未來潛力與發(fā)展方向天然氣壓差發(fā)電技術(shù)前景廣闊:?資源潛力?:預(yù)計(jì)2030年我國天然氣消費(fèi)量達(dá)5500-6000億立方米,壓力能年轉(zhuǎn)化潛力近200億度電,可滿足超大城市用電需求。??3??4?技術(shù)拓展?:東方汽輪機(jī)等企業(yè)正研發(fā)10兆瓦級(jí)機(jī)組,并向氣田、集注站、分輸站等場景延伸,提升系統(tǒng)集成效率和智慧化水平。??3??4?政策推動(dòng)?:作為化石能源向新能源過渡的關(guān)鍵技術(shù),獲國家能源局支持,納入電力行業(yè)創(chuàng)新成果示范項(xiàng)目。
可應(yīng)用領(lǐng)域包括:各種余壓余熱回收利用,高效熱泵蒸發(fā)、精餾,儲(chǔ)能調(diào)峰,海水淡化和高效制冷等。結(jié)合各行業(yè)的節(jié)能應(yīng)用需求,公司已成功開發(fā)完成天然氣壓差發(fā)電、蒸汽壓差發(fā)電和高溫壓縮儲(chǔ)能等裝備,其中,天然氣壓差發(fā)電已成功完成工業(yè)化應(yīng)用和小批量生產(chǎn)推廣,進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化量產(chǎn)階段。 缺點(diǎn):受天氣影響大,對(duì)電網(wǎng)要求高,電價(jià)受市場化影響大。山東昆侖燃?xì)馓烊粴鈮翰畎l(fā)電案例

根據(jù)壓力差等級(jí)、應(yīng)用場景及設(shè)備選型的不同,天然氣壓差發(fā)電技術(shù)可分為大型化集中式、中小型分布式及微型一體化三種類型,各類技術(shù)具有不同的適用范圍與技術(shù)特點(diǎn)。大型化集中式壓差發(fā)電技術(shù)適用于長輸管道分輸站、大型城市門站等壓力差大、流量穩(wěn)定的場景,單套系統(tǒng)裝機(jī)容量通常在1000kW以上,部分大型項(xiàng)目可達(dá)10MW。該技術(shù)通常采用渦輪式透平機(jī),搭配高效換熱系統(tǒng)與大容量發(fā)電機(jī),系統(tǒng)效率可達(dá)65%-70%。其優(yōu)勢(shì)在于發(fā)電規(guī)模大、單位投資成本低、運(yùn)行穩(wěn)定性強(qiáng),適合與電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,為區(qū)域提供穩(wěn)定的綠色電能。例如,西氣東輸管道某分輸站的壓差發(fā)電項(xiàng)目,裝機(jī)容量5MW,年發(fā)電量達(dá)4000萬kWh,全部接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng),成為區(qū)域重要的補(bǔ)充電源。湖北中海油天然氣壓差發(fā)電用途三、整個(gè)發(fā)電過程不消耗天然氣,實(shí)現(xiàn)零碳排放,是真正清潔高效的分布式能源項(xiàng)目,具有良好的節(jié)能減排效益。

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(duì)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(jì)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(gè)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)
透平機(jī)式發(fā)電機(jī)系統(tǒng)主要由透平膨脹機(jī)、減速箱、發(fā)電機(jī)、潤滑油系統(tǒng)、并網(wǎng)控制系統(tǒng)、密封系統(tǒng)等組成,機(jī)組采用撬裝型式,結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便。透平技術(shù)比較成熟,適用于0.5-10MPa大流量、高進(jìn)口壓力,易實(shí)現(xiàn)大功率,等熵效率高:75-80%以上。壓力越高,從噴嘴處獲得的動(dòng)能越大,膨脹效率有保障。透平適應(yīng)天然氣壓力波動(dòng)工況的能力有限,對(duì)工質(zhì)要求較高,且由膨脹過程中產(chǎn)生的低溫導(dǎo)致的氣流夾雜有液體的現(xiàn)象,易對(duì)葉輪造成損壞。透平膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速高,可達(dá)每分鐘上萬轉(zhuǎn),要配備由減速設(shè)備,會(huì)損失部分機(jī)械功率。且密封要求高,透平機(jī)現(xiàn)在基本都采用干氣密封,無法實(shí)現(xiàn)天然氣零泄露。透平膨脹機(jī)啟停操作流程復(fù)雜。后期維護(hù)成本高。屬于第三代膨脹機(jī)技術(shù),可有效適用于現(xiàn)代分布式用能場景的能源高效利用需求。

一套完整的天然氣壓差發(fā)電系統(tǒng)通常由氣體預(yù)處理單元、膨脹做功單元、發(fā)電單元、換熱單元、控制系統(tǒng)及并網(wǎng)單元組成,各單元協(xié)同工作,確保系統(tǒng)安全、高效運(yùn)***體預(yù)處理單元是系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ),主要功能是去除天然氣中的雜質(zhì)(如粉塵、水分、硫化物),避免雜質(zhì)磨損透平機(jī)葉片或造成設(shè)備腐蝕。該單元通常包含過濾器、脫水裝置、脫硫裝置等,根據(jù)天然氣氣質(zhì)條件可調(diào)整處理流程,例如在含硫量較高的天然氣管道中,需增設(shè)高效脫硫裝置,確保進(jìn)入透平機(jī)的天然氣符合清潔標(biāo)準(zhǔn)。一、開發(fā)高效能源轉(zhuǎn)換裝備,致力于為客戶提供專業(yè)的能源科技服務(wù),來提高企業(yè)能源的利用效率。黑龍江壓力能應(yīng)用天然氣壓差發(fā)電電能
國內(nèi)天然氣壓差發(fā)電應(yīng)用與國外相比,我國的天然氣壓差發(fā)電示范工程或工程應(yīng)用起步較晚。山東昆侖燃?xì)馓烊粴鈮翰畎l(fā)電案例
天然氣在生產(chǎn)和輸配過程中擁有眾多的節(jié)流點(diǎn),壓力能資源十分豐富,開展壓力能回收利用對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能減排具有重要意義。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,且實(shí)際應(yīng)用案例中仍然存在一些工程問題需要解決,如確保穩(wěn)定的運(yùn)行流量邊界條件對(duì)于天然氣壓差發(fā)電應(yīng)用更具投資優(yōu)勢(shì)等。相信隨著天然氣壓差發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,天然氣壓差發(fā)電作為一種新型綠色的能源回收利用方式具有廣闊的應(yīng)用前景,也必將對(duì)推動(dòng)生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展提供重要助力。山東昆侖燃?xì)馓烊粴鈮翰畎l(fā)電案例
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