天然气减压能发电技术的研究
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《基于容积减压的气动发电系统控制策略研究》篇一一、引言随着工业技术的不断进步和能源需求的日益增长,气动发电系统在能源领域的应用越来越广泛。
基于容积减压的气动发电系统作为一种新型的发电方式,具有高效、环保、可持续等优点,因此受到了广泛关注。
本文旨在研究基于容积减压的气动发电系统的控制策略,以提高系统的发电效率和稳定性。
二、气动发电系统概述气动发电系统是一种利用气体压力能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能的装置。
其中,基于容积减压的气动发电系统是通过改变工作腔的容积来实现对气体压力的利用。
当气体通过管道进入工作腔时,由于容积的改变,气体的压力能得到有效的利用,从而驱动发电机产生电能。
三、控制策略研究(一)控制策略的必要性对于气动发电系统来说,控制策略的制定至关重要。
合理的控制策略能够确保系统在各种工况下都能保持高效、稳定的运行状态,从而提高发电效率和减少能源浪费。
此外,控制策略还能确保系统的安全性和可靠性,防止因操作不当或外界因素导致的系统故障。
(二)控制策略的研究内容1. 工作模式控制:根据实际需求和工况,调整气动发电系统的工作模式。
例如,在低气压环境下,可以通过增加工作腔的容积来提高系统的发电效率;而在高气压环境下,则可以通过调整工作腔的容积来防止系统过载。
2. 压力控制:通过精确控制气体进入工作腔的压力,确保系统在最佳工作状态下运行。
这需要采用先进的压力传感器和控制系统,实时监测和调整气体压力。
3. 速度控制:通过调整发电机的转速来控制系统的输出功率。
这需要根据实际需求和工况,采用合适的控制算法和传感器,实现对发电机转速的精确控制。
4. 故障诊断与保护:通过设置故障诊断模块和保护措施,及时发现和处理系统故障,确保系统的安全性和可靠性。
这需要采用先进的故障诊断技术和保护措施,如设置过载保护、过热保护等。
四、实验与分析为了验证所提出的控制策略的有效性,我们进行了大量的实验和分析。
实验结果表明,采用基于容积减压的气动发电系统控制策略能够显著提高系统的发电效率和稳定性。
电力系统中的天然气发电技术随着环境污染和能源消耗的双重压力增加,寻找可持续和清洁的能源替代品已成为当今世界的一个重要课题。
天然气作为一种绿色、高效、温室气体排放较低的能源,在电力系统中得到了越来越广泛的应用。
本文将从天然气发电技术的原理、优势和挑战等方面进行分析和探讨。
1. 天然气发电技术的原理天然气发电技术是利用天然气作为燃料,通过发电机将化学能转化为电能的过程。
与传统的煤炭和石油发电相比,天然气发电具有燃烧温度高、热值大、热效率高等优势。
天然气在燃烧过程中产生的烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放量相对较低,对环境的影响较小。
同时,天然气可以与可再生能源相结合,实现能源的可持续发展。
2. 天然气发电技术的优势2.1 清洁高效由于燃烧过程中的热效率高,天然气发电比传统燃煤和石油发电的热效率要高出很多。
同时,天然气燃烧产生的温室气体排放较少,对大气环境的污染程度较低。
这使得天然气发电技术成为一个清洁且高效的选择。
2.2 灵活性强天然气发电系统具有快速启动、停机和负荷调节的能力,适应电力系统对电力供应的快速变化需求。
这种灵活性有助于提高电网的可靠性,并解决可再生能源不可调节的问题。
2.3 节约成本在天然气资源丰富的地区,天然气发电的成本相对较低。
与传统发电方式相比,虽然投资初期可能较高,但在长期运行中,由于天然气燃料成本的下降和维护费用的降低,天然气发电系统的运营成本更为经济。
3. 天然气发电技术的挑战3.1 天然气供应不稳定天然气作为一种非可再生能源,其供应量受到地下气体资源的限制。
在一些地区,由于天然气供应不稳定,可能会对电力系统的稳定性造成一定的影响。
因此,需要建立更完善的天然气输送和储存系统,以确保电力系统的稳定供应。
3.2 温室气体排放问题尽管相对于燃煤和石油发电,天然气发电的温室气体排放较少,但仍然会产生一定量的二氧化碳。
