一种基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统的制作方法

本发明涉及燃气电厂能源利用，具体地，涉及一种基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统。

背景技术：

1、目前天然气调压站技术国际上日趋成熟，但在国内与天然气配套的相关先进工艺技术的运用尚不完备。特别是国内传统的燃气电厂在降压、稳压的工艺流程中能效综合利用率不高。通常情况下，传统的燃气电厂仅根据输配系统及调度的要求进行基本的工艺配置，上游门站采用大流量高压专用管线供应天然气，末端燃机实际需要的燃气工作压力一般较低。客观上具备了大流量、大压差的先决条件，在这一调压过程中蕴存着丰富的能量，由于并没有得到很好的联合利用，导致这部分能量被白白地浪费。

2、现有技术方案无法完全满足上游来气在大流量、大压差波动变化的设计工况条件。特别是在一些项目中，鉴于上游的天然气流量较大，压力变化范围广，或是居民生活及商业用气的不均匀性较大，波峰、波谷的出现，都会影响到燃气轮机运行发电的效率及稳定性。由于缺少调压装置，无法克服供气压力突然的大幅升降扰动，这将导致燃机会在非正常状态下运行，长此以往会缩短设备使用寿命，增加故障停机的风险。

3、目前，传统机械式调压器还不够灵活，无法实现远端控制或集中控制，需要大量人力物力进行维护操作。无法实现实时、精确、可控的调压和满足大流量的可靠输气，智能化控制程度不高。特别是对天然气的压力能和冷能的联合利用方面、燃气轮机持续稳定供气技术尚无类似成熟的案例可借鉴，亟待突破。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，在满足燃气电厂调压站实现降压、稳压的前提下，进一步提升其综合能源利用率，确保系统可靠智能的运行。

2、为解决上述问题，本发明的技术方案为：

3、一种基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，包括入口单元、过滤单元、计量单元、加热单元、能量综合回收单元以及燃机调压单元，所述入口单元接收来自上游的管输天然气，所述过滤单元与所述入口单元串接，用于过滤所接收到的上游管输天然气，所述计量单元与所述过滤单元串接，用于对所接收到的天然气进行计量，所述加热单元与所述计量单元串接，用于对天然气进行加热，所述能量综合回收单元与所述加热单元串接，以实现对天然气富裕的压力能和冷能的回收利用，所述燃机调压单元与所述能量综合回收单元串接，用于对天然气进行调压，以满足下游燃气轮机及其他用气设备的需求。

4、优选地，所述系统还包括智能化控制系统，用于对所述入口单元、过滤单元、计量单元、加热单元、能量综合回收单元以及燃机调压单元进行智能化控制。

5、优选地，所述入口单元由手动隔离阀、esd紧急关断阀、压力传感器和温度传感器依次串接组成。

6、优选地，所述过滤单元由旋风分离单元和过滤分离单元串联而成，所述旋风分离单元由手动隔离阀、esd紧急关断阀、旋风分离器串联而成，接着后再与旁路的esd紧急关断阀并联，所述过滤分离单元由第一过滤分离器、第二过滤分离器及配套的手动隔离阀、esd紧急关断阀对应并联而成。

7、优选地，所述加热单元由第一换热器和第二换热器及配套的esd紧急关断阀、温度传感器并联而成，所述每个换热器设有多个接口，其中余热蒸汽路分别通过温度传感器、流量调节阀、电动截止阀连接至两台换热器的蒸汽入口，换热器的蒸汽泄压口顺次接手动球阀、安全阀，两台换热器的蒸汽出口分别通过电动截止阀、疏水阀相接，经汇总后再串接温度传感器、温度开关、流量开关后接至蒸汽冷凝水路，高温循环水通过温度传感器、流量调节阀、电动截止阀与两台换热器的热水入口分别相接，两台换热器的热水出口分别串接电动截止阀，经汇总后再串接温度传感器、温度开关、流量开关后接至低温循环水路。

8、优选地，所述能量综合回收单元由差压发电机组和空调冷冻水换热单元串联后，再与膨胀机旁路稳压单元并联而成，其中差压发电机组由平透式膨胀机和发电机及并网柜串联而成，所述平透式膨胀机的天然气入口由esd紧急关断阀、作为粗过滤用的锥型过滤器、压力传感器、温度传感器、电动蝶阀依次串接，所述平透式膨胀机的天然气出口由压力传感器、温度传感器、esd紧急关断阀、止回阀依次串接。

9、优选地，所述燃机调压单元由esd紧急关断阀、压力传感器、温度传感器串接后再分为第一降压调压单元和第二降压调压单元，其中，第一降压调压单元为工作支路，依次串接有esd紧急关断阀、压力表、自动切断阀、监控调压器、压力表、工作调压器、压力表、esd紧急关断阀，所述第二降压调压单元为备用支路，依次串接有esd紧急关断阀、压力表、自动切断阀、监控调压器、压力表、工作调压器、压力表、esd紧急关断阀。

10、优选地，所述系统还包括压缩空气储罐，用于将压缩空气经压力管道元件输送至esd紧急关断阀上的气动执行机构，作为阀门启闭的扭矩输出来源。

11、优选地，所述系统还包括集污筒，所述过滤单元在工艺处置中产生的废液经汇总后排放至所述集污筒。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

13、1、本发明在实现降压、稳压的同时，将燃气电厂调压站天然气富裕的压力能和冷能在火力发电过程中同时联合应用，并实现回收利用，提升了综合能源利用率。

14、2、本发明在提升能效的同时还可产生巨大经济效益，采用这种新型的联合发电运行模式，在发电效率上相比原有的提升了近10％，综合发电效率突破了近60％。在提升发电能效后，有利于降低出厂电价的成本，具有明显的价格竞争优势。

