專利名稱:一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，包括燃氣膨脹機和膨脹機功能量回收裝置，燃氣進入燃氣膨脹機膨脹作功，壓力降低至設定的水平后，進入管網(wǎng)或用氣設備中，所述膨脹機功能量回收裝置回收燃氣膨脹機膨脹作功的能量。本實用新型在完成調(diào)壓、流量計量的同時，實現(xiàn)燃氣壓力能的回收，避免了能量浪費，提高燃氣輸配系統(tǒng)能源效率。
【專利說明】一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種燃氣管網(wǎng)燃氣壓力的調(diào)壓裝置，可用于城市燃氣輸配系統(tǒng)中，向用氣設備和管網(wǎng)供應一定壓力的燃氣。

【背景技術(shù)】
[0002]為了提高燃氣管網(wǎng)輸氣能力、儲氣能力，同時也為提高管網(wǎng)的經(jīng)濟性，燃氣管網(wǎng)均在一定壓力下運行，燃氣進入管網(wǎng)前需要壓縮機增壓，而這要消耗能量；另一方面，為安全運行計，用氣設備，如燃氣鍋爐、煤氣灶、熱水器等，燃燒器進氣壓力大多接近大氣壓力，即使某些增壓燃燒設備如燃氣輪機等，進氣壓力也遠低于高壓、甚至中壓燃氣管網(wǎng)運行壓力，為此，輸氣系統(tǒng)及燃燒設備工作時，便需要進行調(diào)壓，將高壓燃氣調(diào)節(jié)至中壓、低壓后，供給次級管網(wǎng)或用氣設備。
[0003]目前所用的調(diào)壓器，調(diào)壓過程均為節(jié)流降壓過程，調(diào)壓過程中燃氣的壓力能轉(zhuǎn)化為燃氣的低品位熱焓，從而產(chǎn)生能量品質(zhì)的降低和浪費，由于我國天然氣消耗量巨大，目前每年已達上千億立方米，且未來天然氣消耗量還將繼續(xù)增長，燃氣增壓消耗的能量也將更加可觀，調(diào)壓環(huán)節(jié)的能量浪費也就更大，不可忽視。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題就是提供一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，回收管網(wǎng)內(nèi)燃氣調(diào)壓過程中的能量。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，包括燃氣膨脹機和膨脹機功能量回收裝置，燃氣進入燃氣膨脹機膨脹作功，壓力降低至設定的水平后，進入管網(wǎng)或用氣設備中，所述膨脹機功能量回收裝置回收燃氣膨脹機膨脹作功的能量。
[0006]優(yōu)選的，所述膨脹機功能量回收裝置為發(fā)電機，燃氣膨脹機對稱固定在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸的兩端組成膨脹機功能量發(fā)電裝置。
[0007]優(yōu)選的，燃氣經(jīng)過濾器過濾后，分成兩路，再經(jīng)進口導葉調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后進入燃氣膨脹機膨脹作功。
[0008]優(yōu)選的，所述過濾器進口側(cè)和出口側(cè)均設有截止閥，所述燃氣膨脹機的出口也設置截止閥。
[0009]優(yōu)選的，所述燃氣膨脹機采用離心式葉輪、螺桿式轉(zhuǎn)子或者活塞式、羅茨式、渦旋式結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選的，所述燃氣膨脹機出口設置熱管換熱器，所述熱管換熱器從空氣中吸熱，所述熱管換熱器的冷凝段向燃氣放熱，加熱燃氣。
[0011]優(yōu)選的，所述燃氣膨脹機的進氣端設有一分支管引部分燃氣進入燃燒室，所述燃燒室連接換熱器，燃燒室內(nèi)燃氣燃燒產(chǎn)生的高溫燃氣進入換熱器預先加熱燃氣，升溫后的燃氣再進入燃氣膨脹機。
[0012]優(yōu)選的，采用離心式葉輪的離心式膨脹機采用的軸承上設有儲氣套，在軸承和儲氣套間設有儲氣室，在軸承上開節(jié)流孔，壓力燃氣進入儲氣室，通過節(jié)流孔進入軸承氣隙，提供對軸承的支承。
[0013]優(yōu)選的，兩套以上的膨脹機功能量發(fā)電裝置并聯(lián)運行，每套膨脹機功能量發(fā)電裝置進口端設有一個截止閥。
[0014]優(yōu)選的，燃氣計量裝置通過測量燃氣膨脹機轉(zhuǎn)速及燃氣膨脹機進出口燃氣溫度、壓力計算燃氣流量。
[0015]本實用新型采用離心式或螺桿式、活塞式、羅茨式等膨脹機回收燃氣壓力能，燃氣進入膨脹機膨脹作功，壓力降低至需要的水平后，進入管網(wǎng)或用氣設備中，測量膨脹機轉(zhuǎn)速及燃氣進出口溫度、壓力等能參數(shù)，即可計算得到燃氣流量。
[0016]本實用新型的有益效果是:在完成調(diào)壓、流量計量的同時，實現(xiàn)燃氣壓力能的回收，避免了能量浪費，提高燃氣輸配系統(tǒng)能源效率。

【附圖說明】

[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型專利進一步說明。
[0018]圖1是本實用新型能量回收調(diào)壓器的系統(tǒng)原理圖。
[0019]圖2是熱管換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是氣浮軸承結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是并聯(lián)的調(diào)壓器示意圖。
[0022]圖5帶燃燒加熱系統(tǒng)的調(diào)壓器原理圖
[0023]圖中，1.過濾器，2.第一截止閥，3.進口導葉調(diào)節(jié)器，4.燃氣膨脹機，5.發(fā)電機，6.轉(zhuǎn)軸，7.第二截止閥，8.換熱管，9.翅片，10.殼體，11.儲氣套，12.儲氣室，13.軸承，14.軸，15.換熱器，16.燃燒室，17.第三截止閥，18.第四截止閥，42.第五截止閥。

