天然气压差发电.ppt

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1、天然气压差发电,1、天然气及管网能利用背景2、天然气压差能量计算3、压差发电关键设备及螺杆膨胀机介绍4、国内螺杆膨胀机厂家及现状5、相关专利6、需要考察点,目录,世界上部分国家陆上输气管道的最高设计压力为：美国：12MPa，俄罗斯：7.5MPa，德国和意大利：8MPa，中国：10MPa。我国“西气东输”管道、陕京线及二线系统和冀宁联络线输气管道的设计输气压力也都达到了10Mpa；西气东输二线管道设计压力12MPa;由高压输气干线输送来的高压天然气，在各城市的天然气接收门站、调压站，都需要根据下游用户的供气压力要求进行降压，然后才能够供应给普通用户,所以各城市的天然气接收门站或接收门站后都设有调

2、压站;(门站作用：清管器接收装置、过滤、计量、调压、加溴等),天然气及管网能利用背景,全国城镇燃气发展“十二五”规划中明确提出城镇燃气管网由“十五”期末 的17.7万公里提高至“十一五”期末35.5万公里，并计划在2015年城镇燃气 管道总长度达到60万公里。西气东输线、线的陆续建成投产。其中“西气东输”一线管道压力为10MPa，二线为12MPa。西气东输线的年供气能力已逾160亿立方米，西气东输线为300亿立方米。,天然气及管网能利用背景,管道长：到2015年，我国将建成“两横两纵”的天然气输送管道12374 km，干线管道由2000年的10638 km增加到23012 km。压力高：另外，

3、天然气运输管道压力等级较高，其中“西气东输”一线管道压力为10MPa，二线为12MPa。,天然气及管网能利用背景,城镇燃气设计规范 GB50028“城镇燃气管道”输送压力分7类 高压燃气管道：A（2.5P4.0）B（1.6P2.5）次高压燃气管道：A（0.8P1.6）B（0.4P0.8）中压燃气管道：A（0.2P0.4）B（0.01P0.2）低压燃气管道：P0.01,天然气及管网能利用背景,定义天然的可燃气体统称为天然气以烷烃为主的各种烃类和少量非烃类气体所组成的气体混合物组成气体：气态烃、硫化氢，二氧化碳，氮气等液体：液烃和水(游离水和凝结水）机械杂质天然气爆炸极限5%-15%天然气，燃点6

4、50摄氏度,天然气的物理化学性质,国内天然气的组成,天然气及管网能利用背景,螺杆膨胀发电机做功与气流压能的关系如下：w=HiGpg 式中:W：螺杆膨胀机发电机组端的输出功率，KW；Hi：天然气高压端与低压端之间的绝热焓降,kJ/kg；G：天然气质量流量,kg/s；p：膨胀机效率；g：发电机效率；绝热焓降计算：Hi=Cp xT1X1-(p2/p1)(K-1)/K 式中:Cp天然气质量比热，kJ/(kg.k);T1:天然气入口温度，K；p1:天然气入口压力，Mpa;,天然气压差能分析,P2：天然气出口压力，Mpa；K:天然气绝热指数；条件：22w标方每天，压力入口6MPa出口1MPa，入口温度70

5、摄氏度 每天可发电2034KWh 螺杆膨胀机84.75KW 发电机功率76.818kw 发电机输入功率(kw)=扭矩(Nm)转速(rpm)/9549 扭矩M=509Nm 如果将西气东输一线、二线管道的压力能都利用起来发电，年发电量相当于1.2个小浪底水电站，45.99亿kW.h/58.51亿kW.h。（华南理工大学）压差能转化为电能关键设备：螺杆膨胀机（相关设计资料比较少）发电机(比较成熟普通效率）并机柜(自动并机）控制系统，出入端压力、温度及整机操作,天然气压差能分析,关键设备,螺杆膨胀机介绍,透平膨胀机特点：1.单机功率高于螺杆膨胀机，最高可达8000KW；2.整机效率较螺杆膨胀机高30%

