天然气发电系统和天然气发电方法与流程

本技术涉及油气，特别涉及一种天然气发电系统和天然气发电方法。

背景技术：

1、地下储气库是将管道输送的中高压天然气经压缩机增压后，注入地下容器而形成的一种人工气田或气藏。由于管道中天然气压力并非一直稳定不变，因此，当管道中天然气压力大于压缩机进口的工作压力时，需要将管道中天然气压力降至压缩机进口的工作压力。这种工况下，可以通过发电系统回收利用管道中天然气压力与压缩机进口的工作压力之间的压差，而发电系统在利用该压差发电后可以并入电网供用户使用，从而满足用户用电需求。

2、相关技术中，发电系统适应的工况范围比较窄，当现场工况超出发电系统的承受范围，例如，天然气压力与压缩机进口的工作压力之间的压差较大或者天然气流量较大时，发电系统则无法正常工作。

3、因此，如何使发电系统适应不同工况，解决压差过大、流量过大不适宜发电的问题，成为了本领域人员的一个研究重点。

技术实现思路

1、本技术提供了一种天然气发电系统和天然气发电方法，可以使发电系统适应不同工况，解决压差过大、流量过大不适宜发电的问题。所述技术方案如下：

2、一方面，提供了一种天然气发电系统，所述系统包括：第一控制阀、膨胀机、发电机组、第一输送管道、降压系统和分流系统；

3、所述第一输送管道与所述第一控制阀的第一端连接，所述第一控制阀的第二端与所述膨胀机的第一端连接，所述膨胀机的第二端与所述发电机组连接，所述膨胀机的第三端与压缩机的入口连接；

4、所述分流系统的第一端与所述第一输送管道连接，所述分流系统的第二端与所述压缩机的入口连接；

5、所述降压系统的第一端与所述第一输送管道连接，所述降压系统的第二端与所述膨胀机的第一端连接；

6、所述第一控制阀，用于将所述第一输送管道中的天然气输送至所述膨胀机；

7、所述降压系统，用于在所述膨胀机进口处的天然气压力大于第一压力的情况下，对所述天然气进行降压，并将降压后的天然气输送至所述膨胀机；

8、所述膨胀机，用于对所述降压后的天然气再次进行降压，将再次降压后的天然气输送至所述压缩机中进行压缩，且在再次降压过程中带动所述发电机组进行发电；

9、所述分流系统，用于在所述膨胀机进口处的天然气流量大于第一流量的情况下，对所述天然气进行分流，并将分流后的第一部分天然气输送至所述压缩机中进行压缩以及将第二部分天然气输送至所述膨胀机中进行降压；

10、所述膨胀机，还用于对所述第二部分天然气进行降压，并将降压后的天然气输送至所述压缩机中进行压缩，且在降压过程中带动所述发电机组进行发电。

11、在一种可能的实现方式中，所述分流系统包括：第二控制阀和第一分流阀；

12、所述第二控制阀的第一端与所述第一输送管道连接，所述第二控制阀的第二端与所述第一分流阀的第一端连接，所述第一分流阀的第二端与所述压缩机的入口连接；

13、所述第二控制阀，用于在所述膨胀机进口处的天然气流量大于所述第一流量的情况下，从闭合状态切换至开启状态；

14、所述第一分流阀，用于在所述第二控制阀切换至开启状态的情况下，对所述天然气进行分流，并将分流后的第一部分天然气输送至所述压缩机中进行压缩以及将第二部分天然气输送至所述膨胀机中进行降压。

15、在另一种可能的实现方式中，所述系统还包括：第三控制阀；

16、所述第三控制阀的第一端与所述第二控制阀的第二端连接，所述第三控制阀的第二端与所述压缩机连接；

17、所述第一控制阀，用于在所述第一输送管道中天然气压力不大于所述压缩机进口压力的情况下，从开启状态切换至关闭状态；

18、所述第三控制阀，用于在所述第一输送管道中天然气压力不大于所述压缩机进口压力的情况下，从关闭状态切换至开启状态；在开启状态下，将所述天然气输送至所述压缩机中进行压缩。

