膨胀降压之后从所述燃气出口输出。其中，涡轮膨胀机的喷嘴环为可变截面喷嘴环。压力传感器设置在所述燃气出口下游，用于检测从所述燃气出口输出的管道燃气的压力。控制器与压力传感器电性连接并根据所述压力传感器的压力检测结果控制所述可变截面喷嘴环的通流面积以将从所述燃气出口输出的管道燃气的压力维持在预定值。在一个实施例中，所述燃气处理系统还包括与所述涡轮膨胀机连接的发电机，其中当所述管道燃气流过所述涡轮膨胀机驱动所述涡轮膨胀机旋转时，所述涡轮膨胀机驱动所述发电机进行发电。其中，所述发电机可以为永磁发电机。在一个实施例中，所述燃气处理系统还包括温控装置以将管道燃气的温度维持在预定值，其中所述发电机发出的电力为所述温控装置提供用以加热的能量。本文另提供一种管道燃气输气站的燃气处理系统，其包括涡轮膨胀机和发电机。所述涡轮膨胀机包括燃气入口和燃气出口，所述燃气入口用于接收来自燃气管道的上游来气，所述上游来气在所述涡轮膨胀机中膨胀降压之后从所述燃气出口输出。所述发电机与所述涡轮膨胀机连接，其中当管道燃气通过所述涡轮膨胀机驱动所述涡轮膨胀机旋转时，所述涡轮膨胀机驱动所述发电机进行发电。其中，所述发电机产生的电力可供其它设备使用，例如可以为一个加热器提供能量以对将管道内的燃气进行加热。本文还提供一种管道燃气输气站的燃气处理系统。所述输气站包括来气接收部和多个燃气出站部，而所述燃气处理系统设置在所述来气接收部和至少其中一个燃气出站部之间。所述燃气处理系统包括涡轮膨胀机、压力传感器、温度传感器、加热器和控制器。所述涡轮膨胀机包括燃气入口和燃气出口，所述燃气入口用于接收流过所述来气接收部的上游来气，所述上游来气在所述涡轮膨胀机中膨胀降压之后从所述燃气出口输向所述至少其中一个燃气出站部。所述压力传感器设置在所述燃气出口下游，用于检测从所述燃气出口输出的管道燃气的压力。所述温度传感器用于检测管道内传输的燃气的温度。所述加热器用于加热所述管道内传输的燃气。所述控制器与所述压力传感器和温度传感器电性连接用于接收对应的检测结果，并根据所述压力传感器的压力检测结果控制所述涡轮膨胀机的操作以将从所述燃气出口输出的燃气的压力维持在预定值，以及根据所述温度传感器的温度检测结果控制所述加热器对所述管道内的燃气进行加热的操作。在一个实施例中，所述涡轮膨胀机的数量可以为多个，这些涡轮膨胀机并列设置并根据下游的用气量大小选择性地开启。综上所述，本文讨论了一种管道燃气输气站的燃气处理系统。该燃气处理系统采用涡轮膨胀机来对管道燃气进行调压。在一个实施例中，该涡轮膨胀机的喷嘴环为可变截面喷嘴环，通过改变可变截面喷嘴环的通流面积，即可控制调压后的燃气压力。在另一个实施例中，该燃气处理系统还包括与涡轮膨胀机连接的发电机。这样，发电机产生的电力可供其它设备使用。例如可以供加热器使用以对管道燃气进行加热，无需耗费管道内的燃气，节省了能源。同时，本系统也实现了一种在输气过程中产生电能的新方式。附图说明图1为一个管道燃气输气站的简化示意图。图2是一种管道燃气输气站的燃气处理系统的示意图。图3是一种利用永磁发电机来发电的示意图。图4是一种管道燃气输气站的燃气处理系统的方框示意图。其中:10、来气接收部；12、燃气出站部；14、燃气处理系统；16、备用燃气处理系统；20、涡轮膨胀机；26、可变截面喷嘴环；28、涡轮部；30、压力传感器；32、加热器；34、温度传感器；36、发电机；40、电力处理单元；50、控制器；52、显示装置和/或输入装置。具体实施例方式在详细描述实施例之前，应该理解的是，本专利技术不限于本申请中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本专利技术可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本专利技术并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。图1为一种管道燃气输气站的简化示意图。输气站包括来气接收部10和多个燃气出站部12。来气接收部10与每个燃气出站部12之间设有燃气处理系统14。燃气处理系统14将上游来气进行各种处理后，通过对应的燃气出站部向下游输气，例如输往其它输气支线或者其它用户。如图1所示，输气站将上游来气利用多条输气线路向下游进行分配。每条输气线路除了包括正常使用的燃气处理系统14外，还包括有备用燃气处理系统16。