本發(fā)明涉及天然氣余壓余能回收利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

天然氣長輸管道一般采用高壓輸送，如西氣東輸“一線”和“二線”的輸氣壓力分別為10MPa和12MPa，在輸送至用戶端前，常需將該部分壓力通過減壓閥降低，在此過程中會產(chǎn)生大量的壓力能。例如：當(dāng)天然氣管網(wǎng)壓力為4MPa，終端用戶的壓力為1.6MPa，將該部分壓力能用于發(fā)電，則每方氣可回收的電能約為12W，按照“一線”年輸氣量為120億立方米計算，則每年可回收的壓力能為1.32億kW，直接經(jīng)濟損失6336億元。為了減少資源浪費節(jié)約能源，該部分壓力能的利用已經(jīng)引起人們的重視。

中國專利CN105401990A介紹了一種智能化天然氣管網(wǎng)壓力能發(fā)電裝置。該實用新型專利通過壓力能發(fā)電系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)的優(yōu)化配置及智能化控制，可實現(xiàn)系統(tǒng)無源啟動，一鍵啟閉、自動調(diào)節(jié)及遠傳操控，適用于有用電需求、無人值守的偏遠地區(qū)。中國專利CN203430574U介紹了一種利用小型天然氣管網(wǎng)壓力能發(fā)電的裝置。該實用新型專利通過密封系統(tǒng)改造，將流體馬達運用于天然氣管網(wǎng)壓力能發(fā)電，可為1-5kW小功率用戶提供標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定電源。中國專利CN102563958A介紹了一種利用管網(wǎng)壓力能發(fā)電與制冰的方法與裝置，該發(fā)明將天然氣管網(wǎng)壓力能用于發(fā)電，所發(fā)電力及調(diào)壓后低溫天然氣冷能均通入制冰系統(tǒng)制冰，實現(xiàn)天然氣管網(wǎng)壓力能與冷能的充分利用。中國專利CN204960996U介紹了一種天然氣管網(wǎng)壓力能自控發(fā)電系統(tǒng)。該實用新型專利采用蓄電、逆變、自控、限流等技術(shù)結(jié)合保證系統(tǒng)電力穩(wěn)定供給，解決燃氣波動造成電力輸出不穩(wěn)問題。中國專利CN205025513U提供了一種天然氣管網(wǎng)壓力能回收綜合利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過熱泵系統(tǒng)與二級膨脹系統(tǒng)的結(jié)合，增加發(fā)電量的同時，解決膨脹機預(yù)熱與調(diào)壓后低溫天然氣的回溫問題。中國專利CN101245956A提供了一種利用天然氣壓力能的方法，該發(fā)明專利采用無動力制冷機將壓力能轉(zhuǎn)化為冷能依次應(yīng)用于冷庫、制冰、空調(diào)用戶。

上述專利均提出了天然氣管網(wǎng)壓力能的回收利用方式，部分專利對壓力能利用系統(tǒng)的穩(wěn)定操控及產(chǎn)品穩(wěn)定輸出進行探討。然而，在天然氣管網(wǎng)壓力能回收利用系統(tǒng)中，存在緊急停氣或發(fā)電負載減少等特殊工況對關(guān)鍵設(shè)備膨脹機存在沖擊損耗等問題，最終導(dǎo)致膨脹機損壞，影響下游天然氣供應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定輸出。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)及方法，回收天然氣管網(wǎng)壓力能用于發(fā)電，調(diào)壓后低溫天然氣可用于用于干冰、冷庫、制冰或冷水空調(diào)等系統(tǒng)。重要的是在運行過程中，通過監(jiān)測調(diào)控及系統(tǒng)聯(lián)動設(shè)計，保證膨脹發(fā)電系統(tǒng)與原有調(diào)壓系統(tǒng)的無縫對接，保護膨脹機免受突發(fā)工況的沖擊，實現(xiàn)燃氣工藝系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，其中，包括：

