天然气调压发电技术

项目简介： 天然气是目前全球广泛采用的一种清洁能源。高压天然气从井口产出到用户使用，一直处于一个不断降压的过程。我国管道天然气的长途输送多采用高压管输送的方式，经由国家干线输送至省干线，然后再经城市干线输送至城市管网。在输送过程中，国家干线的天然气压力值约为8.0MPa，至省干线降低为6.3MPa，再到城市干线则降低为4.0MPa，最后输送至城市管网压力降低为0.4MPa。高压输气管线和沿线城市配气管网之间压差较大，需要减压以满足下游用户的要求。目前在各个降压阶段所使用的调压器，调压方式多采用等焓节流方式，此过程无机械能输出，功能单一，只是起到一个截流降压的作用，将体量巨大的天然气压力能释放在调压器的弹簧上面，将压力能转换成发热、震动、噪音，天然气的压力能就被白白浪费掉了。而且，到目前为止，国内国外在需要天然气调压的场合都使用调压器调压，如果能采用适当的方式回收利用这部分压力能，将能在很大程度上提高能源利用率和天然气管网运行的经济性。而且，随着城市天然气应用力度的逐渐增加，天然气管网的发展，天然气的压力能回收利用技术将具有广阔的发展空间和现实意义。

2. 项目实施的必要性： 天然气管网采用节流调压方式，机械能直接损失，且大量冷能释放会形成霜冻堵塞管道。常规的手段需要通过消耗能源来维持天然气出站温度在10℃以上，压力能无法回收的同时，存在其他能源的损耗。

项目核心创新点： 该发明专利技术利用气体压力能作为动能，通过压力容器给水加压，形成高压的人造水头，再通过导水射流机构，利用高速高压的水流，冲动水轮机的转轮旋转，输出机械能。通过联轴器带动发电机，转变成电能。

项目详细用途： 主要应用于油气田天然气调压站和城市门站天然气调压站，可以替代调压器。完成调压、发电、计量、脱水、平稳供气的同时，将天然气压力能转换成电能。

预期效益说明： 以日处理60万立方米的一个小型的天然气调压站为例，压力从4.0兆帕降至0.4兆帕，压力能损失每小时为1114度电，相当于每年损失976万千瓦时的清洁能源。每度电按0.5元计算可增收节支487万元。按2019年我国自产天然气产量1704亿立方米，我国自产天然气每年又以8%的速度递增，我们只分析了我国天然气长输管网压力从4.0兆帕降至0.4兆帕，这一小段降压过程中的压力能损耗，预计总装机容量也可达一百万千瓦/时，每天可生产清洁电能2000万千瓦时，年发电量可达88亿千瓦时。我们分析预测，如果将高压天然气在从井口产出到用户使用过程中的所有压力能回收30%，总装机容量可以达到1200万千瓦时，年发电量可达960亿千瓦时。每年可节省标准煤4088万吨。可减少二氧化碳排放11644万吨，减少二氧化硫排放350万吨，减少氮氧化物排放175万吨……。

　项目简介：

天然气是目前全球广泛采用的一种清洁能源，高压天然气在从井口产出到用户使用，一直处于一个不断降压的过程,我国管道天然气的长途输送多采用高压管输送的方式，经由国家干线输送至省干线，然后再经城市干线输送至城市管网。在输送过程中，国家干线的天然气压力值约为8.0MPa，至省干线降低为6.3MPa，再到城市干线则降低为4.0MPa，最后输送至城市管网压力降低为0.4MPa，高压输气管线和沿线城市配气管网之间压差较大，需要减压以满足下游用户的要求,在目前在各个降压阶段所使用的调压器，调压方式多采用等焓节流方式，此过程无机械能输出，功能单一，只是起到一个截流降压的作用，将体量巨大的天然气压力能释放在调压器的弹簧上面，将压力能转换成发热，震动,噪音，天然气的压力能就被白白的浪费掉了，而且到目前为止，国内国外在需要天然气调压的场合都使用调压器调压，如果能采用适当的方式回收利用这部分压力能，将能在很大程度上提高能源利用率和天然气管网运行的经济性。而且，随着城市天然气应用力度的逐渐增加，天然气管网的发展，天然气的压力能回收利用技术将具有广阔的发展空间和现实意义。

2,项目实施的必要性：天然气管网采用节流调压方式，机械能直接损失，且大量冷能释放会形成霜冻堵塞管道，常规的手段需要通过消耗能源来维持天然气出站温度在 10℃以上，压力能无法回收的同时，存在其他能源的损耗。

项目核心创新点：

该发明专利技术利用气体压力能作为动能，通过压力容器给水加压，形成高压的人造水头，再通过导水射流机构，利用高速高压的水流，冲动水轮机的转轮旋转，输出机械能，通过联轴器带动发电机，转变成电能。

项目详细用途：

主要应用于油气田天然气调压站和城市门站天然气调压站，可以替代调压器。完成调压,发电，计量，脱水，平稳供气的同时，将天然气压力能转换成电能。

预期效益说明：

以日处理 60 万立方米的一个小型的天然气调压站为例，压力从 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，压力能损失每小时为 1114 度电，相当于每年损失 976 万千瓦时的清洁能源，每度电按 0.5 元计算可增收节支 487 万元。按 2019 年我国自产天然气产量 1704亿立方米，我国自产天然气每年又以 8%的速度递增，我们只分析了我国天然气长输管网压力从 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，这一小段降压过程中的压力能损耗，预计总装机容量也可达一百万千瓦/时，每天可生产清洁电能2000万千瓦时，年发电量可达 88 亿千瓦时。我们分析预测，如果将高压天然气在从井口产出到用户使用过程中的所有压力能回收30%，总装机容量可以达到1200万千瓦时，年发电量可达 960亿千瓦时。每年可节省标准煤 4088万吨。可减少二氧化碳排放 11644 万吨。减少二氧化硫排放 350万吨，减少氮氧化物排放 175万吨……。