[00001793]天然气压力能回收发电
技术详细介绍
项目简介：
天然气是目前全球广泛采用的一种清洁能源，高压天然气在从井口产出到用户使用，一直处于一个不断降压的过程,从天然气井口输出的天然气压力能最高能够达到60兆帕，平均压力也在30兆帕左右，一般需要多级降压，才能到达用户使用的0.1兆帕，高压天然气在截流降压的过程中会产生很大的压力降，释放大量的能量，我们把这部分能量称作天然气的压力能，在目前在各个降压阶段所使用的调压器，功能单一，只是起到一个截流降压的作用，将体量巨大的压力能释放在调压器的弹簧上面，天然气的压力能就被白白的浪费掉了，而且到目前为止，国内外的情况都是一样的，如果能采用适当的方式回收利用这部分压力能，将能在很大程度上提高能源利用率和天然气管网运行的经济性。而且，随着城市天然气应用力度的逐渐增加，天然气管网的发展，天然气的压力能回收利用技术将具有广阔的发展空间和现实意义。
目前一项新的专利技术，《气压式水轮发电装置》专利号;2013105810725，可以实现替代调压器。完成截流降压,平稳供气的同时，将天然气压力能转换成电能，该发明专利技术利用气体压力能作为动能，通过压力容器给水加压，形成高压的人造水头，再通过导水射流机构，利用高速高压的水流，冲动水轮机的转轮旋转，输出机械能，通过联轴器带动发电机，转变成电能。
《气压式水轮发电装置》于 2015 年获得得国家知识产权局授予发明专利，目前依据该专利技术建设了一套由压缩空气模拟天然气压力能的回收发电装置，装机容量 2.5 千瓦，已经试验成功，该装置整体工艺流程达到设计要求，能够保证各个阶段，天然气调压站的截流降压 连续平稳供气，安全运行，以日处理 60 万立方米的一个小型的天然气调压站为例，压力从 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，压力能损失每小时为 1114 度电，相当于每年损失 976 万千瓦时的清洁能源，每度电按 0.5 元计算可增收节支 487 万元。
按 2018 年我国自产天然气产量 1578 亿立方米，我国自产天然气每年又以 8%的速度递增，我们只分析了我国天然气长输管网压力从 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，这一小段降压过程中的压力能损耗，预计总装机容量也可达一百万千瓦/时，每天可生产清洁电能2000千多万千瓦，年发电量可达 88 亿千瓦。我们分析预测，如果将高压天然气在从井口产出到用户使用过程中的所有压力能全部回收，总装机容量可以达到4000万千瓦，大约相当于两个三峡发电站的总装机容量，年发电量可达 3504亿千瓦,如果折算成标准煤，
每年可节省标准煤 12264万吨。
可减少二氧化碳排放 34934 万吨。
减少二氧化硫排放 1051万吨，
减少氮氧化物排放 525万吨……。
该项目一旦能够立项实施，有如下好处:
1，变废为宝，资源整合利用，
2，可以生产大量的清洁性能源，为油气领域开辟了再生清洁能源的全新市场;
3，可以为企业节能增效，增加国民生产总值，为GDP 的净增长贡献力量;
4，可以新增大量的就业岗位，缓解就业压力;
5，为环境保护提供有力的保障，为缔造绿水青山的家园创造良好的条件，为绿色地球贡献力量;
综上所述，该项目的研发符合国家首台（套）重大技术装备重点鼓励发展的产业政策， 符合全面建设环境友好型和资源节约型社会的需求，技术含量高，方案设计合理，未来前景极其广阔。
附件:天然气压力能回收发电技术背景
一直以来，人们一直致力于天然气压力能回收技术的研发，高速透平膨胀机，气动马达，螺杆膨胀机，都投入了大量的，人力.物力和财力，进行天然气压力能回收
高速透平膨胀机主要有三个问题一直难以克服：
1、高达上万转的高转速，当连接只有1500转的发电机时，必须通过一个高降速比的降速机，这种降速机目前国内很少厂家可以生产，而进口的降速机成本太高难以接受;