【具體實施方式】
[0024]圖1給出了能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置的原理圖。燃氣膨脹機4對稱固定在發(fā)電機5的轉(zhuǎn)軸6的兩端，管網(wǎng)中燃氣經(jīng)過濾器I過濾后，分成兩路，經(jīng)進口導葉調(diào)節(jié)器3進入燃氣膨脹機4膨脹作功，驅(qū)動發(fā)電機5發(fā)電，燃氣膨脹后壓力降低，進入用氣設備或次級管網(wǎng)。為便于維護，過濾器I前后設有第一截止閥2，該能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置的出口設置第二截止閥7。上述燃氣膨脹機可采用離心式葉輪、螺桿式轉(zhuǎn)子、活塞式、羅茨式、渦旋式等機械。
[0025]當能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置進口壓力較高時，膨脹后的燃氣溫度較低，為不影響管網(wǎng)和設備系統(tǒng)運行，能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置出口設置熱管換熱器，如圖2所不，所述熱管換熱器包括換熱管8、翅片9和殼體10，利用空氣熱；)；含加熱燃氣。換熱管水平布置，兩端為蒸發(fā)器，換熱管外側(cè)設置翅片，從空氣中吸熱，中間為冷凝段，布置在殼體10中，冷凝段向燃氣放熱，加熱燃氣，使其溫度恢復。換熱管也可傾斜或豎直布置，低端為蒸發(fā)段，從空氣中吸熱，高端為冷凝段，加熱燃氣。
[0026]圖4給出了通過燃燒預熱燃氣、提高能量回收和利用效率的方案。從能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置供氣端引部分燃氣進入燃燒室16，燃燒產(chǎn)生的高溫燃氣進入換熱器15預先加熱燃氣，升溫后的燃氣再進入能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置膨脹、降壓，同時在燃燒室16入口側(cè)兩分支管路上分別設有第三截止閥17、第四截止閥18控制分支管路通斷。由于燃氣膨脹機進口燃氣溫度提高，燃氣膨脹可輸出更多機械功，提高了能量回收效率。
[0027]為提高效率，減少維護工作，離心式燃氣膨脹機采用圖3所示的氣浮軸承結(jié)構(gòu)，其中，軸承13安裝于軸14上，軸承13上設有儲氣套11，軸承13和儲氣套11間有儲氣室12，在軸承13上開節(jié)流孔，管網(wǎng)中的壓力燃氣進入儲氣室，通過節(jié)流孔進入氣隙，提供對軸承的支承，克服油潤滑軸承需維護、機械效率低等缺點。
[0028]為適應流量需求變化，如圖5所示，采用兩套或兩套以上能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置并聯(lián)運行，兩套能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置共用一個過濾器1，兩套能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置在供氣端均設置一個第五截止閥42，通過第五截止閥42的開關(guān)控制能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置運行的臺數(shù)，從而調(diào)節(jié)流量，穩(wěn)定壓力。
【權(quán)利要求】
1.一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，其特征在于:包括燃氣膨脹機和膨脹機功能量回收裝置，燃氣進入燃氣膨脹機膨脹作功，壓力降低至設定的水平后，進入管網(wǎng)或用氣設備中，所述膨脹機功能量回收裝置回收燃氣膨脹機膨脹作功的能量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，其特征在于:所述膨脹機功能量回收裝置為發(fā)電機，燃氣膨脹機對稱固定在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸的兩端組成膨脹機功能量發(fā)電裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，其特征在于:燃氣經(jīng)過濾器過濾后，分成兩路，再經(jīng)進口導葉調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后進入燃氣膨脹機膨脹作功。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，其特征在于:所述過濾器進口側(cè)和出口側(cè)均設有截止閥，所述燃氣膨脹機的出口也設置截止閥。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，其特征在于:所述燃氣膨脹機采用離心式葉輪、螺桿式轉(zhuǎn)子或者活塞式、羅茨式、渦旋式結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，其特征在于:所述燃氣膨脹機出口設置熱管換熱器，所述熱管換熱器從空氣中吸熱，所述熱管換熱器的冷凝段向燃氣放熱，加熱燃氣。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，其特征在于:所述燃氣膨脹機的進氣端設有一分支管引部分燃氣進入燃燒室，所述燃燒室連接換熱器，燃燒室內(nèi)燃氣燃燒產(chǎn)生的高溫燃氣進入換熱器預先加熱燃氣，升溫后的燃氣再進入燃氣膨脹機。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，其特征在于:采用離心式葉輪的離心式膨脹機采用的軸承上設有儲氣套，在軸承和儲氣套間設有儲氣室，在軸承上開節(jié)流孔，壓力燃氣進入儲氣室，通過節(jié)流孔進入軸承氣隙，提供對軸承的支承。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能量回收型燃氣調(diào)壓計量裝置，其特征在于:兩套以上的膨脹機功能量發(fā)電裝置并聯(lián)運行，每套膨脹機功能量發(fā)電裝置進口端設有一個截止閥。
【文檔編號】F17D3-01GK204300703SQ201420711346
【發(fā)明者】張光玉, 蔣興鵬, 劉喆 [申請人]浙江理工大學, 張光玉