随着环境污染问题的突出,如何减少天然气发电过程中的温室气体排放成为一个重要的挑战。
天然气差压能发电系统的可行性研究摘要:随着天然气使用范围的扩大,将会有大量的差压能可以利用发电。
燃气通过节流阀压力下降,产生差压能并释放大量冷量,在减压阀口发生霜冻现象,造成燃气管道堵塞。
常规的解决方案是通过换热器,对高压的天然气进行提前加热,这样不仅需要消耗大量天然气,而且会排放污染物,压降能量全部浪费,若采用透平膨胀机在节流阀处吸收差压能用以发电,将取得显著地经济效益和节能效果。
文章介绍了天然气差压能发电系统的构成及工艺流程,并分析了系统的可行性。
关键词:天然气;差压能发电;透平膨胀机1概述本工程建设规模为2×200MW级燃气-蒸汽联合循环热电机组,供热能力200t/h以上,考虑扩建的条件。
本工程燃料采用“西气东输”一线的天然气,来自于新疆塔里木盆地。
本工程所需天然气拟由城市分输站引接,厂址处于城市分输站东侧约500m,进厂天然气管线自分输站直埋敷设进厂,天然气管道接入点压力暂时按照4.0MPa考虑。
2常规设计描述本工程常规的设计方案为:来自于天然气供应公司输气管道的天然气在电厂边界外一米处与厂区天然气管道连接。
进入厂区之后天然气首先进入布置在厂区的天然气调压站,对厂外来气起控制、调压、加热、安全保护等作用,达到满足燃气轮机天然气进气品质的要求。
天然气调压站主要由进口开关阀、过滤器、调压器、切断阀、安全放散阀、出口开关阀等部分组成。
天然气经过调压站处理后,可以有效地清除燃气中的液滴和固体颗粒杂质,并在燃气轮机入口处维持主机允许的进气压力,保障机组运行的安全性。
3优化方案描述系统拟定天然气差压能回收透平发电装置是利用差压能,将天然气导入透平膨胀机作功,驱动发电机发电的一种能量回收装置。
该装置能回收原先由天然气调压站释放的能量,并解决原调压阀组减压时产生的管道振动和霜冻堵塞,这种能量回收的透平发电装置,无污染,零排放,是公认的节能环保装置。
天然气降压发电系统布置在高压管线和低压管线之间。
《基于容积减压的气动发电系统控制策略研究》篇一一、引言随着能源短缺和环境问题的日益严重,新型能源系统的研发和应用成为当代研究的热点。
气动发电系统以其独特的优点,如高效、环保、可再生的特性,受到了广泛关注。
特别是在工业和交通领域,气动发电系统具有巨大的应用潜力。
本文将重点研究基于容积减压的气动发电系统的控制策略,以提高其工作效能和系统的稳定性。
二、气动发电系统概述气动发电系统主要利用气体压力能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。
其中,容积减压是气动发电过程中的关键环节,它直接影响到系统的发电效率和稳定性。
在容积减压过程中,控制系统需要根据系统的工作状态和外部环境的变化,实时调整气体的流量和压力,以实现最优的发电效果。
三、控制策略研究1. 传感器技术应用传感器技术是气动发电系统控制策略的核心。
通过高精度的传感器,实时监测系统的压力、流量、温度等参数,为控制策略提供准确的数据支持。
同时,传感器还能实时反馈系统的运行状态,帮助控制系统及时调整工作参数,以应对外部环境的变。
2. 智能控制算法设计基于现代控制理论,设计智能化的控制算法是提高气动发电系统性能的关键。
通过对系统进行建模和分析,采用模糊控制、神经网络等先进的控制方法,实现对系统的精确控制。
此外,结合传感器数据,实现对系统的自适应调整和故障诊断,提高系统的稳定性和可靠性。
3. 容积减压优化策略在容积减压过程中,优化气体的流动路径和压力分配是提高系统性能的关键。
通过分析系统的运行状态和外部环境的变化,制定合理的容积减压策略。
例如,在低负荷运行时,通过调整阀门开度,减小气体流量和压力;在高负荷运行时,通过增加气体流量和压力,提高系统的发电效率。
同时,考虑到系统的能耗和排放问题,优化策略还需要考虑系统的节能降耗和环保性能。
四、实验验证与结果分析为了验证上述控制策略的有效性,本文进行了实验验证和结果分析。
首先,在实验室条件下搭建了气动发电系统实验平台,模拟实际工作环境下的运行状态。
