[00001793]天然氣壓力能回收發電
技術詳細介紹
項目簡介：
天然氣是目前全球廣泛采用的一種清潔能源，高壓天然氣在從井口產出到用戶使用，一直處于一個不斷降壓的過程,從天然氣井口輸出的天然氣壓力能最高能夠達到60兆帕，平均壓力也在30兆帕左右，一般需要多級降壓，才能到達用戶使用的0.1兆帕，高壓天然氣在截流降壓的過程中會產生很大的壓力降，釋放大量的能量，我們把這部分能量稱作天然氣的壓力能，在目前在各個降壓階段所使用的調壓器，功能單一，只是起到一個截流降壓的作用，將體量巨大的壓力能釋放在調壓器的彈簧上面，天然氣的壓力能就被白白的浪費掉了，而且到目前為止，國內外的情況都是一樣的，如果能采用適當的方式回收利用這部分壓力能，將能在很大程度上提高能源利用率和天然氣管網運行的經濟性。而且，隨著城市天然氣應用力度的逐漸增加，天然氣管網的發展，天然氣的壓力能回收利用技術將具有廣闊的發展空間和現實意義。
目前一項新的專利技術，《氣壓式水輪發電裝置》專利號;2013105810725，可以實現替代調壓器。完成截流降壓,平穩供氣的同時，將天然氣壓力能轉換成電能，該發明專利技術利用氣體壓力能作為動能，通過壓力容器給水加壓，形成高壓的人造水頭，再通過導水射流機構，利用高速高壓的水流，沖動水輪機的轉輪旋轉，輸出機械能，通過聯軸器帶動發電機，轉變成電能。
《氣壓式水輪發電裝置》于 2015 年獲得得國家知識產權局授予發明專利，目前依據該專利技術建設了一套由壓縮空氣模擬天然氣壓力能的回收發電裝置，裝機容量 2.5 千瓦，已經試驗成功，該裝置整體工藝流程達到設計要求，能夠保證各個階段，天然氣調壓站的截流降壓 連續平穩供氣，安全運行，以日處理 60 萬立方米的一個小型的天然氣調壓站為例，壓力從 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，壓力能損失每小時為 1114 度電，相當于每年損失 976 萬千瓦時的清潔能源，每度電按 0.5 元計算可增收節支 487 萬元。
按 2018 年我國自產天然氣產量 1578 億立方米，我國自產天然氣每年又以 8%的速度遞增，我們只分析了我國天然氣長輸管網壓力從 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，這一小段降壓過程中的壓力能損耗，預計總裝機容量也可達一百萬千瓦/時，每天可生產清潔電能2000千多萬千瓦，年發電量可達 88 億千瓦。我們分析預測，如果將高壓天然氣在從井口產出到用戶使用過程中的所有壓力能全部回收，總裝機容量可以達到4000萬千瓦，大約相當于兩個三峽發電站的總裝機容量，年發電量可達 3504億千瓦,如果折算成標準煤，
每年可節省標準煤 12264萬噸。
可減少二氧化碳排放 34934 萬噸。
減少二氧化硫排放 1051萬噸，
減少氮氧化物排放 525萬噸……。
該項目一旦能夠立項實施，有如下好處:
1，變廢為寶，資源整合利用，
2，可以生產大量的清潔性能源，為油氣領域開辟了再生清潔能源的全新市場;
3，可以為企業節能增效，增加國民生產總值，為GDP 的凈增長貢獻力量;
4，可以新增大量的就業崗位，緩解就業壓力;
5，為環境保護提供有力的保障，為締造綠水青山的家園創造良好的條件，為綠色地球貢獻力量;
綜上所述，該項目的研發符合國家首臺（套）重大技術裝備重點鼓勵發展的產業政策， 符合全面建設環境友好型和資源節約型社會的需求，技術含量高，方案設計合理，未來前景極其廣闊。
附件:天然氣壓力能回收發電技術背景
一直以來，人們一直致力于天然氣壓力能回收技術的研發，高速透平膨脹機，氣動馬達，螺桿膨脹機，都投入了大量的，人力.物力和財力，進行天然氣壓力能回收
高速透平膨脹機主要有三個問題一直難以克服：
1、高達上萬轉的高轉速，當連接只有1500轉的發電機時，必須通過一個高降速比的降速機，這種降速機目前國內很少廠家可以生產，而進口的降速機成本太高難以接受;
