氣壓力也為較大的2. 5MPa，此時(shí)燃?xì)饬髁繛?23kg/h，發(fā)電率為5. OlkW ;當(dāng)進(jìn)氣壓力為 較大的4. OMPa，而出氣壓力也為較大的1. 6MPa，此時(shí)燃?xì)饬髁吭?56kg/h ;或進(jìn)氣壓力為較 小的0. 4MPa，而出氣壓力也為較小的0. 2MPa，此時(shí)燃?xì)饬髁繛?34kg/h ;發(fā)電機(jī)額定發(fā)電功 率皆為10.0 lkW。當(dāng)進(jìn)氣壓力為較大的4. OMPa，而出氣壓力為較小的0. 4MPa，此時(shí)燃?xì)饬?量為410kg/h ;或進(jìn)氣壓力為1. 6MPa，而出氣壓力為較小的0. 4MPa，此時(shí)燃?xì)饬髁繛檩^大的 594kg/h ;發(fā)電率皆在20kW左右。當(dāng)進(jìn)氣壓力為較大的4MPa，而出氣壓力為較小的0? 2MPa， 此時(shí)燃?xì)饬髁繛檩^大的498kg/h ;發(fā)電率可達(dá)30.0 lkW?？梢?，若以500kg/h的天然氣流量為 該套裝置的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在80%~120%即4001^/11~6001^/11的范圍內(nèi)可通過調(diào)節(jié)天然氣 流量控制發(fā)電功率在5~30kW，所以本套發(fā)電系統(tǒng)可操作彈性大，能夠利用的壓力能范圍 大，廣譜性強(qiáng)，該生產(chǎn)裝置可以滿足大部分調(diào)壓站和計(jì)量站的用電要求，特別是對(duì)于一些偏 遠(yuǎn)地區(qū)的調(diào)壓站或者計(jì)量站，可不再用巨大代價(jià)進(jìn)行電網(wǎng)架設(shè)，具有良好的節(jié)能減排效果。
[0062] 表1燃?xì)饬髁颗c發(fā)電量、最大制冰量的關(guān)系表：
[0064] 5、表2顯示了天然氣在相同進(jìn)出口狀態(tài)下負(fù)載功率與制冰量之間的關(guān)系。
[0065] 選用一組發(fā)電功率恒定時(shí)負(fù)載變化與制冰量的關(guān)系分析。選用進(jìn)氣壓力為較大的 4. OMPa，而出氣壓力為較小的0. 2MPa，此時(shí)燃?xì)饬髁繛檩^大的498kg/h。從表2可看出當(dāng)負(fù) 載變化時(shí)，壓縮制冰量也隨之變化，且呈反比例關(guān)系變化。隨著負(fù)載功率的增大，制冰量隨 著減少。當(dāng)完全沒有負(fù)載時(shí)，制冰量日產(chǎn)達(dá)5. 7t ;當(dāng)負(fù)載為5. OkW時(shí)，制冰量日產(chǎn)為4. 5t ; 當(dāng)負(fù)載為10.0 kW時(shí)，制冰量日產(chǎn)為3. 3t ;當(dāng)負(fù)載為15. OkW時(shí)，制冰量日產(chǎn)為2. It ;當(dāng)負(fù)載 為20.0 kW時(shí)，制冰量日產(chǎn)0. 9t ;滿負(fù)載時(shí)，制冰量日產(chǎn)為0t?？梢姼鶕?jù)不同的負(fù)載，該裝置 可及時(shí)調(diào)整壓縮冷媒制冷循環(huán)的冷媒量，從而改變制冰量，裝置可操作彈性大，靈敏度高。 在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)可選用日平均負(fù)載功率去預(yù)測(cè)制冰量，所制得的冰可銷往就近的市場(chǎng)，如醫(yī) 院、超市等，且對(duì)于一些偏遠(yuǎn)的遠(yuǎn)離市場(chǎng)的地區(qū)也非常有用處，市場(chǎng)前景廣闊。
[0066] 表2負(fù)載變化與制冰量之間的關(guān)系表：
[0068] 本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是 對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ) 上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。 凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí) 用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置，其特征在于：包括監(jiān)測(cè) 調(diào)控系統(tǒng)、膨脹發(fā)電系統(tǒng)和冷媒制冷系統(tǒng)， 所述膨脹發(fā)電系統(tǒng)包括通過管路依次連接在高壓管網(wǎng)和低壓管網(wǎng)之間的透平膨脹機(jī) (10)，所述透平膨脹機(jī)（10)的輸出軸依次連接變速器（13)及雙軸發(fā)電機(jī)（14)的一軸，所 述雙軸發(fā)電機(jī)（14)的電力輸出端通過變壓同步器（20)向外供電； 所述冷媒制冷系統(tǒng)包括依靠管路依次連接形成冷媒循環(huán)回路的壓縮機(jī)（15)、換熱器 (12)、膨脹機(jī)（19)、制冷裝置（17)、冷媒儲(chǔ)罐（16)，所述透平膨脹機(jī)（10)流出的天然氣與 換熱器（12)換熱后進(jìn)入中低壓管網(wǎng)，所述壓縮機(jī)（15)與雙軸發(fā)電機(jī)（14)的另一軸驅(qū)動(dòng)連 接； 