膨脹發(fā)電模塊，用于對從高壓電網(wǎng)流出的高壓天然氣進行降壓，并將降壓所獲得的壓力能轉(zhuǎn)化為電能；

低溫天然氣冷能利用模塊，用于將經(jīng)膨脹發(fā)電模塊膨脹后的低溫天然氣經(jīng)與冷媒換熱后的供給冷能；

監(jiān)測調(diào)控模塊，用于實時監(jiān)控膨脹發(fā)電模塊，當(dāng)監(jiān)控到膨脹發(fā)電模塊緊急停機或天然氣發(fā)電負載陡降時，則將膨脹發(fā)電模塊切換至預(yù)設(shè)的調(diào)壓系統(tǒng)，并將膨脹發(fā)電模塊的后端壓力補充至前端。

所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述膨脹發(fā)電模塊包括通過管路依次連接在高壓管網(wǎng)與低壓管網(wǎng)之間的膨脹機(6)，膨脹機(6)的輸出軸依次連接聯(lián)軸器(7)及發(fā)電機(9)，發(fā)電機(9)的輸出電力通過電纜輸出；經(jīng)膨脹機(6)降壓后的天然氣通過溫壓平衡器(12)調(diào)節(jié)后進入低溫天然氣冷能利用模塊。

所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述低溫天然氣冷能利用模塊包括換熱器(16)及用冷裝置(17)，所述換熱器(16)的一端與所述溫壓平衡器(12)連接、另一端與所述用冷裝置(17)連接。

所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)測調(diào)控模塊包括：

依次設(shè)置在高壓管網(wǎng)與膨脹機(6)的進氣口之間管路上的第一截止閥(1)、第一電磁閥(2)、電動調(diào)節(jié)閥(3)、第一溫度變送器(4)、第一壓力變送器(5)；

在所述聯(lián)軸器(7)上連接的轉(zhuǎn)速變送器(8)；

在電動調(diào)節(jié)閥(3)與溫壓平衡器(12)之間相連接的支路上依次設(shè)置的第二電磁閥(10)、及止回閥(11)；

在溫壓平衡器(12)與換熱器(16)之間的支路上依次連接的第二溫度變送器(13)、第二壓力變送器(14)及第二截止閥(15)；

在換熱器(16)與下游管網(wǎng)的支路上依次連接的第三截止閥(18)、第三溫度變送器(19)、第三壓力變送器(20)、第二單向閥(21)、安全閥(22)及第四截止閥(23)；

在高壓管網(wǎng)與低壓管網(wǎng)之間的支路上依次設(shè)置的第三電磁閥(24)，及調(diào)壓器(25)。

所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述膨脹機(6)為透平膨脹機或螺桿膨脹機。

所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述溫壓平衡器(12)為20-50L的平衡罐，平衡罐內(nèi)部設(shè)置除冰絲網(wǎng)。

所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述電動調(diào)節(jié)閥(3)與轉(zhuǎn)速變送器(8)進行聯(lián)動，當(dāng)膨脹機(6)轉(zhuǎn)速大于預(yù)設(shè)的上限轉(zhuǎn)速時，電動調(diào)節(jié)閥(3)開度減小；當(dāng)膨脹機(6)轉(zhuǎn)速小于預(yù)設(shè)的下限轉(zhuǎn)速時，電動調(diào)節(jié)閥(3)開度增大。

所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述第一電磁閥(2)、第二電磁閥(10)及第三電磁閥(24)進行聯(lián)動，當(dāng)?shù)谝浑姶砰y(2)開啟時，第二電磁閥(10)及第三電磁閥(24)均為關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝浑姶砰y(2)關(guān)閉時，第二電磁閥(10)及第三電磁閥(24)均為開啟狀態(tài)。

所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，其中，所述換熱器(16)為管殼式換熱器。

一種天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)方法，其中，所述方法包括以下步驟：

膨脹發(fā)電模塊對從高壓電網(wǎng)流出的高壓天然氣進行降壓，并將降壓所獲得的壓力能轉(zhuǎn)化為電能；

低溫天然氣冷能利用模塊將經(jīng)膨脹發(fā)電模塊膨脹后的低溫天然氣經(jīng)與冷媒換熱后的供給冷能；

監(jiān)測調(diào)控模塊實時監(jiān)控膨脹發(fā)電模塊，當(dāng)監(jiān)控到膨脹發(fā)電模塊緊急停機或天然氣發(fā)電負載陡降時，則將膨脹發(fā)電模塊切換至預(yù)設(shè)的調(diào)壓系統(tǒng)，并將膨脹發(fā)電模塊的后端壓力補充至前端。

