一种用于天然气管网的智能发电调压箱的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种用于天然气管网的智能发电调压箱，包括箱体和设置于箱体中的调压单元与发电单元，调压单元包括从上游至下游依次串接在调压管路上的第一流量调节阀、第一流量计和第一调压器，发电单元包括从上游至下游依次串接在发电管路上的第二流量计、第二流量调节阀、膨胀装置和第二调压器，膨胀装置的动力输出轴与发电机的输入轴连接，发电机的发电量用于为用电设备提供电力支持，调压管路和发电管路并联连接并设有公共的上游输入端和下游输出端。本发明具有结构简单、安装方便、运行稳定、智能化程高的优点，可有效解决传统燃气调压箱因缺电无法数据远传与监控的问题。
【专利说明】
一种用于天然气管网的智能发电调压箱
技术领域
[0001]本发明涉及一种发电设备，尤其是涉及一种用于天然气管网且同时具备发电和调压两项功能的发电调压箱。
【背景技术】
[0002]在天然气的开采与使用领域，首先需要采用高压管道的形式将天然气长距离输送至城市各大门站，然后再通过调压站或调压箱等降压设备将天然气压力调至中低压后输送给下游用户。在降压过程中不但会产生大量的调压噪音，而且使大量的压力能被白白浪费掉。若能将这部分压力能有效地回收利用，将会产生较好的经济效益和社会效益。
[0003]目前的天然气调压箱主要通过高一中一低压管网进行输配，将天然气压力调至相应的压力级制后输送至下游管网，其在运营和维护中主要存在以下缺陷:(I)需要采用专人定期定点巡检和记录，并由维护人员定期到调压箱更换圆形记录纸，将记录纸收集好后送由专人分析，以作为原始档案保存以备查询，在此过程中需要耗费大量的人力和时间；(2)由于天然气调压箱数量较多且位置又比较分散，因此管理上较不方便；(3)调压箱通常处于无电状态，因此无法与调度中心之间进行数据传输、无法进行有效控制，管理的智能化程度较低，不利于智能管网建设和智慧燃气的发展进程；(4)一旦出现故障或险性不容易及时发现，致使安全性较差。因此，研究开发一种利用天然气压差进行发电的调压箱至关重要。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其具有结构简单、安装方便、运行稳定、智能化程高的优点。
[0005]为解决现有技术中传统的天然气调压箱在运营管理过程中，需要耗费大量的人力和时间，且因无电而无法与调度中心进行数据传输的问题，本发明提供的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，包括箱体和设置于箱体中的调压单元与发电单元，所述调压单元包括从上游至下游依次串接在调压管路上的第一流量调节阀、第一流量计和第一调压器，所述发电单元包括从上游至下游依次串接在发电管路上的第二流量计、第二流量调节阀、膨胀装置和第二调压器，膨胀装置的动力输出轴与发电机的输入轴连接，发电机的发电量通过稳压稳频装置为用电设备提供电力支持，所述调压管路和发电管路并联连接并设有公共的上游输入端和下游输出端。
[0006]进一步的，本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其中，还包括控制单元，所述控制单元分别与第一流量调节阀、第一流量计、第一调压器、第二流量计、第二流量调节阀、第二调压器连接，控制单元还与稳压稳频装置上设置的负荷监测装置连接并通过负荷监测装置获取用电负荷信号。
[0007]进一步的，本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其中，所述调压单元还包括设置在调压管路上的第一截止阀和第二截止阀，所述第一截止阀设置在第一流量调节阀的上游位置，所述第二截止阀设置在第一调压器的下游位置。
[0008]进一步的，本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其中，所述发电单元还包括设置在发电管路上的第三截止阀和第四截止阀，所述第三截止阀设置在第二流量计的上游位置，所述第四截止阀设置在第二调压器的下游位置。
[0009]进一步的，本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其中，所述调压单元还包括设置在调压管路上且与控制单元连接的第一压力计和第二压力计，所述第一压力计设置在第一流量计和第一调压器之间的位置，所述第二压力计设置在第二截止阀的下游位置。