2、此设备必须配备一个油润滑以及冷却系统；而这个系统体积膨大，成本很高，同时伴随专人维护、运行费用高、占地规模大等一系列问题。
3、高度清洁的、压力平稳的连续供应的气体
气动马达，
气动马达的主要缺点是，
1. 能量转换效率低，
2. 结构复杂，体积庞大，
3.输出转速稳定性差，
螺杆膨胀机，
螺杆膨胀机主要缺点是，
1. 螺杆膨胀机和活塞膨胀机，都属于容积式膨胀机， 膨胀机转子和透平膨胀机转子一样都做高速旋转运动，都有较高的齿顶线速度，每分钟的转速高达上万转，
2. 而且对气源的纯净度要求非常高，
3. 设备本身造价昂贵，维护费用高，性价比偏低
项目核心创新点：
一种新的专利技术《气压式水轮发电装置》专利号：2013105810725。
该发明专利技术利用气体压力能作为动能，通过压力容器给水加压，形成高压的人造水头，再通过导水射流机构，利用高速。高压的水流，冲动水轮机的转轮旋转，输出机械能，通过联轴器带动发电机，转变成电能，
项目详细用途：
如果能采用适当的方式回收利用这部分压力能，将能在很大程度上提高能源利用率和天然气管网运行的经济性。随着城市天然气应用力度的逐渐增加，天然气管网的发展，高压天然气的压力能回收利用技术将具有广阔的发展空间，具有现实意义。以日处理60万立方米的天然气门站为例，压力从4。0兆帕降至0。4兆帕，压力能损失每小时为1114度电，相当于每年损失976万千瓦时的清洁能源，每度电按0。5元计算可增收节支487万元。如果企业使用该套设备，1。3年可收回投资。
预期效益说明：
5。经济效益及社会效益分析
天然气是目前全球广泛采用的一种清洁能源，高压天然气在从井口产出到用户使用，一直处于一个不断降压的过程,从天然气井口输出的天然气压力能最高能够达到60兆帕，平均压力也在30兆帕左右，一般需要多级降压，才能到达用户使用的0.1兆帕，高压天然气在截流降压的过程中会产生很大的压力降，释放大量的能量，我们把这部分能量称作天然气的压力能，在目前在各个降压阶段所使用的调压器，功能单一，只是起到一个截流降压的作用，将体量巨大的压力能释放在调压器的弹簧上面，天然气的压力能就被白白的浪费掉了，而且到目前为止，国内外的情况都是一样的，如果能采用适当的方式回收利用这部分压力能，将能在很大程度上提高能源利用率和天然气管网运行的经济性。而且，随着城市天然气应用力度的逐渐增加，天然气管网的发展，天然气的压力能回收利用技术将具有广阔的发展空间和现实意义。
目前一项新的专利技术，《气压式水轮发电装置》专利号;2013105810725，可以实现替代调压器。完成截流降压,平稳供气的同时，将天然气压力能转换成电能，该发明专利技术利用气体压力能作为动能，通过压力容器给水加压，形成高压的人造水头，再通过导水射流机构，利用高速高压的水流，冲动水轮机的转轮旋转，输出机械能，通过联轴器带动发电机，转变成电能。
《气压式水轮发电装置》于 2015 年获得得国家知识产权局授予发明专利，目前依据该专利技术建设了一套由压缩空气模拟天然气压力能的回收发电装置，装机容量 2.5 千瓦，已经试验成功，该装置整体工艺流程达到设计要求，能够保证各个阶段，天然气调压站的截流降压 连续平稳供气，安全运行，以日处理 60 万立方米的一个小型的天然气调压站为例，压力从 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，压力能损失每小时为 1114 度电，相当于每年损失 976 万千瓦时的清洁能源，每度电按 0.5 元计算可增收节支 487 万元。
按 2018 年我国自产天然气产量 1578 亿立方米，我国自产天然气每年又以 8%的速度递增，我们只分析了我国天然气长输管网压力从 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，这一小段降压过程中的压力能损耗，预计总装机容量也可达一百万千瓦/时，每天可生产清洁电能2000千多万千瓦，年发电量可达 88 亿千瓦。我们分析预测，如果将高压天然气在从井口产出到用户使用过程中的所有压力能全部回收，总装机容量可以达到4000万千瓦，大约相当于两个三峡发电站的总装机容量，年发电量可达 3504亿千瓦,如果折算成标准煤，