15、3、本发明极大降低了厂区在空调换热中产生的能耗费用，进一步提升了天然气的利用附加值，具备明显的示范效应，市场应用前景广阔。

16、4、本发明在系统设计时对存在需要定期维护或关键重要的设备部件，采用了冗余的设计方法互为备用。一旦失效，系统可自动切换至备用路进行工作，不会因设备故障、损坏或检修维护而导致整站停气的风险，可避免下游重要部件受到影响，从而充分保证下游用气设备始终在一个连续稳定的状态下正常运行，进一步提升了系统装备的可靠性。

技术特征：

1.一种基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，其特征在于，所述系统包括入口单元、过滤单元、计量单元、加热单元、能量综合回收单元以及燃机调压单元，所述入口单元接收来自上游的管输天然气，所述过滤单元与所述入口单元串接，用于过滤所接收到的上游管输天然气，所述计量单元与所述过滤单元串接，用于对所接收到的天然气进行计量，所述加热单元与所述计量单元串接，用于对天然气进行加热，所述能量综合回收单元与所述加热单元串接，以实现对天然气富裕的压力能和冷能的回收利用，所述燃机调压单元与所述能量综合回收单元串接，用于对天然气进行调压，以满足下游燃气轮机及其他用气设备的需求。

2.根据权利要求1所述的基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，其特征在于，所述系统还包括智能化控制系统，用于对所述入口单元、过滤单元、计量单元、加热单元、能量综合回收单元以及燃机调压单元进行智能化控制。

3.根据权利要求1所述的基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，其特征在于，所述入口单元由手动隔离阀、esd紧急关断阀、压力传感器和温度传感器依次串接组成。

4.根据权利要求1所述的基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，其特征在于，所述过滤单元由旋风分离单元和过滤分离单元串联而成，所述旋风分离单元由手动隔离阀、esd紧急关断阀、旋风分离器串联而成，接着后再与旁路的esd紧急关断阀并联，所述过滤分离单元由第一过滤分离器、第二过滤分离器及配套的手动隔离阀、esd紧急关断阀对应并联而成。

5.根据权利要求1所述的基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，其特征在于，所述加热单元由第一换热器和第二换热器及配套的esd紧急关断阀、温度传感器并联而成，所述每个换热器设有多个接口，其中余热蒸汽路分别通过温度传感器、流量调节阀、电动截止阀连接至两台换热器的蒸汽入口，换热器的蒸汽泄压口顺次接手动球阀、安全阀，两台换热器的蒸汽出口分别通过电动截止阀、疏水阀相接，经汇总后再串接温度传感器、温度开关、流量开关后接至蒸汽冷凝水路，高温循环水通过温度传感器、流量调节阀、电动截止阀与两台换热器的热水入口分别相接，两台换热器的热水出口分别串接电动截止阀，经汇总后再串接温度传感器、温度开关、流量开关后接至低温循环水路。

6.根据权利要求1所述的基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，其特征在于，所述能量综合回收单元由差压发电机组和空调冷冻水换热单元串联后，再与膨胀机旁路稳压单元并联而成，其中差压发电机组由平透式膨胀机和发电机及并网柜串联而成，所述平透式膨胀机的天然气入口由esd紧急关断阀、作为粗过滤用的锥型过滤器、压力传感器、温度传感器、电动蝶阀依次串接，所述平透式膨胀机的天然气出口由压力传感器、温度传感器、esd紧急关断阀、止回阀依次串接。

7.根据权利要求1所述的基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，其特征在于，所述燃机调压单元由esd紧急关断阀、压力传感器、温度传感器串接后再分为第一降压调压单元和第二降压调压单元，其中，第一降压调压单元为工作支路，依次串接有esd紧急关断阀、压力表、自动切断阀、监控调压器、压力表、工作调压器、压力表、esd紧急关断阀，所述第二降压调压单元为备用支路，依次串接有esd紧急关断阀、压力表、自动切断阀、监控调压器、压力表、工作调压器、压力表、esd紧急关断阀。

8.根据权利要求3-7项中任一项所述的基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，其特征在于，所述系统还包括压缩空气储罐，用于将压缩空气经压力管道元件输送至esd紧急关断阀上的气动执行机构，作为阀门启闭的扭矩输出来源。

9.根据权利要求1所述的基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，其特征在于，所述系统还包括集污筒，所述过滤单元在工艺处置中产生的废液经汇总后排放至所述集污筒。

技术总结本发明提供了一种基于压力能和冷能回收技术的燃气电厂调压站系统，所述系统包括入口单元、过滤单元、计量单元、加热单元、能量综合回收单元以及燃机调压单元，所述入口单元接收来自上游的管输天然气，所述过滤单元与所述入口单元串接，用于过滤所接收到的上游管输天然气，所述计量单元与所述过滤单元串接，用于对所接收到的天然气进行计量，所述加热单元与所述计量单元串接，用于对天然气进行加热，所述能量综合回收单元与所述加热单元串接，以实现对天然气富裕的压力能和冷能的回收利用，所述燃机调压单元与所述能量综合回收单元串接，用于对天然气进行调压，以满足下游燃气轮机及其他用气设备的需求。技术研发人员：魏驰,何若凡,俞梦捷,张炜,田青青受保护的技术使用者：上海飞奥燃气设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/20