[0010]进一步的，本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其中，所述发电单元还包括设置在发电管路上且与控制单元连接的第三压力计和第四压力计，所述第三压力计设置在第二流量调节阀和膨胀装置之间的位置，所述第四压力计设置在第四截止阀的下游位置。
[0011]进一步的，本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其中，所述发电单元还包括设置在发电管路上的放散阀，所述放散阀设置在第二调压器和第四截止阀之间的位置。
[0012]进一步的，本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其中，所述发电单元还包括设置在发电管路上且与控制单元连接的电磁阀，所述电磁阀设置在第二流量计和第二流量调节阀之间的位置。
[0013]进一步的，本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其中，所述发电单元还包括设置在发电管路上的稳压装置，所述稳压装置设置在膨胀装置和第二调压器之间的位置，稳压装置采用螺旋式盘管结构。
[0014]进一步的，本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其中，其特征在于:所述膨胀装置为低转速高扭矩流体马达，流体马达的膨胀比为2?4;所述第一流量调节阀和第二流量调节阀之间采用联锁控制方式且使两者成反向控制状态。
[0015]本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱与现有技术相比，具有以下优点:
(I)本发明通过设置箱体和设置于箱体中的调压单元与发电单元，使调压单元包括从上游至下游依次串接在调压管路上的第一流量调节阀、第一流量计和第一调压器，使发电单元包括从上游至下游依次串接在发电管路上的第二流量计、第二流量调节阀、膨胀装置和第二调压器，让膨胀装置的动力输出轴与发电机的输入轴连接，使发电机的发电量通过稳压稳频装置为用电设备提供电力支持，并使调压管路和发电管路并联连接且设有公共的上游输入端和下游输出端。由此就构成了同时具备发电和调压功能的调压箱，在实际应用中，让上游输入端与上游的天然气管路连接，让下游输出端与下游的天然气管路连接，通过调整调压单元中的第一流量调节阀和发电单元中的第二流量调节阀可以控制分别流入调压管路和发电管路中的天然气流量，并通过膨胀装置驱动发电机发电，发电机所发电量通过稳压稳频装置可以为调压箱中的用电部件提供电力支持，还可以提供给调压箱周边的部分用电设备使用，解决了传统调压箱因缺电无法与调度中心进行数据传输的问题。(2)作为优化方案，本发明还设置了控制单元，使控制单元分别与第一流量调节阀、第一流量计、第一调压器、第二流量计、第二流量调节阀和第二调压器连接，并使控制单元与稳压稳频装置上设置的负荷监测装置连接。以上结构设置在实际应用中，通过负荷监测装置获取用电负荷信号并将用电负荷信号反馈给控制单元，控制单元根据电负荷信号反应的负载用电量大小向第一流量调节阀和第二流量调节阀发送控制指令，分别控制调压管路和发电管路中的天然气流量大小，而通过控制发电管路中的天然气流量可控制发电机发电量的大小，由此实现了根据用电负荷的大小智能发电的技术目的；同时通过第一流量计、第一调压器、第二流量计、第二调压器提供的监测信号可实现智能化控制，提高智能化管理程度，有利于智能管网建设和智慧燃气的发展进程，增强系统的可控性和稳定性。(3)作为进一步优方案，本发明还在调压管路上设置了第一截止阀和第二截止阀，在发电管路上设置了第三截止阀和第四截止阀。通过这种结构设置提高了安全性能，当调压单元出现故障时，可通过切断第一截止阀或同时切断第一截止阀和第二截止阀，以便检查维修并避免调压单元中的各部件不被损坏；当发电单元出现故障时，可通过切断第三截止阀或同时切断第三截止阀和第四截止阀，以便检查维修并避免发电单元中的各部件不被损坏。
[0016]下面结合附图所示【具体实施方式】对本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱作进一步详细说明:
【附图说明】
[0017]图1为本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱的结构示意图；
