CN109162672A - 一种天然气井口压力能发电的节流*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气井口压力能发电的节流***，包括膨胀机组、空冷器和发电机，膨胀机组由至少三级膨胀机串联而成，膨胀机组中的第一级膨胀机的进气端与一进气管连接、排气端通过一第一输送管空冷器连接，膨胀机组中的最后一级膨胀机的进气端通过一第二输送管与空冷器连接、排气端与一排气管连接，膨胀机组中的位于第一级膨胀机和最后一级膨胀机之间的其他膨胀机的进气端通过第二输送管与空冷器连接、排气端通过第一输送管与空冷器连接，第二输送管和排气管上都设有电加热装置，电加热装置与发电机电连接。本发明提供的节流***，能充分利用天然气在节流过程中损失掉的压力能，节约额外消耗的热能，达到降低成本和安全隐患的目的。
Description
技术领域
本发明属于燃气输送和发电技术领域，具体涉及一种天然气井口压力能发电的节流***。
背景技术
天然气在采集过程中，天然气有较高压力和很高的湿度，为了节省投资及安全生产，需要对井下天然气进行节流降压，然后再进行地面集输、预处理等生产过程。天然气从气井采出后，在流经节流元件时，天然气由于节流做作用，体积膨胀、压力降低、温度急剧下降，导致形成天然气水合物或者使凝析水结冰堵塞管道；同时，过低的温度也会造成管道材料冷脆性增加，带来安全隐患。为防止上述不利现象，目前国内外通常采用的井场天然气集输工艺流程有两种：
(1)在井口利用加热炉(燃烧部分天然气)来加热天然气。如果井口是高含硫天然气，则不能直接燃烧本井口天然气，需要另外铺管外引天然气，建设成本相当高。
(2)向天然气中喷注防冻抑制剂(如甲醇)。这种方法不能减少过低的温度对管道材料造成的冷脆性安全隐患。
除此之外，这两种工艺的能量消耗主要集中在气体节流过程中的压力能损失和气体加热过程中的热能消耗，尤其对于常温分离工艺，经过加热后的天然气必须达到60℃左右才能进入分离器。如果能充分利用在节流过程中损失掉的压力能，同时节约额外消耗的热能，则不仅可以产生巨大的经济效益，而且可以消除天然气燃烧所引起的环境污染。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是提供一种天然气井口压力能发电的节流***，使其能充分利用在节流过程中损失掉的压力能，节约额外消耗的热能，降低成本和安全隐患。
为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：一种天然气井口压力能发电的节流***，包括膨胀机组、空冷器和发电机，所述膨胀机组由至少三级膨胀机串联而成、且与所述发电机同轴设置，所述膨胀机组中的第一级膨胀机的进气端与一进气管连接、排气端通过一第一输送管所述空冷器连接，所述膨胀机组中的最后一级膨胀机的进气端通过一第二输送管与所述空冷器连接、排气端与一排气管连接，所述膨胀机组中的位于所述第一级膨胀机和最后一级膨胀机之间的其他膨胀机的进气端通过所述第二输送管与所述空冷器连接、排气端通过所述第一输送管与所述空冷器连接，所述第二输送管和所述排气管上都设有电加热装置，所述电加热装置与所述发电机电连接。
进一步地，所述电加热装置为加热带。
本发明的有益效果：本发明提供的天然气井口压力能发电的节流***，由于加热带的电能由发电机提供，发电机的发出的电力由天然气在膨胀机组减压做功产生。因此，本发明提供的节流***能充分利用天然气在节流过程中损失掉的压力能，节约额外消耗的热能，达到降低成本和安全隐患的目的。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明提供一种天然气井口压力能发电的节流***，包括膨胀机组、空冷器8、发电机6、进气管1、排气管、第一输送管7、第二输送管9和加热装置。
膨胀机组由至少三级膨胀机串联而成、且与发电机6同轴设置，本实施例中，优选膨胀机组的级数为四级。第一级膨胀机2的进气端与进气管1连接、排气端通过一根第一输送管7与空冷器8连接。第二级膨胀机3的进气端通过一根第二输送管9与空冷器8连接、排气端通过一根第一输送管7与空冷器8连接，第三级膨胀机4的设置与第二级膨胀机3相同，第四级膨胀机5的进气端通过一根第二输送管9与空冷器8连接、排气端与排气管连接。每根第二输送管9上以及排气管上都设置电加热装置，该电加热装置与发电机6连接。优选电加热装置为加热带10，加热带10直接缠绕在第二输送管9和排气管上。
工作原理：由进口出来的高压天然气由进气管1进入膨胀机组中的第一级膨胀机2，进行第一步减压，减压的温度控制在-5℃左右。从第一级膨胀机2出来后的低温天然气经第一输送管7送入到空冷器8，利用空气热量加热天然气。被空冷器8加热后的天然气，经第二输送管9送入到第二级膨胀机3内，天然气经过第二输送管9的过程中被加热带10加热。以此类推，最终天然气被加热到合适温度后从排气管排出。
由于加热带10的电能由发电机6提供，发电机6的发出的电力由天然气在膨胀机组减压做功产生。因此，本发明提供的节流***能充分利用天然气在节流过程中损失掉的压力能，节约额外消耗的热能，达到降低成本和安全隐患的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.一种天然气井口压力能发电的节流***，其特征在于：包括膨胀机组、空冷器和发电机，所述膨胀机组由至少三级膨胀机串联而成、且与所述发电机同轴设置，所述膨胀机组中的第一级膨胀机的进气端与一进气管连接、排气端通过一第一输送管所述空冷器连接，所述膨胀机组中的最后一级膨胀机的进气端通过一第二输送管与所述空冷器连接、排气端与一排气管连接，所述膨胀机组中的位于所述第一级膨胀机和最后一级膨胀机之间的其他膨胀机的进气端通过所述第二输送管与所述空冷器连接、排气端通过所述第一输送管与所述空冷器连接，所述第二输送管和所述排气管上都设有电加热装置，所述电加热装置与所述发电机电连接。
2.根据权利要求1所述的节流***，其特征在于：所述电加热装置为加热带。
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