天然气压差发电技术在调压门站的应用摘要:随着我国能源需求的不断增长,天然气已成为重要的清洁能源之一。
调压门站是天然气输送系统中一个重要的环节,通过对天然气进行减压和调节,使其满足下游用户的使用需求。
本文介绍了天然气压差发电技术在调压门站中的应用,并分析了其在提高能源利用效率、降低运行成本和减少碳排放等方面的优势。
关键词:天然气压差发电;调压门站;能源利用效率;运行成本;碳排放前言:随着我国工业化和城市化进程的快速发展,能源需求量逐年增加,能源安全问题日益突出。
天然气作为一种清洁、高效的能源,其在我国能源结构中的比重不断提高。
调压门站是天然气输送系统的一个重要组成部分,通过减压和调节等工艺过程,将高压管道输送的天然气转变为符合下游用户使用要求的低压气体。
然而,传统调压门站存在能源浪费、运营成本高、碳排放等问题,已经不能适应天然气产业的发展需求。
1天然气压差发电技术在调压门站中的应用近年来,天然气压差发电技术在调压门站中越来越得到了广泛的应用。
该技术利用天然气流动所产生的压力差,将其转化为电能,以供给调压门站运行所需的电力。
相对于传统的发电方式,天然气压差发电具有节能环保、运行稳定、维护简单等优势,因此其在调压门站中的应用前景广阔。
本文将介绍天然气压差发电技术在调压门站中的应用,并从能源利用效率、运行成本和碳排放等方面进行分析。
天然气压差发电技术利用天然气在流动过程中所产生的压力差,通过转化装置将其转化为电能。
具体而言,该技术主要包括两个组成部分:压缩机和涡轮发电机。
首先,经过初级压缩的高压天然气进入到涡轮机内进行膨胀,并驱动涡轮旋转。
随着涡轮机的运转,涡轮机转子上的磁场也随之旋转,与固定在外壳上的线圈感应出电势差。
这样就将天然气的压力能转化为电能,实现了天然气压差发电。
在这个过程中,可以通过控制涡轮发电机的负载来调节发电功率,以满足调压门站运行所需的电力。
天然气压差发电技术在调压门站中的应用,主要是利用天然气在调压过程中产生的压力差,将其转化为电能供给调压门站运行所需的电力。
天然气压差发电成功案例介绍天然气压差发电是一种利用天然气在流动过程中的压差来产生电能的技术。
通过利用天然气管道中不同地点的压差,可以有效地转化为可用的电能,实现能源的高效利用。
本文将介绍一个天然气压差发电的成功案例,详细探讨其原理、技术以及在能源领域中的应用前景。
案例背景位于某市的天然气调压站是一个关键的能源供给站点,负责将高压天然气转换为低压天然气,并分配给周边居民和企业。
由于该调压站处于高地势地区,天然气管道中存在大量的压差。
为了更好地利用这一压差能源,当地能源公司决定利用天然气压差发电技术来进行发电,并将其与传统的天然气调压站结合,实现能源的双重利用。
工作原理天然气压差发电利用了压缩天然气从高压到低压过程中的能量差,将其转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。
整个过程可以分为以下几个步骤:1. 天然气调压通过调压站将高压天然气转换为低压天然气。
此过程产生的压差是进行压差发电的基础。
2. 机械能生成将低压天然气通过喷嘴进入扩张装置,使其速度增加。
喷嘴的设计使天然气在扩张过程中产生高速的喷气流,喷气流的动能即为机械能。
3. 机械能转化通过喷气流驱动轮片或叶片转动,将机械能转化为机械动力。
4. 电能产生通过转动的轮片或叶片驱动发电机产生电能,最终输出为电网供给用户使用。
技术优势天然气压差发电具有以下技术优势,使得其在能源领域拥有广阔的应用前景:1. 高效利用能源通过利用天然气管道中已有的压差能源,实现对能源的高效利用,提高能源利用率。
2. 环保节能天然气是一种清洁能源,其燃烧过程中产生的污染较少。
通过利用压差发电技术,可以更好地减少对环境的污染,并提高整体能源利用的环保性。
3. 资源分布灵活天然气资源分布广泛,通过建设天然气调压站及压差发电设备,可以充分利用各地天然气资源,灵活布局能源供应。
4. 双重利用将天然气调压站与压差发电技术相结合,实现对能源的双重利用,提高能源供给的可持续性。
应用前景天然气压差发电技术具有广阔的应用前景,在能源领域可以发挥重要作用。