[0018]图中，1、箱体;2、调压单元、3、发电单元;201、第一流量调节阀；202、第一流量计；203、第一调压器；204、第一截止阀；205、第二截止阀；206、第一压力计；207、第二压力计；301、第二流量计;302、第二流量调节阀；303、膨胀装置;304、第二调压器;305、发电机;306、稳压稳频装置;307、第三截止阀；308、第四截止阀；309、第三压力计;310、第四压力计;311、放散阀；312、电磁阀；313、稳压装置。
【具体实施方式】
[0019]首先需要说明的是，本发明申请中所述的天然气、燃气应作相同概念理解，只是为适应不同的场景并方便表述进行的区分。
[0020]如图1所示本发明一种用于天然气管网的智能发电调压箱的【具体实施方式】，包括箱体I和设置于箱体I中的调压单元2与发电单元3。调压单元2具体包括从上游至下游依次串接在调压管路上的第一流量调节阀201、第一流量计202和第一调压器203。发电单元3具体包括从上游至下游依次串接在发电管路上的第二流量计301、第二流量调节阀302、膨胀装置303和第二调压器304，让膨胀装置303的动力输出轴与发电机305的输入轴连接，以便为发电机305提供动力驱动，发电机305的发电量通过稳压稳频装置306为用电设备提供电力支持，用电设备可以为调压箱内的监测和控制部件，也可以是调压箱周边的其他用电装置。让调压管路和发电管路并联连接并设置公共的上游输入端和下游输出端。通过以上结构设置就构成了同时具备发电和调压功能的调压箱，在实际应用中，让上游输入端与上游的天然气管路连接，让下游输出端与下游的天然气管路连接，通过调整调压单元2中的第一流量调节阀201和发电单元3中的第二流量调节阀302即可控制流入调压管路和发电管路中的天然气流量，并通过膨胀装置303驱动发电机305发电，有效解决了传统调压箱因缺电无法与度中心进行数据传输的问题。
[0021]作为优化方案，本【具体实施方式】还设置了控制单元(图中未示出)，使控制单元分别与第一流量调节阀201、第一流量计202、第一调压器203、第二流量计301、第二流量调节阀302和第二调压器304连接，并使控制单元与稳压稳频装置306上设置的负荷监测装置连接，以便通过负荷监测装置获取用电负荷信号。以上结构设置在实际应用中，通过负荷监测装置获取用电负荷信号并将用电负荷信号反馈给控制单元，控制单元根据电负荷信号反应的负载用电量大小向第一流量调节阀和第二流量调节阀发送控制指令，分别控制调压管路和发电管路中的天然气流量大小，而通过控制发电管路中的天然气流量可控制发电机发电量的大小，由此实现了根据用电负荷的大小智能发电的技术目的；同时让控制单元依据第一流量计、第一调压器、第二流量计、第二调压器的监测信号对第一流量调节阀201、第一调压器203和第二流量调节阀302、第二调压器305进行自动控制，一方面可提高智能化管理程度，有利于智能管网建设和智慧燃气的发展进程，另一方面可增强系统的可控性和稳定性。
[0022]作为进一步优化方案，本【具体实施方式】还使调压单元2包括设置在调压管路上的第一截止阀204和第二截止阀205，把第一截止阀204设置在第一流量调节阀201的上游位置，把第二截止阀205设置在第一调压器203的下游位置。同时还使发电单元3包括设置在发电管路上的第三截止阀307和第四截止阀308，把第三截止阀307设置在第二流量计301的上游位置，把第四截止阀308设置在第二调压器305的下游位置。通过这种结构设置可有效提高检查维修方便性和系统的安全性，当调压单元2出现故障时，可通过切断第一截止阀204或同时切断第一截止阀204和第二截止阀205，以便检查维修并避免调压单元2中的各部件不被损坏；当发电单元3出现故障时，可通过切断第三截止阀307或同时切断第三截止阀307和第四截止阀308，以便检查维修并避免发电单元3中的各部件不被损坏。需要说明的是，本发明在实际应用中，当出现故障时优选同时切断第一截止阀204和第二截止阀205，以及同时切断第三截止阀307和第四截止阀308，可进一步提高安全性。
[0023]作为进一步优化方案，本【具体实施方式】还使调压单元2包括设置在调压管路上且与控制单元连接的第一压力计206和第二压力计207，把第一压力计206设置在第一流量计202和第一调压器203之间的位置，把第二压力计207设置在第二截止阀205的下游位置。同时，还使发电单元3包括设置在发电管路上且与控制单元连接的第三压力计309和第四压力计310，把第三压力计309设置在第二流量调节阀302和膨胀装置303之间的位置，把第四压力计310设置在第四截止阀308的下游位置。以上结构设置在实际应用中，通过第一压力计206和第二压力计207分别获取调压管路中调压前后的气压信号，并将气压信号传递给控制单元，同时通过第三压力计309和第四压力计310分别获取发电管路中调压前后的气压信号，并将气压信号传递给控制单元，让控制单元根据调压管路和发电管路中气压的变化动态地调整第一流量调节阀201和第二流量调节阀302的开度，以便控制调压管路和发电管路中的天然气流量，从而实现根据调压管路和发电管路中气压变化动态的调整发电机发电量的目的，达到更加智能化的技术效果，并增强稳定性。
