一种天然气压力能的磁传动发电系统及发电方法与流程

本发明涉及燃气，尤其是涉及一种天然气压力能的磁传动发电系统及发电方法。

背景技术：

1、在燃气行业在不断发展的同时，对管网的信息化及智能化的全面监控需求也极为迫切。在数字化管网的建设过程中，电力供给是关键环节之一。目前电力供给方式主要采用市电拉网的形式，但拉网程序复杂且费用高昂。各个调压站或城市小区调压箱柜的电力来源一直是燃气公司难以完美解决的问题。若采用太阳能或风能发电技术则会受到多种条件的制约，不仅占地面积大，还受到环境等影响；若采用电池组供电则需定期更换电池管理较为繁琐，持续性差且费用较高。而将管网压力能就地发电供仪表使用是一种切实可行的方案。传统压力能利用装置占地面积太大且需工作人员操作，不普遍适用于为仪表供电。故研究开发一种智能发电调压箱供电装置不仅可为管网的数字化建设解决基础电力供应问题、占地面积小，同时降低燃气公司的运营成本、提高安全监控程度。

2、中国专利申请cn114087533a公布了一种小微型天然气压力能发电测试平台。该发明既能够通过测试全方位分析发电设备，诊断出设计问题和运行故障并及时做出改进；还可借助测试实现发电设备运行区间的最优化选。但该发明中采用流体马达作为膨胀设备，而天然气由于其易燃易爆性质，对马达的密封性要求极高，设备造价昂贵且存在泄露风险。

3、中国专利申请cn108729960a公布了一种用于天然气压力能发电的双叶轮及发电装置。该发明具有结构简单、成本低廉、制备容易、使用方便的优点。但该发明发电机放置于天然气管道内，需要采用防爆型发电机，同时电力输出存在一定困难，一样存在泄露风险。

4、中国专利申请cn104989459a公布了一种智能化天然气管网压力能发电装置及其控制方法。该发明不仅实现了储电系统与发电系统的综合高效利用，还可实现站场无人操作，节约了大量的人力，保障站厂人员的安全。但该发明所采用的流体马达要求极高，其密封性必须达到要求，这也造成了马达的精密化程度高，设备成本较高。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种安全性高、生产成本低的天然气压力能的磁传动发电系统及发电方法。

2、为实现上述目的，本发明提供的方案为：一种天然气压力能的磁传动发电系统，包括第四开关阀、第一电磁阀、发电机构、温度传感器、第二压力传感器、第五开关阀，所述第四开关阀连接第一电磁阀，所述第一电磁阀连接发电机构，所述发电机构连接温度传感器，所述温度传感器连接第二压力传感器，所述第二压力传感器连接第五开关阀。

3、本发明的有益效果为：投资成本低，本发明通过采用第四开关阀、第一电磁阀、发电机构、温度传感器、第二压力传感器、第五开关阀，利用天然气的输入，输送至发电机构后，通过天然气的流动实现发电，然后通过温度传感器、第二压力传感器，实时检测发电使用后的天然气情况，若出现故障时，可及时通过第一电磁阀关闭燃气的输出，确保发电过程的安全性，整体安全性高。

4、进一步地，还包括第一导气管、第二导气管，所述第四开关阀与第一电磁阀沿天然气输送方法依次设置于第一导气管上，所述温度传感器、第二压力传感器、第五开关阀沿天然气输送方法依次设置于第二导气管上。

5、进一步地，所述发电机构包括发电装置、发电机、联轴器，所述发电装置的进气口连接第一导气管，所述发电装置的出气口连接第二导气管，所述发电装置的输出轴通过联轴器连接发电机的输入轴。本发明通过采用上述结构后，通过天然气的流动，实现发电。

6、进一步地，所述发电机构还包括保护罩，所述保护罩用于包裹发电装置。本发明通过采用上述结构后，将发电装置设置于保护罩内，通过联轴器将动能外输带动发电机发电，可保障设备安全无泄漏。

7、进一步地，所述发电装置为流体马达或叶轮或涡轮。本发明采用上述结构后，采用涡轮或叶轮进行发电，整体成本大幅降低。

8、进一步地，还包括调压系统，所述调压系统包括第一压力传感器、第一开关阀、过滤器、调压阀、第三开关阀、流量计，所述第一压力传感器、第一开关阀、过滤器依次连接，所述调压阀、第三开关阀、流量计依次连接。

9、进一步地，还包括第二开关阀，所述过滤器分别连接第二开关阀与第四开关阀，所述第二开关阀与第五开关阀共同连接调压阀。本发明采用上述结构后，输出前对天然气进行调压。

10、进一步地，还包括第二电磁阀、第三导气管，所述第二电磁阀设置于第三导气管上，所述第三导气管分别连接第一导气管与第二导气管，其中，所述第三导气管与第一导气管之间的连接处位于第四开关阀与第一电磁阀之间，所述第三导气管与第二导气管之间的连接处位于第二压力传感器与第五开关阀之间。

11、本发明还包括天然气压力能的磁传动发电方法，包括以下步骤：

12、s1.打开第一开关阀、第二开关阀、第四开关阀，天然气经第一压力传感器、第一开关阀后进入过滤器，然后一部分天然气进入第二开关阀，另一部分天然气进入第四开关阀；

