天然气压力能回收发电项目

一、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，一直处于不断降压的过程。从天然气井口输出的天然气压力能最高可达60兆帕，平均压力也在30兆帕左右。一般需要多级降压，才能到达用户使用的要求。高压天然气在截流降压的过程中会产生很大的压力降，释放大量的能量。我们把这部分能量称作天然气的压力能。目前在各个降压阶段所使用的调压器，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，从而产生发热、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，国内外在需要天然气调压的场合都用调压器调压。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。

二、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。

三、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。

四、项目效益说明 以日处理60万立方米的一个小型天然气调压站为例，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……

五、技术发展现状 《气压式水轮发电装置》于2015年获得国家知识产权局授予发明专利。目前依据该专利技术建设了一套由压缩空气模拟天然气压力能的回收发电装置，装机容量10千瓦，已经试验成功。该装置整体工艺流程达到设计要求，能够保证各个阶段，天然气调压站的截流降压、连续平稳供气、安全运行。气压式水轮发电装置的技术特点：能达到的压力范围广，效率高。气压式水轮发电装置从低压到高压都可适用，若以等温效率作为比较标准，气压式水轮发电装置的效率在75%--88%，而离心式压缩机则通常低于50%-70%；适应性强。气压式水轮发电装置的排气量可以在较大范围内选择，特别是在高压、小排气量的情况下，透平式压缩机则因效率极低而不宜采用。另外，当压缩不同介质时，气压式水轮发电装置较易改造。

六、项目发展的优势 该项目一旦能够立项实施，有如下好处： 1. 变废为宝，资源整合利用； 2. 可以生产大量的清洁性能源，为油气领域开辟了再生清洁能源的全新市场； 3. 该项目的研发符合国家首台（套）重大技术装备重点鼓励发展的产业政策，符合全面建设环境友好型和资源节约型社会的需求，技术含量高，方案设计合理，未来前景极其广阔。

一 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,从天然气井口输出的天然气压力能最高能够达到60兆帕，平均压力也在30兆帕左右，一般需要多级降压，才能到达用户使用的要求，高压天然气在截流降压的过程中会产生很大的压力降，释放大量的能量，我们把这部分能量称作天然气的压力能，在目前在各个降压阶段所使用的调压器，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，从而产生发热，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。

二 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。

三 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。

四 项目效益说明

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……。

五 技术发展现状

《气压式水轮发电装置》于 2015 年获得得国家知识产权局授予发明专利，目前依据该专利技术建设了一套由压缩空气模拟天然气压力能的回收发电装置，装机容量 10 千瓦，已经试验成功，该装置整体工艺流程达到设计要求，能够保证各个阶段，天然气调压站的截流降压 连续平稳供气，安全运行， 气压式水轮发电装置的技术特点 能达到的压力范围广。效率高。气压式水轮发电装置从低压到高压都可适用，若以等温效率作为比较标准，气压式水轮发电装置的效率在75%--88%，而离心式压缩机则通常低于50%-70%；适应性强。气压式水轮发电装置的排气量可以在较大范围内选择，特别是在高压、小排气量的情况下，透平式压缩机则因效率极低而不宜采用。另外，当压缩不同介质时，气压式水轮发电装置较易改造，

六 项目发展的优势

该项目一旦能够立项实施，有如下好处:

1，变废为宝，资源整合利用，

2，可以生产大量的清洁性能源，为油气领域开辟了再生清洁能源的全新市场;

3，该项目的研发符合国家首台（套）重大技术装备重点鼓励发展的产业政策， 符合全面建设环境友好型和资源节约型社会的需求，技术含量高，方案设计合理，未来前景极其广阔。