当正常使用的燃气处理系统14出现故障或者需要检修时，备用燃气处理系统16将开启投入使用。根据输气站在整个管道传输中所处的位置，燃气处理系统14 一般包括分离、计量、加热、调压、排污、放空、紧急截断、清管、配气等其中部分或全部子系统。需要指出的是，分离、计量、排污、放空、紧急截断、清管、配气系统等都不是本文所要介绍的重点，因此不在本文作进一步的介绍。图2是一种管道燃气传输的燃气处理系统的示意图。该燃气处理系统设置在来气接收部10与其中一个燃气出站部12之间。如前所述，燃气处理系统的其中一些子系统，比如分离、计量、排污、放空、紧急截断、清管、配气系统，没有在此画出，也不作进一步讨论。该燃气处理系统包括涡轮膨胀机20。涡轮膨胀机20包括燃气入口 22和燃气出口24。燃气入口 22用于从来气接收部10接收燃气管道的上游来气。上游来气在涡轮膨胀机20中膨胀降压之后从燃气出口 24向下游输送。为了满足管道传输的燃气压力要求，经涡轮膨胀机膨胀降压的燃气的压力需要维持在预定值。根据输气站在整个管道传输中的不同位置，在此所述的预定值是不同的。例如，燃气压力可以从IOMpa降压至4MPa、从4MPa降压至2.5MPa或从2.5MPa降压至1.6MPa,并可在一定范围内浮动。应当理解的是，在一些输气站，经过调压的燃气压力可以维持在其它预定值。在图2的实施例中，这种预定燃气压力的维持是利用涡轮膨胀机自身的操作来实现的。具体而言，涡轮膨胀机包括可变截面喷嘴环26 (即，静叶)和涡轮部28 (S卩，动叶)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管道燃气输气站的燃气处理系统，其特征在于，所述燃气处理系统包括：涡轮膨胀机，所述涡轮膨胀机包括燃气入口和燃气出口，所述燃气入口用于接收来自燃气管道的上游来气，所述上游来气在所述涡轮膨胀机中膨胀降压之后从所述燃气出口输出，其中所述涡轮膨胀机的喷嘴环为可变截面喷嘴环；压力传感器，所述压力传感器设置在所述燃气出口下游，用于检测从所述燃气出口输出的管道燃气的压力；以及控制器，所述控制器与所述压力传感器电性连接并根据所述压力传感器的压力检测结果控制所述可变截面喷嘴环的通流面积以将从所述燃气出口输出的管道燃气的压力维持在预定值。

【技术特征摘要】
1.一种管道燃气输气站的燃气处理系统，其特征在于，所述燃气处理系统包括: 涡轮膨胀机，所述涡轮膨胀机包括燃气入口和燃气出口，所述燃气入口用于接收来自燃气管道的上游来气，所述上游来气在所述涡轮膨胀机中膨胀降压之后从所述燃气出口输出，其中所述涡轮膨胀机的喷嘴环为可变截面喷嘴环； 压力传感器，所述压力传感器设置在所述燃气出口下游，用于检测从所述燃气出口输出的管道燃气的压力；以及 控制器，所述控制器与所述压力传感器电性连接并根据所述压力传感器的压力检测结果控制所述可变截面喷嘴环的通流面积以将从所述燃气出口输出的管道燃气的压力维持在预定值。2.如权利要求1所述的管道燃气输气站的燃气处理系统，其特征在于，所述燃气处理系统还包括与所述涡轮膨胀机连接的发电机，其中当所述管道燃气流过所述涡轮膨胀机驱动所述涡轮膨胀机旋转时，所述涡轮膨胀机驱动所述发电机进行发电。3.如权利要求2所述的管道燃气输气站的燃气处理系统，其特征在于，所述发电机为永磁发电机。4.如权利要求2所述的管道燃气输气站的燃气处理系统，其特征在于，所述燃气处理系统还包括温控装置以将管道燃气的温度维持在预定值，其中所述发电机发出的电力为所述温控装置提供用以加热的能量。5.一种管道燃气输 气站的燃气处理系统，其特征在于，所述燃气处理系统包括: 涡轮膨胀机，所述涡轮膨胀机包括燃气入口和燃气出口，所述燃气入口用于接收来自燃气管道的上游来气，所述上游来气在所述涡轮膨胀机中膨胀降压之后从所述燃气出口输出；以及 发电机，所述发电机与所述涡轮膨胀机连接，其中当管道燃气通过所述涡轮膨胀机驱动所述涡轮膨胀机旋转时，所述涡轮膨胀机驱动所述发电机进行发电。6.如权利要求5所述的管道燃气输气站的燃气处理系统，其特征在于，所述燃气处理系统还包括加热器，所述加热器设置在所述燃气入口之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：王崎文，
申请(专利权)人：深圳智慧能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44