所述監(jiān)測(cè)調(diào)控系統(tǒng)包括：PLC(9);依次設(shè)置在高壓管網(wǎng)與透平膨脹機(jī)（10)進(jìn)氣口之間 管路上的第一電控閥（2)、壓力現(xiàn)場(chǎng)顯示器、溫度現(xiàn)場(chǎng)顯示器、第一流量計(jì)（7)、第一流量調(diào) 節(jié)閥（5);依次設(shè)置在所述透平膨脹機(jī)（10)與換熱器（12)之間管路上的壓力現(xiàn)場(chǎng)顯示器、 溫度現(xiàn)場(chǎng)顯示器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥（4);依次設(shè)置在換熱器（12)于低壓管網(wǎng)之間管路上的壓力 變送器、第二電控閥（3)、壓力現(xiàn)場(chǎng)顯示器、溫度現(xiàn)場(chǎng)顯示器；設(shè)置在變速器（13)與雙軸發(fā) 電機(jī)（14)之間的速度變送器；依次設(shè)置在壓縮機(jī)（15)與冷媒儲(chǔ)罐（16)之間管路上的第二 流量計(jì)（8)和第二流量調(diào)節(jié)閥（6);所述PLC(9)通過電路分別連接第二電控閥（3)、壓力變 送器、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥（4)、第一電控閥（2)、第一流量調(diào)節(jié)閥（5)、速度變送器、第二流量調(diào)節(jié)閥 (6) 〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置， 其特征在于：所述制冷裝置（17)為片冰機(jī)，所述膨脹機(jī)（19)與制冷裝置（17)之間的管路 上還設(shè)置有新鮮水預(yù)冷器（18)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置， 其特征在于：所述壓縮機(jī)（15)為往復(fù)式壓縮機(jī)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置， 其特征在于：所述變壓同步器（20)為XC-SG型三相變壓同步器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置， 其特征在于：所述雙軸發(fā)電機(jī)（14)為隔爆永磁發(fā)電機(jī)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置， 其特征在于：所述換熱器（12)為套管式換熱器，膨脹后的低溫天然氣流經(jīng)換熱器（12)的環(huán) 隙，經(jīng)壓縮的高溫冷媒流經(jīng)換熱器（12)的管內(nèi)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置， 其特征在于：所述膨脹機(jī)（19)為膨脹閥或星旋流體馬達(dá)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置， 其特征在于：所述制冷裝置（17)為干冰機(jī)。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置， 其特征在于：所述冷媒為R404a、R134a、R22、0)2或氨氣。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝 置，其特征在于：所述透平膨脹機(jī)（10)為6805型透平膨脹機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型提出一種利用天然氣壓力能膨脹發(fā)電與壓縮制冷的一體化裝置，包括監(jiān)測(cè)調(diào)控系統(tǒng)、膨脹發(fā)電系統(tǒng)和冷媒制冷系統(tǒng)，通過膨脹發(fā)電系統(tǒng)和冷媒制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電與制冷一體化，監(jiān)測(cè)調(diào)控系統(tǒng)保證發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定性、有效解決負(fù)載功率變化過大的問題、根據(jù)負(fù)載變化快速調(diào)節(jié)冷媒的壓縮量，進(jìn)而使得整個(gè)負(fù)載系統(tǒng)功率匹配發(fā)電量，保證發(fā)電機(jī)組持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)電力平衡，系統(tǒng)效率高，廣譜性強(qiáng)，冷量用于制冰，所以獲得電力的同時(shí)可獲得工業(yè)用或食品用冰。
【IPC分類】F01D15/10, F01D15/08, F25C1/00, F25B41/04, F25B41/06
【公開號(hào)】CN204984493
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520669136
【發(fā)明人】李夏喜, 邢琳琳, 王一君, 徐文東, 陳仲, 錢迪, 秦臻, 車子平
【申請(qǐng)人】北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司, 華南理工大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年8月31日