19、在另一种可能的实现方式中，所述降压系统包括：第四控制阀和第一减压阀；

20、所述第四控制阀的第一端与所述第一输送管道连接，所述第四控制阀的第二端与所述第一减压阀的第一端连接，所述第一减压阀的第二端与所述膨胀机的第一端连接；

21、所述第四控制阀，用于在所述膨胀机进口处的天然气压力大于所述第一压力的情况下，从闭合状态切换至开启状态；

22、所述第一减压阀，用于在所述第四控制阀切换至开启状态的情况下，对所述天然气进行降压，并将降压后的天然气输送至所述膨胀机。

23、在另一种可能的实现方式中，所述系统还包括：换热器；

24、所述换热器的第一端与所述第一控制阀连接，所述换热器的第二端与所述膨胀机的第一端连接，所述换热器的第三端与所述压缩机的出口连接；

25、所述第一控制阀，用于将所述天然气输送至所述换热器；

26、所述换热器，用于将所述压缩机出口的天然气产生的热量传递给所述换热器中的天然气，并将温度升高后的天然气输送至所述膨胀机。

27、在另一种可能的实现方式中，所述分流系统，还用于在所述膨胀机和所述发电机组停止运行的情况下，对所述天然气进行降压，并将降压后的天然气输送至所述压缩机中进行压缩。

28、在另一种可能的实现方式中，所述系统还包括：第一压力传感器和第一流量计；

29、所述第一压力传感器和所述第一流量计设置在所述第一控制阀和所述膨胀机之间；

30、所述第一压力传感器，用于检测所述膨胀机进口处的天然气压力；

31、所述第一流量计，用于检测所述膨胀机进口处的天然气流量。

32、另一方面，提供了一种天然气发电方法，所述方法包括：

33、通过第一控制阀将第一输送管道中的天然气输送至膨胀机；

34、在所述膨胀机进口处的天然气压力大于第一压力的情况下，通过降压系统对所述天然气进行降压，并将降压后的天然气输送至所述膨胀机；

35、通过所述膨胀机对所述降压后的天然气再次进行降压，将再次降压后的天然气输送至压缩机中进行压缩，且在降压过程中带动发电机组进行发电；

36、在所述膨胀机进口处的天然气流量大于第一流量的情况下，通过分流系统对所述天然气进行分流，并将分流后的第一部分天然气输送至所述压缩机中进行压缩以及将第二部分天然气输送至所述膨胀机中进行降压；

37、通过所述膨胀机对所述第二部分天然气进行降压，并将降压后的天然气输送至所述压缩机中进行压缩，且在降压过程中带动所述发电机组进行发电。

38、在一种可能的实现方式中，所述分流系统包括：第二控制阀和第一分流阀；

39、所述在所述膨胀机进口处的天然气流量大于第一流量的情况下，通过分流系统对所述天然气进行分流，并将分流后的第一部分天然气输送至所述压缩机中进行压缩以及将第二部分天然气输送至所述膨胀机中进行降压，包括：

40、在所述膨胀机进口处的天然气流量大于所述第一流量的情况下，将所述第二控制阀从闭合状态切换至开启状态；

41、在所述第二控制阀切换至开启状态的情况下，通过所述第一分流阀对所述天然气进行分流，并将分流后的第一部分天然气输送至所述压缩机中进行压缩以及将第二部分天然气输送至所述膨胀机中进行降压。

42、在另一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

43、在所述第一输送管道中天然气压力不大于所述压缩机进口压力的情况下，将所述第一控制阀从开启状态切换至关闭状态，将第三控制阀从关闭状态切换至开启状态；

44、在所述第三控制阀处于开启状态下，将所述天然气输送至所述压缩机中进行压缩。

45、在另一种可能的实现方式中，所述降压系统包括：第四控制阀和第一减压阀；

46、所述在所述膨胀机进口处的天然气压力大于第一压力的情况下，通过降压系统对所述天然气进行降压，并将降压后的天然气输送至所述膨胀机，包括：

47、在所述膨胀机进口处的天然气压力大于所述第一压力的情况下，将所述第四控制阀从闭合状态切换至开启状态；

48、在所述第四控制阀切换至开启状态的情况下，通过所述第一减压阀对所述天然气进行降压，并将降压后的天然气输送至所述膨胀机。

49、在另一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

50、通过所述第一控制阀将所述天然气输送至换热器；

51、通过所述换热器将所述压缩机出口的天然气产生的热量传递给所述换热器中的天然气，并将温度升高后的天然气输送至所述膨胀机。

52、在另一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

53、在所述膨胀机和所述发电机组停止运行的情况下，通过所述分流系统对所述天然气进行降压，并将降压后的天然气输送至所述压缩机中进行压缩。

54、在另一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

55、通过第一压力传感器检测所述膨胀机进口处的天然气压力；

56、通过第一流量计检测所述膨胀机进口处的天然气流量。

57、本技术实施例提供了一种天然气发电系统，当天然气压力较大时，通过降压系统对天然气进行降压，当天然气流量较大时，通过分流系统对天然气进行分流。由此可见，该系统通过降压系统和分流系统可以使发电系统适应不同工况，从而解决压差过大、流量过大不适宜发电的问题。

58、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。