每年可节省标准煤 12264万吨。
可减少二氧化碳排放 34934 万吨。
减少二氧化硫排放 1051万吨，
减少氮氧化物排放 525万吨……。
该项目一旦能够立项实施，有如下好处:
1，变废为宝，资源整合利用，
2，可以生产大量的清洁性能源，为油气领域开辟了再生清洁能源的全新市场;
3，可以为企业节能增效，增加国民生产总值，为GDP 的净增长贡献力量;
4，可以新增大量的就业岗位，缓解就业压力;
5，为环境保护提供有力的保障，为缔造绿水青山的家园创造良好的条件，为绿色地球贡献力量;
综上所述，该项目的研发符合国家首台（套）重大技术装备重点鼓励发展的产业政策， 符合全面建设环境友好型和资源节约型社会的需求，技术含量高，方案设计合理，未来前景极其广阔。
附件:天然气压力能回收发电技术背景
一直以来，人们一直致力于天然气压力能回收技术的研发，高速透平膨胀机，气动马达，螺杆膨胀机，都投入了大量的，人力.物力和财力，进行天然气压力能回收
高速透平膨胀机主要有三个问题一直难以克服：
1、高达上万转的高转速，当连接只有1500转的发电机时，必须通过一个高降速比的降速机，这种降速机目前国内很少厂家可以生产，而进口的降速机成本太高难以接受;
2、此设备必须配备一个油润滑以及冷却系统；而这个系统体积膨大，成本很高，同时伴随专人维护、运行费用高、占地规模大等一系列问题。
3、高度清洁的、压力平稳的连续供应的气体
气动马达，
气动马达的主要缺点是，
1. 能量转换效率低，
2. 结构复杂，体积庞大，
3.输出转速稳定性差，
螺杆膨胀机，
螺杆膨胀机主要缺点是，
1. 螺杆膨胀机和活塞膨胀机，都属于容积式膨胀机， 膨胀机转子和透平膨胀机转子一样都做高速旋转运动，都有较高的齿顶线速度，每分钟的转速高达上万转，
2. 而且对气源的纯净度要求非常高，
3. 设备本身造价昂贵，维护费用高，性价比偏低
项目核心创新点：
一种新的专利技术《气压式水轮发电装置》专利号：2013105810725。
该发明专利技术利用气体压力能作为动能，通过压力容器给水加压，形成高压的人造水头，再通过导水射流机构，利用高速。高压的水流，冲动水轮机的转轮旋转，输出机械能，通过联轴器带动发电机，转变成电能，
项目详细用途：
如果能采用适当的方式回收利用这部分压力能，将能在很大程度上提高能源利用率和天然气管网运行的经济性。随着城市天然气应用力度的逐渐增加，天然气管网的发展，高压天然气的压力能回收利用技术将具有广阔的发展空间，具有现实意义。以日处理60万立方米的天然气门站为例，压力从4。0兆帕降至0。4兆帕，压力能损失每小时为1114度电，相当于每年损失976万千瓦时的清洁能源，每度电按0。5元计算可增收节支487万元。如果企业使用该套设备，1。3年可收回投资。
预期效益说明：
5。经济效益及社会效益分析
名称 | 日处理60万方天然气调压站装机功率 | 预测国内天然气调压站装机功率 |
装机功率 | 1000KW/小时
| 10000000KW/小时
|
占地面积
| 15平米 | 15000平米
|
项目总投资 | 500万， | 500000万，
|
年发电量：
| 876万KW·小时
| 876000万KW·小时 |
年平均经营收入
| 438万 | 438000万 |
年均总成本为
| 30万 | 30000万 |
年节能服务费为
| 408万 | 408000万 |
项目动态投资回收期
| 1.3年 | 1.3年 |
每年可节省标准煤。
| 306吨 | 306000吨 |
减少二氧化碳排放
| 873.3吨 | 873300吨 |
减少二氧化硫排放 | 26.28吨 | 26280吨。 |
减少氮氧化物排放 | 13.14吨 | 13140吨 |