2、此設備必須配備一個油潤滑以及冷卻系統；而這個系統體積膨大，成本很高，同時伴隨專人維護、運行費用高、占地規模大等一系列問題。
3、高度清潔的、壓力平穩的連續供應的氣體
氣動馬達，
氣動馬達的主要缺點是，
1. 能量轉換效率低，
2. 結構復雜，體積龐大，
3.輸出轉速穩定性差，
螺桿膨脹機，
螺桿膨脹機主要缺點是，
1. 螺桿膨脹機和活塞膨脹機，都屬于容積式膨脹機， 膨脹機轉子和透平膨脹機轉子一樣都做高速旋轉運動，都有較高的齒頂線速度，每分鐘的轉速高達上萬轉，
2. 而且對氣源的純凈度要求非常高，
3. 設備本身造價昂貴，維護費用高，性價比偏低
項目核心創新點：
一種新的專利技術《氣壓式水輪發電裝置》專利號：2013105810725。
該發明專利技術利用氣體壓力能作為動能，通過壓力容器給水加壓，形成高壓的人造水頭，再通過導水射流機構，利用高速。高壓的水流，沖動水輪機的轉輪旋轉，輸出機械能，通過聯軸器帶動發電機，轉變成電能，
項目詳細用途：
如果能采用適當的方式回收利用這部分壓力能，將能在很大程度上提高能源利用率和天然氣管網運行的經濟性。隨著城市天然氣應用力度的逐漸增加，天然氣管網的發展，高壓天然氣的壓力能回收利用技術將具有廣闊的發展空間，具有現實意義。以日處理60萬立方米的天然氣門站為例，壓力從4。0兆帕降至0。4兆帕，壓力能損失每小時為1114度電，相當于每年損失976萬千瓦時的清潔能源，每度電按0。5元計算可增收節支487萬元。如果企業使用該套設備，1。3年可收回投資。
預期效益說明：
5。經濟效益及社會效益分析
天然氣是目前全球廣泛采用的一種清潔能源，高壓天然氣在從井口產出到用戶使用，一直處于一個不斷降壓的過程,從天然氣井口輸出的天然氣壓力能最高能夠達到60兆帕，平均壓力也在30兆帕左右，一般需要多級降壓，才能到達用戶使用的0.1兆帕，高壓天然氣在截流降壓的過程中會產生很大的壓力降，釋放大量的能量，我們把這部分能量稱作天然氣的壓力能，在目前在各個降壓階段所使用的調壓器，功能單一，只是起到一個截流降壓的作用，將體量巨大的壓力能釋放在調壓器的彈簧上面，天然氣的壓力能就被白白的浪費掉了，而且到目前為止，國內外的情況都是一樣的，如果能采用適當的方式回收利用這部分壓力能，將能在很大程度上提高能源利用率和天然氣管網運行的經濟性。而且，隨著城市天然氣應用力度的逐漸增加，天然氣管網的發展，天然氣的壓力能回收利用技術將具有廣闊的發展空間和現實意義。
目前一項新的專利技術，《氣壓式水輪發電裝置》專利號;2013105810725，可以實現替代調壓器。完成截流降壓,平穩供氣的同時，將天然氣壓力能轉換成電能，該發明專利技術利用氣體壓力能作為動能，通過壓力容器給水加壓，形成高壓的人造水頭，再通過導水射流機構，利用高速高壓的水流，沖動水輪機的轉輪旋轉，輸出機械能，通過聯軸器帶動發電機，轉變成電能。
《氣壓式水輪發電裝置》于 2015 年獲得得國家知識產權局授予發明專利，目前依據該專利技術建設了一套由壓縮空氣模擬天然氣壓力能的回收發電裝置，裝機容量 2.5 千瓦，已經試驗成功，該裝置整體工藝流程達到設計要求，能夠保證各個階段，天然氣調壓站的截流降壓 連續平穩供氣，安全運行，以日處理 60 萬立方米的一個小型的天然氣調壓站為例，壓力從 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，壓力能損失每小時為 1114 度電，相當于每年損失 976 萬千瓦時的清潔能源，每度電按 0.5 元計算可增收節支 487 萬元。
按 2018 年我國自產天然氣產量 1578 億立方米，我國自產天然氣每年又以 8%的速度遞增，我們只分析了我國天然氣長輸管網壓力從 4.0兆帕降至 0.4 兆帕，這一小段降壓過程中的壓力能損耗，預計總裝機容量也可達一百萬千瓦/時，每天可生產清潔電能2000千多萬千瓦，年發電量可達 88 億千瓦。我們分析預測，如果將高壓天然氣在從井口產出到用戶使用過程中的所有壓力能全部回收，總裝機容量可以達到4000萬千瓦，大約相當于兩個三峽發電站的總裝機容量，年發電量可達 3504億千瓦,如果折算成標準煤，