本發(fā)明所提供的天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括：膨脹發(fā)電模塊，用于對從高壓電網(wǎng)流出的高壓天然氣進行降壓，并將降壓所獲得的壓力能轉(zhuǎn)化為電能；低溫天然氣冷能利用模塊，用于將經(jīng)膨脹發(fā)電模塊膨脹后的低溫天然氣經(jīng)與冷媒換熱后的供給冷能；監(jiān)測調(diào)控模塊，用于實時監(jiān)控膨脹發(fā)電模塊，當(dāng)監(jiān)控到膨脹發(fā)電模塊緊急停機或天然氣發(fā)電負載陡降時，則將膨脹發(fā)電模塊切換至預(yù)設(shè)的調(diào)壓系統(tǒng)，并將膨脹發(fā)電模塊的后端壓力補充至前端。本發(fā)明實現(xiàn)壓力能膨脹發(fā)電系統(tǒng)與原有調(diào)壓系統(tǒng)的無縫對接，有效應(yīng)對突發(fā)工況的沖擊，提高膨脹機運行使用壽命，保證整套系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，圖2中所示為：1-第一截止閥；2-第一電磁閥；3-電動調(diào)節(jié)閥；4-第一溫度變送器；5-第一壓力變送器；6-膨脹機；7-聯(lián)軸器；8-轉(zhuǎn)速變送器；9-發(fā)電機；10-第二電磁閥；11-止回閥；12-溫壓平衡器；13-第二溫度變速器；14-第二壓力變送器；15-第二截止閥；16-換熱器；17-用冷裝置；18-第三截止閥；19-第三溫度變送器；20-第三壓力變送器；21-單向閥；22-安全閥；23-第四截止閥；24-第三電磁閥；25-原有調(diào)壓器。

圖3為本發(fā)明所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)方法的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)及方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)系統(tǒng)，如圖1所示，其包括：

膨脹發(fā)電模塊100，用于對從高壓電網(wǎng)流出的高壓天然氣進行降壓，并將降壓所獲得的壓力能轉(zhuǎn)化為電能；

低溫天然氣冷能利用模塊200，用于將經(jīng)膨脹發(fā)電模塊膨脹后的低溫天然氣經(jīng)與冷媒換熱后的供給冷能；

監(jiān)測調(diào)控模塊300，用于實時監(jiān)控膨脹發(fā)電模塊，當(dāng)監(jiān)控到膨脹發(fā)電模塊緊急停機或天然氣發(fā)電負載陡降時，則將膨脹發(fā)電模塊切換至預(yù)設(shè)的調(diào)壓系統(tǒng)，并將膨脹發(fā)電模塊的后端壓力補充至前端；

所述膨脹發(fā)電模塊100分別連接低溫天然氣冷能利用模塊200和監(jiān)測調(diào)控模塊300。

具體的，如圖2所示，膨脹發(fā)電模塊包括通過管路依次連接在高壓管網(wǎng)與低壓管網(wǎng)之間的膨脹機6，膨脹機6的輸出軸依次連接聯(lián)軸器7及發(fā)電機9，發(fā)電機9輸出電力通過電纜輸出；調(diào)壓后的天然氣通過溫壓平衡器12調(diào)節(jié)后進入換熱器16。