6、；如能综合利用其发电后伴生的冷能，经济效益更显著；3.适应范围宽，对压差无限制，对进汽压力上限无限制；4.单机功率低于500KW时，成本高于螺杆膨胀机；5.适用于汽轮机无法适用的差压余热发电；6.较螺杆膨胀机应用范围更广。,透平膨胀机介绍,透平膨胀机,与其他膨胀机比较，螺杆膨胀机有如下技术特点：1)螺杆膨胀机间隙密封，从而具有透平膨胀机和活塞膨胀机均不具有的独特优点，即对进气为含有液滴的湿蒸汽有良好的适应性。当进气为湿蒸汽时，液滴有助于密封。2)螺杆膨胀机可作为全流膨胀机使用，即工作介质的进气口状态不仅可为干蒸汽，也可为二相流体或全液体。在螺杆膨胀机中，高压介质直接作用在转子齿面上，因而有近似

7、于直流电机启动时的转矩特性，即能进行重负荷启动。3)螺杆膨胀机转速较低，一般约为同容量透平膨胀机的1/10左右，因而可不通过减速装置而直接驱动发电机或其它低速耗能机械，且轴封效果好，寿命长。,螺杆膨胀机介绍,螺杆膨胀机属于容积式膨胀机,是一种新型的膨胀机。近年来日本和国外有人在研究低压螺杆膨胀机,但尚未投入正式商品生产。他们研究的目的,旨在于工业废热回收、地热发电以及制取冷量等。螺杆膨胀机在我国属于起步阶段。螺杆膨胀机用途宽广；,螺杆膨胀机介绍,螺杆膨胀机介绍,螺杆膨胀机介绍,螺杆膨胀机介绍,国内螺杆膨胀机现状,国内螺杆膨胀机现状,国内螺杆膨胀机现状,国内螺杆膨胀机现状,国内螺杆膨胀机现状,国

8、内螺杆膨胀机现状,国内螺杆膨胀机现状,对于螺杆膨胀机发电基本都用于余热、尾气、蒸汽回收项目，暂没有发现应用到天然气管网压差能量回收上；日本东京电力公司建设了一座利用天然气的压差发电的发电站，以利用过去被浪费掉的能源。这座发电站在2001年年底动工兴建，2003年初完工，发电功率为7700千瓦。预计新的发电站能够降低成本，并将充分利用能源。,国内螺杆膨胀机现状,国内上海齐耀(七一一研究所旗下)、厦门高谱也所有涉及螺杆膨胀机的开发,但还未形成量,台湾汉钟也已有螺杆膨胀机在炼油行业试用。江西华电牵头制订螺杆膨胀机国家标准江西华电在螺杆膨胀机推广方面起步最早,目前已经研制成功功率从50KW900KW多

9、 个型号的螺杆膨胀机,已有70 多台蒸汽压差机组在钢铁和建材行业投入运行,主要客户为大型国有企业,目前总投资达40-50亿元人民币在江西新余建设我国最大的“螺杆膨胀机”产业基地,将形成万台以上产能。,国内螺杆膨胀机现状,天津钢协2003年11月6日组织召开螺杆膨胀机发电项目技术论证会重庆川然节能技术有限公司2012与法国苏伊士集团旗下的塔特贝尔工程有限公司Tractebel Engineering（TE）S.A.,签署了天然气压差发电技术合作协议，共同开发中国境内的透平膨胀天然气压差发电项目。2013年5月28开山银轮研发成功15KW螺杆膨胀机江西华电牵头制订螺杆膨胀机国家标准 此举填补国内空

10、白2014年9月30宁波市举办开山螺杆膨胀机余热发电技术推广会2014年7月9雪人股份（002639）昨日中午公告称，7日公司与瑞典OPCONAB公司签署投资合作意向书，双方将成立一家有限责任公司，主要经营范围为螺杆膨胀发电机及配件的生产和销售等。美国ET 公司从2002 年开始从英国伦敦城市大学取得螺杆转子N 型线的生产许可,研发螺杆膨胀动力机,已能生产废热螺杆膨胀发电机(WHG)和气体减压螺杆膨胀发电机(GPRG),有一定的历史,但是最大发电功率37kW。,国内螺杆膨胀机现状,螺杆膨胀机相关专利,螺杆膨胀机相关专利,国内未在天然气上使用原因气体可燃、输出端需要稳压现有部分资料及研究使用透明膨胀机用于天然气压差发电系统控制合作成本或生产成本竞争点,考察需要解决问题,