[0024]作为【具体实施方式】，本发明中的发电单元3还包括设置在发电管路上的放散阀311，把放散阀311设置在第二调压器304和第四截止阀308之间的位置。当发电单元3中的压力过压时，可通过放散阀311对发电管路中的天然气进行释放，以使其压力保持在正常的范围内，从而保证发电单元3的正常运行，并避免发电单元3中的各部件因过压被破坏，以延长其使用寿命。本【具体实施方式】的发电单元3还包括设置在发电管路上的电磁阀312，使电磁阀312处于第二流量计301和第二流量调节阀302之间的位置，并使电磁阀312与控制单元连接，通过设置电磁阀309可提高发电单元3的控制精度，更有利于智能化控制和管理。本【具体实施方式】还使发电单元3包括设置在发电管路上的稳压装置313，并把稳压装置313设置在膨胀装置303与第二调压器304之间的位置，稳压装置313的具体形式采用螺旋式盘管结构。稳压装置313可效起到稳定气流作用，以缓解从膨胀装置303流出的气流冲击力，对其后面的部件可起到保护作用并延长其使用寿命。
[0025]需要说明的是，本发明中的膨胀装置303采用的是低转速高扭矩流体马达，且使流体马达的膨胀比为2?4。这种形式的膨胀装置可有效降低发电调压箱的运行噪音，并满足城镇燃气高压管网的受压要求，可广泛应用于0.1?4.0MPa的燃气管道上，扩展了应用范围，增强了实用性。在具体的应用中，可使第一流量调节阀201和第二流量调节阀302之间采用联锁控制方式且使两者成反向控制状态，这种控制方式可提高调压单元2和发电单元3之间的协调性和稳定性。
[0026]本发明将发电调压箱中的调压单元2和发电单元3驳接在天然气管道上，使进入发电调压箱的天然气分为两部分，一部分流经调压单元2后进入下游天然气管网；另一部分流经发电单元3后进入下游天然气管网。在天然气流经发电单元3时由膨胀装置303连轴驱动发电机305，发电机305发出的电力可供给发电调压箱内远传与监控装置以及调压箱周边的其他用电装置使用。本发明在具体应用中，根据负载用电量的需求，控制单元将信号反馈给发电单元3中的第二流量调节阀302，以控制进入发电单元3的天然气流量，同时将信号联锁反馈给调压单元2中的第一流量调节阀201，使两者成反向控制状态，以实现智能发电的目的，并增强调压单元2和发电单元3之间的运行协调性。本发明还可根据第一流量计202、第二流量计301、第一压力计206、第二压力计207、第三压力计309和第四压力计310的监测信号，实现对调压单元2中的第一流量调节阀201、第一调压器203以及发电单元3中的第二流量调节阀302、第二调压器304和电磁阀312的智能控制，自动调节进入发电单元3和调压单元2中的燃气流量，以根据气压的变化灵活地控制发电量，且不影响天然气输送的正常运转，不影响燃气的使用价值。所发电量不仅可以满足发电调压箱自己的用量需求，还可供给调压箱周边的用电装置使用，使发电和调压数据均可实现数据远传与监控，有利于实现管理的智能化，促进智能管网的建设和智慧燃气的发展。
[0027]本发明具有以下优点:(I)同时具备发电和调压两种功能，解决了传统燃气调压箱无法远传与监控的问题；(2)充分利用于天然气输送过程中的压差进行发电，不损耗天然气的原有价值；(3)膨胀装置采用了低转速高扭矩的流体马达，并使流体马达的膨胀比为2?4，大大降低了膨胀过程中产生的噪音，并可满足城镇燃气高压管网的压力要求，实用性强；
(4)可以根据用电负载的用电量，灵活调配进入调压单元和发电单元的天然气流量，实现了智能调压、智能发电和智能供电；(5)通过设置稳压装置，降低了膨胀装置后气流对其后面设备的冲击，提高整体的安全稳定性，延长了使用寿命。