低溫天然氣冷能利用模塊包括通過調(diào)節(jié)后的天然氣與換熱冷媒熱交換的換熱器16及用冷裝置17。

監(jiān)測調(diào)控模塊包括依次設(shè)置在高壓管網(wǎng)與透平膨脹機進氣口之間管路上的第一截止閥1、第一電磁閥2、電動調(diào)節(jié)閥3、第一溫度變送器4、第一壓力變送器5；在所述聯(lián)軸器7上連接的轉(zhuǎn)速變送器8；在電動調(diào)節(jié)閥3與溫壓平衡器12之間相連接的支路上依次設(shè)置第二電磁閥10與止回閥11；在溫壓平衡器12與換熱器16之間的支路上依次連接第二溫度變送器13、第二壓力變送器14及第二截止閥15；在換熱器16與下游管網(wǎng)的支路上依次連接的第三截止閥18、第三溫度變送器19、第三壓力變送器20、第二單向閥21、安全閥22及第四截止閥23在高壓管網(wǎng)與低壓管網(wǎng)之間的支路上依次設(shè)置的第三電磁閥24，及調(diào)壓器25。

作為本實施中的優(yōu)選實施方式，膨脹機6優(yōu)選為透平膨脹機或螺桿膨脹機；聯(lián)軸器7優(yōu)選為彈性聯(lián)軸器；發(fā)電機8優(yōu)選為異步發(fā)電機，具有防爆功能；溫壓平衡器12優(yōu)選為20-50L的平衡罐，平衡罐內(nèi)部設(shè)置除冰絲網(wǎng)，去除低溫天然氣中微量水降壓過程中形成的冰，保證下游管網(wǎng)及設(shè)備安全；換熱器16優(yōu)選為管殼式換熱器，低溫天然氣走管程，冷媒走殼程，從而將低溫天然氣冷能傳遞至用冷裝置17；用冷裝置17優(yōu)選冷庫、制冰或冷水空調(diào)系統(tǒng)，其相對應(yīng)的冷媒分別為R404A、乙二醇水溶液或鹽水、水。

第一截止閥1和第四截止閥23將天然氣膨脹系統(tǒng)與原有調(diào)壓系統(tǒng)獨立出來；第一截止閥1、第二截止閥15及第三截止閥18可分別將膨脹發(fā)電裝置及換熱裝置從系統(tǒng)中獨立出來；第一溫度變送器4、第一壓力變送器5，第二溫度變送器13、第二壓力變送器14，及第三溫度變送器19、第三壓力變送器20分別將高壓天然氣、調(diào)壓后低溫天然氣及經(jīng)換熱后的低溫天然氣進行溫度壓力計量；第一單向閥11與第二單向閥21使得天然氣無法回流；安全閥22在管網(wǎng)壓力過高狀況下泄壓以保證系統(tǒng)安全。

電動調(diào)節(jié)閥3與轉(zhuǎn)速變速器8為聯(lián)動系統(tǒng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速過大時，電動調(diào)節(jié)閥3開度減小，使得天然氣流量減小，膨脹機6轉(zhuǎn)速降低；當(dāng)轉(zhuǎn)速過小時，電動調(diào)節(jié)閥開度3增大，使得天然氣流量增加，膨脹機6轉(zhuǎn)速提高。保證調(diào)壓過程的正常穩(wěn)定。

第一電磁閥2、第二電磁閥10及第三電磁閥24為聯(lián)動系統(tǒng)，當(dāng)?shù)谝浑姶砰y2開啟時，第二電磁閥10及第三電磁閥24均為關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝浑姶砰y2關(guān)閉時，第二電磁閥10及第三電磁閥24均為開啟狀態(tài)。該聯(lián)動系統(tǒng)的設(shè)計能有效保證膨脹機6應(yīng)對各種突發(fā)狀況。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下的有益效果：

1)實現(xiàn)膨脹發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，保證下游燃氣的穩(wěn)定輸出。在現(xiàn)有膨脹發(fā)電技術(shù)下，在天然氣緊急停氣及發(fā)電負載降低的情況下，會造成膨脹機直接損壞，影響其使用壽命。本發(fā)明通過三個電磁閥聯(lián)動設(shè)計，可實現(xiàn)天然氣膨脹系統(tǒng)與原有調(diào)壓系統(tǒng)的無縫對接，保證天然氣下游用氣需求。同時將緊急情況下膨脹機后端壓力引流補充至前端，從而保證膨脹機緩慢降速，有效解決緊急工況下膨脹機系統(tǒng)突然抱死造成的膨脹機損壞。

