天然气门站压力能的回收利用.pdf

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1、2015年第7期冶金动力总第185期METALLURGICALPOWER23天然气门站压力能的回收利用王玉君（中冶南方工程技术有限公司，湖北武汉430223）【摘要】我国天然气大多采用高压输送至各大门站，经调压至中低压后进入下游燃气管网。天然气在调压的过程中具有丰富的压力能可供回收，利用各种压力能回收装置，可用于天然气发电、天然气液化调峰、天然气的净化处理、城市冷库的冷源、废旧橡胶的深冷粉碎和加压CNG等。【关键词】高压天然气；门站；压力能；回收利用【中图分类号】TE832.3【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2015)07-0023-04RecoveryandUtilizati

2、onofPressureEnergyatNaturalGasGatewayStationsWANGYujun（WISDRIEngineering&ResearchIncorporationLimited,Wuhan,Hubei430223,China）【Abstract】NaturalgasismostlyconveyedwithhighpressuretogatewaystationsinChina,atwhichitisregulatedtomediumandlowpressuretobedeliveredtodownstreamgaspipelinenetworks.Duringthep

3、ressureregulationgreatamountofpressureenergyisproduced,whichcanbeeffectivelyrecoveredbyrecoveryequipmenttobeusedinelectricitygenerating,peakshavingofnaturalgasliquefaction,naturalgaspurification,urbancoldstorage,cryogenicgrindingofwasterubberandCNGprocessing,etc.【Keywords】highpressurenaturalgas;gate

4、waystation;pressureenergy;recoveryandu-tilization1引言2天然气降压过程火用能分析及计算为了节约建设成本，以更高压力输送是天然气高压天然气在经过节流阀或作等熵膨胀后，压管网发展的一个趋势，也在一定程度上反映了一个力和温度均会降低，把天然气管道看成一种开口系国家输气管道的整体技术水平。目前国内如陕—京统，由热力学分析和火用分析法可知，系统的比焓火用线、西气东输等长距离输送天然气管道的输气压力ex，h为：为6.4MPa或10MPa，特别是西气东输二线管道设ex，h＝（h-h0）-T（0s-s0）=驻h-T0驻s计压力达到12MPa，标志着我国长输管道

5、技术已经T0P0鄣v=乙cpdT+乙蓘v-T蓸鄣T蔀蓡dp达到国际先进水平。然而，实际上城市燃气管网的设TPp计压力一般为1.6~4.0MPa，因此根据不同的终端用T0P0cp鄣v-T0蓘乙dT-乙蓸蔀dp蓡户需求，由长输干线输送来的高压天然气，需要在城TTP鄣Tp市门站或接收站内进行减压后输送至下游燃气输配T0P0T鄣v鄣v0v-T+T=乙cp蓸1-蔀dT+乙蓘蓸鄣T蔀0蓸鄣T蔀蓡dp管网。高压天然气在减压过程中会释放巨大的能量，TTPpp而目前这部分能量往往被白白浪费掉了。=ex，T+ex，P（1）为了经济的可持续发展和节能降耗，管道压力由以上分析可知，高压天然气经过节流调压或能所蕴含的巨

6、大经济价值逐渐得到人们广泛的关作等熵膨胀过程中的比焓火用ex，h包括由温差引起的注。目前，天然气管网压力能的回收利用方式主要有比温度火用ex，T和由压差引起的比压力火用ex，P。发电和制冷两大类，主要应用在发电、天然气液化调对于等压过程，由于温度差引起的比温度火用为：峰、空气分离、冷库、橡胶粉碎、加压CNG等[1-13]。冶金动力2015年第7期24METALLURGICALPOWER总第185期T0利用天然气压力能发电主要是以膨胀机代替传TT00ex，T=乙cp蓸1-蔀dT=cp（T0-T）-cpT0ln（2）TTT统的调压阀来回收减压过程中的压力能，并将其用对于等温过程，由于压力差引起的比

7、压力火用为：于发电。P0直接膨胀发电技术的基本原理即利用高压天然鄣v鄣vP0ex，P=乙蓘v-T蓸鄣T蔀+T0蓸鄣T蔀蓡dp=T0Rgln（3）PppP气膨胀降压时产生的机械能直接驱动发电机发电，式中，h、h0分别为天然气在调压前后状态的比焓，如图1所示。高压天然气首先经过加热器加热后进J/kg；入透平膨胀机降压，天然气体积增大对外做功，驱动s、s0分别为天然气在调压前后状态的比熵，J/发电机组发