[0028]以上实施例仅是对本发明优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行的限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域工程技术人员依据本发明的技术方案做出的各种形式的变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于天然气管网的智能发电调压箱，包括箱体(I)和设置于箱体(I)中的调压单元(2)与发电单元(3)，所述调压单元(2)包括从上游至下游依次串接在调压管路上的第一流量调节阀(201)、第一流量计(202)和第一调压器(203)，所述发电单元(3)包括从上游至下游依次串接在发电管路上的第二流量计(301)、第二流量调节阀(302)、膨胀装置(303)和第二调压器(304)，膨胀装置(303)的动力输出轴与发电机(305)的输入轴连接，发电机(305)的发电量通过稳压稳频装置(306)为用电设备提供电力支持，所述调压管路和发电管路并联连接并设有公共的上游输入端和下游输出端。2.按照权利要求1所述的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其特征在于:还包括控制单元，所述控制单元分别与第一流量调节阀(201)、第一流量计(202)、第一调压器(203)、第二流量计(301)、第二流量调节阀(302)、第二调压器(304)连接，控制单元还与稳压稳频装置(306)上设置的负荷监测装置连接并通过负荷监测装置获取用电负荷信号。3.按照权利要求2所述的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其特征在于:所述调压单元(2)还包括设置在调压管路上的第一截止阀(204)和第二截止阀(205)，所述第一截止阀(204)设置在第一流量调节阀(201)的上游位置，所述第二截止阀(205)设置在第一调压器(203)的下游位置。4.按照权利要求3所述的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其特征在于:所述发电单元(3)还包括设置在发电管路上的第三截止阀(307)和第四截止阀(308)，所述第三截止阀(307)设置在第二流量计(301)的上游位置，所述第四截止阀(308)设置在第二调压器(305)的下游位置。5.按照权利要求4所述的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其特征在于:所述调压单元(2)还包括设置在调压管路上且与控制单元连接的第一压力计(206)和第二压力计(207)，所述第一压力计(206)设置在第一流量计(202)和第一调压器(203)之间的位置，所述第二压力计(207)设置在第二截止阀(205)的下游位置。6.按照权利要求5所述的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其特征在于:所述发电单元(3)还包括设置在发电管路上且与控制单元连接的第三压力计(309)和第四压力计(310)，所述第三压力计(309)设置在第二流量调节阀(302)和膨胀装置(303)之间的位置，所述第四压力计(310)设置在第四截止阀(308)的下游位置。7.按照权利要求6所述的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其特征在于:所述发电单元(3)还包括设置在发电管路上的放散阀(311)，所述放散阀(311)设置在第二调压器(304)和第四截止阀(308)之间的位置。8.按照权利要求6所述的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其特征在于:所述发电单元(3)还包括设置在发电管路上且与控制单元连接的电磁阀(312)，所述电磁阀(312)设置在第二流量计(301)和第二流量调节阀(302)之间的位置。9.按照权利要求6所述的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其特征在于:所述发电单元(3)还包括设置在发电管路上的稳压装置(313)，所述稳压装置(313)设置在膨胀装置(303)和第二调压器(304)之间的位置，稳压装置(313)采用螺旋式盘管结构。10.按照权利要求2-9任一项所述的一种用于天然气管网的智能发电调压箱，其特征在于:所述膨胀装置(303)为低转速高扭矩流体马达，流体马达的膨胀比为2?4;所述第一流量调节阀(201)和第二流量调节阀(302)之间采用联锁控制方式且使两者成反向控制状态。
【文档编号】F01B25/10GK105953074SQ201610273649
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】李夏喜, 邢琳琳, 张辉, 王君, 王一君
【申请人】北京市燃气集团有限责任公司