2)能量利用率高。將天然氣回收利用系統(tǒng)替代原有的調(diào)壓系統(tǒng)，可有效回收白白浪費的壓力能用于發(fā)電，同時將膨脹降溫后的低溫天然氣與冷媒在換熱器換熱，回收該部分冷能用于用冷用戶，充分利用了天然氣管網(wǎng)壓力能，有效提高了系統(tǒng)能量利用率。

3)工藝簡單易控、發(fā)電系統(tǒng)安全可靠。本發(fā)明主要由膨脹機發(fā)電系統(tǒng)、低溫天然氣換熱系統(tǒng)及監(jiān)測調(diào)控系統(tǒng)組成，工藝簡單，發(fā)電量可根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)。自控系統(tǒng)保證整套工藝快速計量控制，使得系統(tǒng)安全可靠。

4)易于推廣使用。本發(fā)明工藝可實現(xiàn)發(fā)電和制冷綜合利用，工藝流程簡單，發(fā)出的電力可供場站設(shè)備使用或發(fā)電上網(wǎng)，制冷產(chǎn)品可就近用于周邊用冷市場。制得的冷量也可用于其他用途，如制干冰、發(fā)電等。該工藝可在有用電需求或無電網(wǎng)的偏遠地區(qū)建設(shè)，可有效節(jié)約電能，減少電網(wǎng)建設(shè)投資，具有良好的經(jīng)濟社會效益。

基于上述系統(tǒng)實施例，本發(fā)明還提供一種天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)方法，如圖3所示，所述天然氣管網(wǎng)壓力能利用的安全操控實現(xiàn)方法包括如下步驟：

步驟S100、膨脹發(fā)電模塊對從高壓電網(wǎng)流出的高壓天然氣進行降壓，并將降壓所獲得的壓力能轉(zhuǎn)化為電能；

步驟S200、低溫天然氣冷能利用模塊將經(jīng)膨脹發(fā)電模塊膨脹后的低溫天然氣經(jīng)與冷媒換熱后的供給冷能；

步驟S300、監(jiān)測調(diào)控模塊實時監(jiān)控膨脹發(fā)電模塊，當(dāng)監(jiān)控到膨脹發(fā)電模塊緊急停機或天然氣發(fā)電負載陡降時，則將膨脹發(fā)電模塊切換至預(yù)設(shè)的調(diào)壓系統(tǒng)，并將膨脹發(fā)電模塊的后端壓力補充至前端。

具體的，在正常運行工況下，高壓天然氣從高壓管網(wǎng)出來后，依次經(jīng)過第一截止閥1、第一電磁閥2、電動調(diào)節(jié)閥3調(diào)節(jié)流量、第一溫度變送器4及第一壓力變送器5計量溫度壓力后進入膨脹機6降壓，將溫壓平衡器7調(diào)節(jié)后，通過第二溫度變送器13、第二壓力變送器14、第二截止閥15后進入換熱器16后溫度升高進入下游管網(wǎng)。

高壓天然氣通過膨脹機6將壓力能轉(zhuǎn)化成機械能，通過聯(lián)軸器7使膨脹機6與發(fā)電機9相匹配發(fā)出電能。膨脹后的低溫天然氣通過換熱器16內(nèi)與冷媒換熱后將冷能供給下游用冷裝置17。

在緊急工況下，例如當(dāng)天然氣膨脹系統(tǒng)出現(xiàn)緊急停機或天然氣發(fā)電負載突然降低時，第一電磁閥2瞬間關(guān)閉，同時第二電磁閥10及第三電磁閥24瞬間開啟。此時一方面膨脹發(fā)電模塊切換到原有的調(diào)壓系統(tǒng)，保證兩套系統(tǒng)之間的無縫切換，使得天然氣調(diào)壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。另一方面由于緊急停機或發(fā)電負載降低造成的膨脹機6前端壓力瞬間降低甚至可能造成無壓力等狀況，可將膨脹機6后端的壓力通過第一單向閥11與第二電磁閥10后補充到膨脹機前端，防止膨脹機6前端壓力瞬間降低造成的膨脹機6系統(tǒng)抱死等損壞，使得膨脹機6緩慢停機，從而保證其安全穩(wěn)定。