燃气发电研究报告随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,燃气发电作为一种清洁、高效的发电方式受到了广泛关注和应用。
本文将对燃气发电进行研究和探讨,旨在深入了解其原理、优势和应用前景。
一、燃气发电的原理和机制燃气发电是指利用燃气燃烧产生的热能,通过燃气轮机或内燃机转化为机械能,再由发电机将机械能转化为电能的过程。
燃气发电的基本原理是将燃气与空气混合并燃烧,释放出高温高压的燃气,进而驱动燃气轮机或内燃机旋转,最终带动发电机发电。
相比传统的燃煤发电,燃气发电的效率更高,污染更少,具有显著的环保优势。
二、燃气发电的优势和应用1. 高效性:燃气发电的高效性是其最大的优势之一。
燃气轮机的热效率可达40%以上,而内燃机的热效率也可达30%左右,远高于传统燃煤发电的热效率。
2. 清洁环保:燃气发电相比燃煤发电,其燃烧产生的废气中含有的二氧化硫、氮氧化物等有害物质极少,排放的二氧化碳也比较低,对大气环境的污染较小。
3. 快速启动:燃气发电设备启动时间短,一般只需几分钟即可达到额定功率,相比传统燃煤发电设备几个小时的启动时间,具有明显的优势。
4. 灵活性:燃气发电设备运行灵活,可根据实际负荷变化进行调整,适应电力负荷的波动,具有较好的调峰能力。
燃气发电广泛应用于电力、工业、商业和居民用电等领域。
在电力领域,燃气发电被用作主要的电源之一,为国家电网提供稳定可靠的电力供应。
在工业领域,燃气发电被应用于钢铁、化工、制药等行业,为工业生产提供电力支持。
在商业领域,燃气发电设备被广泛应用于大型商场、写字楼、酒店等场所,为商业用电提供可靠的能源供应。
在居民领域,燃气发电被用于小区、别墅等居民区域,为居民提供稳定的电力供应。
三、燃气发电的发展前景燃气发电作为一种清洁高效的能源转换方式,具有广阔的发展前景。
随着环保要求的不断提高,燃煤发电逐渐受到限制,而燃气发电作为一种清洁能源将迎来更多的应用机会。
此外,随着天然气资源的逐渐开发和利用,燃气的供应将更加充足,为燃气发电提供了可靠的能源保障。
天然气差压发电技术应用天然气差压发电技术应用摘要:当前,在我国,天然气压力能利用仍处于起步阶段,仅局部地区建立了试点工程,而大部分天然气压力能仍未充分利用。
天然气差压发电系统其主要流程是高压天然气从进气管进入透平膨胀机,带动连接其发电系统运作后,从排气管排出进入低压管网,其主要问题是膨胀降压过程伴随着数十度甚至上百度的温降,需利用加热系统进行换热。
推动天然气差压发电有着重大意义。
本文主要是针对差压发电技术,分析了其具体的应用,提出了具体的方案研究,旨在为相关研究提供参考,促进天然气的广泛应用。
关键词:天然气;差压发电;技术我国能源网处于快速发展中,天然气也已经成为普遍的生活能源。
然而在天然气管道运输中,一些调压站由于地理位置较为偏僻,还存在供电问题。
以一般城市燃气为例,地区供气量不断增大,调压站也随之建设范围较广,部分偏远调压站用电比较困难,基本的生活用电如照明,生产用电如风机、伴热带等得不到满足,而采用市电拉网程序复杂,价格昂贵。
目前大多采用较为妥协的处理办法,从周围农户搭接临时用电,不是长久之计,急需从根本上解决这一难题。
另外,太阳能发电及风力发电由于发电功率较小,受到环境天气影响较大,工作状态不稳定,经常会出现供电不足的情况,对于场站内部照明,摄像监控,仪表远传等用电,都存在一定的问题。
同时,随着天然气管网不断增长,压力不断增高,蕴含的大量压力能没有充分利用。
目前国内外的天然气管网压力能利用技术理论研究较多,主要包括将电能及冷能用于发电、调峰、制冷等。
近些年,我国的天然气管网压力能利用工程发展较快,但均处在示范研究阶段,至应用普及仍有一定差距。
一、技术方案介绍(一)工艺方案本套装置通过支路与原调压装置并联的形式,将一部分天然气进行膨胀发电。
利用天然气调压过程中的压力能,通过小型膨胀机将这一能量加以转化,在膨胀机转动的同时,连轴发电机进行发电。
发出的电力经过电力系统处理后,供给场站各处设备、照明、办公等用电。
天然气减压能发电技术的研究作者:敖曼李刚来源:《科技创新与应用》2017年第06期摘要:城镇燃气公司所接收的高压天然气,经过减压后送入城镇燃气管网。