每年可節省標準煤 12264萬噸。
可減少二氧化碳排放 34934 萬噸。
減少二氧化硫排放 1051萬噸，
減少氮氧化物排放 525萬噸……。
該項目一旦能夠立項實施，有如下好處:
1，變廢為寶，資源整合利用，
2，可以生產大量的清潔性能源，為油氣領域開辟了再生清潔能源的全新市場;
3，可以為企業節能增效，增加國民生產總值，為GDP 的凈增長貢獻力量;
4，可以新增大量的就業崗位，緩解就業壓力;
5，為環境保護提供有力的保障，為締造綠水青山的家園創造良好的條件，為綠色地球貢獻力量;
綜上所述，該項目的研發符合國家首臺（套）重大技術裝備重點鼓勵發展的產業政策， 符合全面建設環境友好型和資源節約型社會的需求，技術含量高，方案設計合理，未來前景極其廣闊。
附件:天然氣壓力能回收發電技術背景
一直以來，人們一直致力于天然氣壓力能回收技術的研發，高速透平膨脹機，氣動馬達，螺桿膨脹機，都投入了大量的，人力.物力和財力，進行天然氣壓力能回收
高速透平膨脹機主要有三個問題一直難以克服：
1、高達上萬轉的高轉速，當連接只有1500轉的發電機時，必須通過一個高降速比的降速機，這種降速機目前國內很少廠家可以生產，而進口的降速機成本太高難以接受;
2、此設備必須配備一個油潤滑以及冷卻系統；而這個系統體積膨大，成本很高，同時伴隨專人維護、運行費用高、占地規模大等一系列問題。
3、高度清潔的、壓力平穩的連續供應的氣體
氣動馬達，
氣動馬達的主要缺點是，
1. 能量轉換效率低，
2. 結構復雜，體積龐大，
3.輸出轉速穩定性差，
螺桿膨脹機，
螺桿膨脹機主要缺點是，
1. 螺桿膨脹機和活塞膨脹機，都屬于容積式膨脹機， 膨脹機轉子和透平膨脹機轉子一樣都做高速旋轉運動，都有較高的齒頂線速度，每分鐘的轉速高達上萬轉，
2. 而且對氣源的純凈度要求非常高，
3. 設備本身造價昂貴，維護費用高，性價比偏低
項目核心創新點：
一種新的專利技術《氣壓式水輪發電裝置》專利號：2013105810725。
該發明專利技術利用氣體壓力能作為動能，通過壓力容器給水加壓，形成高壓的人造水頭，再通過導水射流機構，利用高速。高壓的水流，沖動水輪機的轉輪旋轉，輸出機械能，通過聯軸器帶動發電機，轉變成電能，
項目詳細用途：
如果能采用適當的方式回收利用這部分壓力能，將能在很大程度上提高能源利用率和天然氣管網運行的經濟性。隨著城市天然氣應用力度的逐漸增加，天然氣管網的發展，高壓天然氣的壓力能回收利用技術將具有廣闊的發展空間，具有現實意義。以日處理60萬立方米的天然氣門站為例，壓力從4。0兆帕降至0。4兆帕，壓力能損失每小時為1114度電，相當于每年損失976萬千瓦時的清潔能源，每度電按0。5元計算可增收節支487萬元。如果企業使用該套設備，1。3年可收回投資。
預期效益說明：
5。經濟效益及社會效益分析
名稱 | 日處理60萬方天然氣調壓站裝機功率 | 預測國內天然氣調壓站裝機功率 |
裝機功率 | 1000KW/小時
| 10000000KW/小時
|
占地面積
| 15平米 | 15000平米
|
項目總投資 | 500萬， | 500000萬，
|
年發電量：
| 876萬KW·小時
| 876000萬KW·小時 |
年平均經營收入
| 438萬 | 438000萬 |
年均總成本為
| 30萬 | 30000萬 |
年節能服務費為
| 408萬 | 408000萬 |
項目動態投資回收期
| 1.3年 | 1.3年 |
每年可節省標準煤。
| 306噸 | 306000噸 |
減少二氧化碳排放
| 873.3噸 | 873300噸 |
減少二氧化硫排放 | 26.28噸 | 26280噸。 |
減少氮氧化物排放 | 13.14噸 | 13140噸 |