實施例

本技術(shù)方案通常應(yīng)用于天然氣調(diào)壓站。該技術(shù)方案實施前，需了解天然氣組分、流量、調(diào)壓前后壓力、溫度等數(shù)據(jù)，并根據(jù)了解的數(shù)據(jù)選擇天然氣膨脹機組的容量。并選擇合適的儀表閥門進行匹配。

以天然氣輸送量為調(diào)壓量為4500Nm3/h的調(diào)壓站為例，該調(diào)壓站進站壓力1.6MPa(a)，調(diào)壓后的壓力為0.4MPa(a)，天然氣初始溫度約為20℃。本方案將高壓天然氣壓力能用于發(fā)電后，低溫的天然氣冷能用于制片冰供下游用冰用戶使用。

本方案膨脹機6選用SEPG180-80-3000-1.65-S型螺桿膨脹機，膨脹效率約為0.65；聯(lián)軸器選用H型彈性聯(lián)軸器；發(fā)電機選用南陽防爆型的異步發(fā)電機；溫壓平衡器容積為30L平衡罐；換熱器為管殼式特型設(shè)備，換熱面積為60m2；片冰機選用ICESTA片冰機。本方案中儀表閥門均為常規(guī)設(shè)備，其中電磁閥均ZCKF型燃氣緊急切斷閥，電動調(diào)節(jié)閥為CXZQH-Ⅱ型流量調(diào)節(jié)閥。膨脹機6前端管路管徑為100mm，壓力為40MPa(a)，其配套閥門儀表規(guī)格均DN100PN40。膨脹機6后端管路管徑為150mm，壓力為16MPa(a)，其配套閥門儀表規(guī)格均為DN150PN16。在電動調(diào)節(jié)閥3之后及溫壓平衡器12之后相連接的支路管徑為50mm壓力為16MPa(a)，則其支路上第二電磁閥10與止回閥11規(guī)格為DN50PN40。

正常運行工況下，20℃、4.0MPa(a)、4500Nm3/h的天然氣從高壓管網(wǎng)出來后，依次計量調(diào)節(jié)后進入膨脹機6降壓至1.6MPa(a)，溫度降低至-30℃，經(jīng)過穩(wěn)壓平衡器后進入換熱器16后溫度升高進入下游管網(wǎng)。運行過程中，通過轉(zhuǎn)速變送器8與電動調(diào)節(jié)閥3的聯(lián)動控制，使得膨脹機能在額定工況下穩(wěn)定運行。高壓天然氣通過膨脹機6將壓力能轉(zhuǎn)化成機械能，通過聯(lián)軸器7使膨脹機6與發(fā)電機9相匹配發(fā)出80kW電能。膨脹后的低溫天然氣通過換熱器16內(nèi)與鹽水換熱后將冷能供給片冰機17，產(chǎn)冰量為10t/d。

在緊急工況下，當(dāng)天然氣膨脹系統(tǒng)出現(xiàn)緊急停機或天然氣發(fā)電負載突然降低時，第一電磁閥2瞬間關(guān)閉，第二電磁閥10及第三電磁閥24瞬間開啟。天然氣調(diào)壓系統(tǒng)切換到原有的調(diào)壓系統(tǒng)，保證天然氣下游穩(wěn)定供氣。同時緊急停機或發(fā)電負載降低造成的膨脹機6前端壓力瞬間降低或無壓力，本系統(tǒng)中將膨脹機6后端溫壓平衡器內(nèi)的1.6MPa(a)氣體通過第一單向閥11與第二電磁閥10后補充到膨脹機6前端，使得膨脹機6前端壓力控制到1.0MPa(a)，此后壓力逐漸降低，膨脹機6轉(zhuǎn)速逐漸減低，當(dāng)整套膨脹發(fā)電模塊平衡以后，膨脹機6停機。本方案可防止膨脹機6前端壓力瞬間降低造成的膨脹機6系統(tǒng)抱死等損壞，使得膨脹機6緩慢停機，從而保證其安全穩(wěn)定。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及本發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。