13、s2.步骤s1中进入第二开关阀的天然气，通过第二开关阀后，进入调压阀；

14、s3.步骤s1中通过第四开关阀的天然气，通过第四开关阀，然后天然气经第一电磁阀，进入发电装置；

15、s4.步骤s3中天然气通过发电装置后，天然气依次经温度传感器、第二压力传感器、第五开关阀后进入调压阀，发电装置通过联轴器带动发电机发电；

16、s5.步骤s2、s4中的天然气进入调压阀后，调压阀对天然气进行调压，然后依次经第三开关阀、流量计后输出。本发明的发电方法简单易控制，整体仅采用两个压力传感器、一个温度传感器及两个电磁阀进行系统控制，控制系统简单可行，操作简便，安全性强，生产成本低，同时本发明采用一种无油结构、无冷媒、体积小的发电装置，膨胀发电后，对管网不产生任何工质的影响。

17、进一步地，步骤s4中，当温度传感器监测到天然气温度低于设定值或第二压力传感器监测到天然气压力低于设定值时，自控关闭第一电磁阀，并打开第二电磁阀，天然气经第四开关阀、第二电磁阀、第五开关阀后，进入调压阀。本发明采用上述结构后，确保整体安全性。

技术特征：

1.一种天然气压力能的磁传动发电系统，包括第四开关阀（11）、第一电磁阀（12）、发电机构、温度传感器（14）、第二压力传感器（15）、第五开关阀（16），其特征在于：所述第四开关阀（11）连接第一电磁阀（12），所述第一电磁阀（12）连接发电机构，所述发电机构连接温度传感器（14），所述温度传感器（14）连接第二压力传感器（15），所述第二压力传感器（15）连接第五开关阀（16）。

2.根据权利要求1所述的一种天然气压力能的磁传动发电系统，其特征在于：还包括第一导气管（17）、第二导气管（18），所述第四开关阀（11）与第一电磁阀（12）沿天然气输送方法依次设置于第一导气管（17）上，所述温度传感器（14）、第二压力传感器（15）、第五开关阀（16）沿天然气输送方法依次设置于第二导气管（18）上。

3.根据权利要求2所述的一种天然气压力能的磁传动发电系统，其特征在于：所述发电机构包括发电装置（131）、发电机（133）、联轴器（132），所述发电装置（131）的进气口连接第一导气管（17），所述发电装置（131）的出气口连接第二导气管（18），所述发电装置（131）的输出轴通过联轴器（132）连接发电机（133）的输入轴。

4.根据权利要求3所述的一种天然气压力能的磁传动发电系统，其特征在于：所述发电机构还包括保护罩（134），所述保护罩（134）用于包裹发电装置（131）。

5.根据权利要求4所述的一种天然气压力能的磁传动发电系统，其特征在于：所述发电装置（131）为流体马达或叶轮或涡轮。

6.根据权利要求5所述的一种天然气压力能的磁传动发电系统，其特征在于：还包括调压系统，所述调压系统包括第一压力传感器（21）、第一开关阀（22）、过滤器（23）、调压阀（24）、第三开关阀（25）、流量计（26），所述第一压力传感器（21）、第一开关阀（22）、过滤器（23）依次连接，所述调压阀（24）、第三开关阀（25）、流量计（26）依次连接。

7.根据权利要求6所述的一种天然气压力能的磁传动发电系统，其特征在于：还包括第二开关阀（33），所述过滤器（23）分别连接第二开关阀（33）与第四开关阀（11），所述第二开关阀（33）与第五开关阀（16）共同连接调压阀（24）。

8.根据权利要求7所述的一种天然气压力能的磁传动发电系统，其特征在于：还包括第二电磁阀（31）、第三导气管（32），所述第二电磁阀（31）设置于第三导气管（32）上，所述第三导气管（32）分别连接第一导气管（17）与第二导气管（18），其中，所述第三导气管（32）与第一导气管（17）之间的连接处位于第四开关阀（11）与第一电磁阀（12）之间，所述第三导气管（32）与第二导气管（18）之间的连接处位于第二压力传感器（15）与第五开关阀（16）之间。

9.一种如权利要求8所述的天然气压力能的磁传动发电方法，其特征在于：包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种天然气压力能的磁传动发电方法，其特征在于：步骤s4中，当温度传感器（14）监测到天然气温度低于设定值或第二压力传感器（15）监测到天然气压力低于设定值时，自控关闭第一电磁阀（12），并打开第二电磁阀（31），天然气经第四开关阀（11）、第二电磁阀（31）、第五开关阀（16）后，进入调压阀（24）。

技术总结本发明公开了一种天然气压力能的磁传动发电系统及发电方法，其中发电系统包括第四开关阀、第一电磁阀、发电机构、温度传感器、第二压力传感器、第五开关阀，所述第四开关阀连接第一电磁阀，所述第一电磁阀连接发电机构，所述发电机构连接温度传感器，所述温度传感器连接第二压力传感器，所述第二压力传感器连接第五开关阀；本发明通过采用第四开关阀、第一电磁阀、发电机构、温度传感器、第二压力传感器、第五开关阀，利用天然气的输入，输送至发电机构后，通过天然气的流动实现发电，然后通过温度传感器、第二压力传感器，实时检测发电使用后的天然气情况，若出现故障时，可及时通过第一电磁阀关闭燃气的输出，确保发电过程的安全性。技术研发人员：程峰,邓枝成,何玉媚,叶城俊,潘兆燊,高通,陈新平,曾金发受保护的技术使用者：佛山市三水能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30