目前我国天然气门站的工艺均无法利用天然气的压力能,因此,大量的能源被白白损失。
天然气压力能发电技术,可将压力能转化为电能,具有巨大的经济效益。
关键词:天然气减压能;发电;研究1 城镇天然气门站工艺城镇燃气公司销售经营天然气,通常是由上游大型能源企业通过长输管道供应的。
为了长距离输送气体,天然气在埋地管道中的运行压力往往高达4.0-6.0MPa以上。
以西气东输为例,国内段埋地管道经过十几个省市,国内主线长度超过四千公里,主线设计压力为10MPa。
而城镇燃气用户,使用的天然气只有几千帕,例如:居民用户的灶台燃气压力只有2kPa。
高压天然气通过上游能源企业的埋地管道,首先进入城镇燃气公司的天然气门站。
天然气门站的主要工艺由过滤、计量、调压、加嗅、分输几部分组成。
过滤是将高压天然气通过长途输送过程中携带的杂质去除;计量是为了与上游能源企业贸易结算设置的;调压是将高压天然气的压力降低;加嗅是防止天然气泄露用户无法查别;最后的天然气经过分输,送入城镇管网。
城镇燃气天然气门站的调压工艺,并不是一次性地将来自上游来的高压天然气调压至最终用户使用的低压力。
通常,门站将来自上游的4.0-6.0MPa的高压天然气调压之0.8-1.6MPa次高压进行分输。
次高压天然气再通过城镇内的各级调压站调压,最终调至低压力级别0.01MPa以下,到用户的燃烧器进行燃烧。
2 能源的损失问题上游大型能源企业在天然气输送首站,将从LNG接收站气化或是油井开采出来经过预处理的天然气用大型天然气压缩机加压至6.0-10.0MPa后,通过管线把燃气输送到城镇天然气门站。
而在天然气加压过程中,需要消耗的大量的电能。
同时,天然气在长埋地管道的输送过程中,其压力能也会有所消耗,所以在输送途中建有天然气加压站。
电力行业的天然气发电技术探索清洁能源替代方案随着世界能源消耗的不断增加和对环境保护意识的提高,寻找清洁能源替代方案成为了当今电力行业的重要课题之一。
在众多可再生能源中,天然气作为一种相对清洁的燃料,逐渐引起了电力行业的关注,被认为是一种理想的替代方案。
本文将对电力行业中天然气发电技术的探索和应用进行讨论。
一、天然气发电技术的优势天然气作为一种清洁能源,具有多种优势。
首先,天然气的燃烧过程中产生的污染物排放较少,不仅减少了对大气环境的污染,也降低了对人体健康的危害。
其次,天然气资源丰富,相比于传统煤炭等化石燃料,其开采和供应更加便利,能够满足电力行业的需求。
此外,天然气发电技术在排放、效率、运营成本等方面也具备不少优势,使其成为清洁能源替代方案的有力竞争者。
二、天然气发电技术的应用状况目前,电力行业已经广泛应用了天然气发电技术。
首先,天然气发电设备的技术水平得到了飞速提升,相比于过去的燃气轮机,现代天然气发电装置更加高效、灵活,能够适应不同负荷条件下的运行。
其次,电力行业在天然气供应链的建设上也取得了显著进展,包括天然气输送、储存等环节的完善,为天然气发电提供了坚实的基础。
此外,随着天然气资源的不断开发和供应价格的下降,天然气发电技术的应用范围也在不断扩大。
三、天然气发电技术的前景展望未来,天然气发电技术在电力行业的发展前景十分广阔。
首先,国际清洁能源政策的出台和环境问题的日益突出,将进一步促进天然气发电技术的应用。
其次,天然气发电技术的不断创新和提升,将进一步降低其运营成本,提高发电效率,提升其在能源市场中的竞争力。
此外,随着科技的进步,天然气发电技术与其他清洁能源技术的结合,也将为电力行业提供更多的替代方案。
总结:在电力行业中,天然气发电技术作为一种清洁能源替代方案,具有诸多优势和应用前景。
尽管还面临着一些挑战,如天然气资源的开采和供应问题以及设备技术的提升等,但其在减少污染物排放、改善空气质量、保护环境等方面具备独特的优势。
《基于容积减压的气动发电系统控制策略研究》篇一一、引言随着能源危机日益加剧,可再生能源的利用逐渐成为研究热点。
气动发电系统作为其中一种重要的可再生能源利用方式,具有环保、无污染等优点,越来越受到广泛关注。
基于容积减压的气动发电系统是一种高效、可靠的发电方式,其控制策略的研究对于提高系统运行效率和稳定性具有重要意义。
本文旨在研究基于容积减压的气动发电系统的控制策略,为气动发电系统的优化设计和运行提供理论依据。
