福建清華技術(shù)天然氣壓差發(fā)電案例

影響天然氣壓差發(fā)電等熵效率的關(guān)鍵因素有天然氣成分?：甲烷(CH4)對等熵指數(shù)影響比較大，丙烷(C3H8)和二氧化碳(CO2)次之。雜質(zhì)如硫化氫(H2S)和氮?dú)?N2)會降低等熵指數(shù)?。溫度與壓力?：溫度升高會使等熵指數(shù)增大，而壓力增加則會使等熵指數(shù)減小?。工藝設(shè)計?：單級膨脹與兩級膨脹工藝的效率差異比較大，兩級膨脹工藝在上、下游壓力相同的情況下輸出技術(shù)功更多?。

中國天然氣發(fā)電的發(fā)展在中國，天然氣發(fā)電在電力供應(yīng)中的比例仍***低于全球平均水平，尚處于初步發(fā)展階段。但令人矚目的是，中海油和中石油這兩大石油巨頭已開始在這一新興領(lǐng)域展開激烈競爭。 膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)是天然氣壓差發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，其中膨脹機(jī)的功能是將天然氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。福建清華技術(shù)天然氣壓差發(fā)電案例

天然氣壓差發(fā)電裝置在發(fā)電過程不消耗天然氣，生產(chǎn)運(yùn)行過程中無污水、廢氣及固廢排放，不會對環(huán)境造成影響，是清潔高效的分布式能源。要解釋天然氣壓差發(fā)電，首先還得從壓差說起。在燃?xì)夤?，剛出廠的天然氣要經(jīng)過高壓管道運(yùn)輸，壓強(qiáng)超過10MPa。有的甚至被“壓”成了液體，于是就成了大家熟知的LNG罐頭，這么高壓力的天然氣，當(dāng)然無法直接送到你的廚房里。普通居民在廚房里使用的天然氣都是經(jīng)過“降壓”的中低壓天然氣。通常，燃?xì)庹{(diào)壓器是將高壓的天然氣直接進(jìn)行降壓，然后再輸出中低壓的天然氣，以滿足下游用戶的壓力需求。湖南容積式天然氣壓差發(fā)電案例盡管目前天然氣壓差發(fā)電工藝已有眾多項(xiàng)目落地，但大部分天然氣壓力能仍未充分利用。

雙轉(zhuǎn)子膨脹機(jī)是一種容積式膨脹機(jī)，其主要結(jié)構(gòu)是內(nèi)、外轉(zhuǎn)子，圍繞各自的軸同步轉(zhuǎn)動但不相互接觸。結(jié)構(gòu)可靠，皮實(shí)耐用，投資運(yùn)維成本低。系統(tǒng)輔機(jī)少，操作運(yùn)維簡單可靠：膨脹機(jī)與發(fā)電機(jī)直連，無需變速箱；磁性驅(qū)動，無需要干氣密封；軸承間歇噴油潤滑，自耗電少；軸端無泄漏：安全可靠，無消耗；變工況適應(yīng)性：可適應(yīng)70%以上波動；氣質(zhì)組分適應(yīng)性：允許氣液兩相、小粒徑雜質(zhì)。玄同科技的雙轉(zhuǎn)子膨脹機(jī)天然氣壓差發(fā)電技術(shù)安全可靠性高,技術(shù)先進(jìn),在天然氣壓差發(fā)電行業(yè)中具有獨(dú)占競爭優(yōu)勢,推廣應(yīng)用價值高。

膨脹機(jī)作為天然氣壓差發(fā)電耦合制冰系統(tǒng)的主要設(shè)備，其性能對系統(tǒng)的能效和經(jīng)濟(jì)性具有決定性影響。目前，主流的膨脹機(jī)類型包括雙轉(zhuǎn)子膨脹機(jī)、透平膨脹機(jī)、螺桿膨脹機(jī)和，這些設(shè)備在類別、承壓范圍、壓差適應(yīng)性、工作溫度、轉(zhuǎn)速、等熵效率、功率輸出、技術(shù)成熟度、結(jié)構(gòu)設(shè)計及應(yīng)用場景等方面表現(xiàn)出杰出差異。

雙轉(zhuǎn)子膨脹機(jī)技術(shù)源自美國德州農(nóng)工大學(xué)，玄同科技于2013年引進(jìn)該技術(shù)，并以新型轉(zhuǎn)子式膨脹機(jī)為主要開發(fā)天然氣壓差發(fā)電解決方案，高效回收管網(wǎng)天然氣的壓力能，在整個發(fā)電運(yùn)行過程中不消耗天然氣，零碳排放，在無一次能源消耗的前提下為企業(yè)提供清潔的電能及冷能，是真正清潔高效的綠色零碳能源。未來可廣泛應(yīng)用于余熱發(fā)電、熱泵精餾、制備壓縮天然氣、電力調(diào)峰、城市高效供暖等能源利用領(lǐng)域。（零碳先鋒——雙轉(zhuǎn)子膨脹機(jī)壓差發(fā)電裝備開發(fā)與應(yīng)用） 它是一種將氣體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的熱力設(shè)備，通過兩個反向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)氣體絕熱膨脹并驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

2020年，玄同科技自主研發(fā)生產(chǎn)的全球雙轉(zhuǎn)子天然氣壓力能回收工業(yè)化裝備應(yīng)用于四川和邦生物雙轉(zhuǎn)子膨脹壓差發(fā)電項(xiàng)目。項(xiàng)目全年發(fā)電量可達(dá)570 萬度，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1889噸，可減排二氧化碳5511噸。同年，重慶天然氣凈化廠引進(jìn)分廠壓差發(fā)電項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了天然氣壓差發(fā)電在國內(nèi)天然氣凈化廠的利用，該裝置設(shè)計用于發(fā)電的天然氣輸氣量230萬方/天，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到項(xiàng)目設(shè)計預(yù)期。

隨著我國天然氣行業(yè)的飛速發(fā)展，對于低碳環(huán)保和能量循環(huán)利用的需求變大，結(jié)合特定的工藝要求設(shè)計的壓力能回收裝置應(yīng)用實(shí)例逐漸增多。 用能場地變得更加分散，用能的需求也由集中式向分布式演變。河北中石油天然氣壓差發(fā)電項(xiàng)目方案

為后續(xù)進(jìn)行能效分析與計算奠定了基礎(chǔ)。福建清華技術(shù)天然氣壓差發(fā)電案例

天然氣多級膨脹壓差發(fā)電工藝由多個膨脹機(jī)與多個加熱器串聯(lián)組成，高壓天然氣流經(jīng)多個膨脹機(jī)，壓力逐級降低，直至壓力降至下游所需壓力。在相鄰膨脹機(jī)之間設(shè)置加熱裝置，通過中間加熱提高每級膨脹機(jī)的天然氣進(jìn)口溫度，進(jìn)而提高發(fā)電功率與出口天然氣溫度。相同上、下游天然氣參數(shù)的兩級膨脹與三級膨脹工藝相比，三級膨脹工藝輸出的技術(shù)功大于兩級膨脹工藝。因此，想要獲取比較大技術(shù)功，應(yīng)盡可能使膨脹過程趨于等溫膨脹脹，但等溫膨脹屬于一個理想過程，不可實(shí)現(xiàn)。福建清華技術(shù)天然氣壓差發(fā)電案例

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