二、气动发电系统概述气动发电系统是利用气体压力能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能的一种发电方式。
其中,基于容积减压的气动发电系统通过改变气体容积来调节压力,进而驱动发电机进行发电。
该系统主要由空气压缩机、储能装置、压力调节器、发电机等部分组成。
三、控制策略研究3.1 控制系统架构基于容积减压的气动发电系统的控制策略需要综合考虑系统的运行状态、环境因素等多个方面。
因此,控制系统架构应包括传感器、控制器和执行器等部分。
传感器用于实时监测系统的运行状态和环境因素;控制器根据传感器采集的数据进行分析和计算,制定相应的控制策略;执行器根据控制器的指令进行操作,实现系统的控制。
3.2 控制策略制定针对基于容积减压的气动发电系统,制定合适的控制策略是关键。
首先,需要根据系统的运行状态和环境因素,确定合适的压力设定值。
其次,通过调整空气压缩机的运行状态和储能装置的充放气量,实现系统压力的稳定控制。
此外,还需要考虑系统的响应速度和稳定性等因素,制定相应的控制算法和控制策略。
3.3 优化控制策略为了进一步提高系统的运行效率和稳定性,需要对控制策略进行优化。
一方面,可以通过改进控制算法和控制策略,提高系统的响应速度和稳定性;另一方面,可以通过对系统各部分的协同控制,实现系统的最优运行。
例如,可以通过优化空气压缩机的运行状态和储能装置的充放气量,实现系统能耗的最小化和效率的最大化。
四、实验与分析为了验证基于容积减压的气动发电系统控制策略的有效性,进行了相关实验。
《基于容积减压的气动发电系统控制策略研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展,对高效、清洁能源的需求愈发强烈。
气动发电系统作为一种新型的能源利用方式,具有环保、可持续等优点,其研究与应用逐渐受到广泛关注。
本文将重点研究基于容积减压的气动发电系统的控制策略,旨在提高系统的稳定性和效率,实现更优的能源利用。
二、系统概述基于容积减压的气动发电系统主要包括气源、储气装置、容积减压装置、发电机和控制系统等部分。
其中,容积减压装置是系统的核心,通过调节气体压力,实现能量的有效转换和利用。
该系统利用气压能驱动发电机发电,具有结构简单、维护方便、环保节能等优点。
三、控制策略研究1. 控制系统设计控制策略的核心是控制系统设计。
本系统采用先进的传感器技术和控制器,实时监测气源压力、储气装置压力、发电机转速等关键参数,通过控制算法对容积减压装置进行精确调节,保证系统的稳定运行。
2. 容积减压策略容积减压策略是本系统的关键技术之一。
通过分析气源压力与发电机需求压力之间的关系,制定合理的容积减压策略。
在保证发电机正常运行的前提下,尽可能降低气源压力,提高能量转换效率。
同时,考虑到系统安全性和稳定性,需设置合理的压力保护措施。
3. 能量管理策略能量管理策略是实现系统高效运行的重要保障。
通过对系统各部分能量的实时监测和评估,制定合理的能量分配策略。
在满足系统运行需求的前提下,尽可能回收和利用余热、余压等能量,提高系统整体能效。
四、实验与分析为了验证基于容积减压的气动发电系统控制策略的有效性,我们进行了大量的实验。
实验结果表明,通过精确的容积减压控制和能量管理策略,系统的运行稳定性得到了显著提高,能量转换效率也有了明显的提升。
同时,我们还对系统的抗干扰能力和适应性进行了测试,结果表明该系统具有良好的性能表现。
五、结论本文对基于容积减压的气动发电系统的控制策略进行了深入研究。
通过精确的控制系统设计、合理的容积减压策略以及有效的能量管理策略,提高了系统的稳定性和效率。
DOI:10.16525/ki.14-1362/n.2019.10.18总第184期2019年第10期Total of 184No.10,2019节能环保收稿日期:2019-07-29第一作者简介:汤妍(1987—),女,工程师,研究方向为火力发电热机专业咨询设计。
电站天然气压力能利用方案研究汤妍,蔡喜冬,喻兰兰(江苏省电力设计院有限公司,江苏南京211102)摘要:某工程建设规模为2×200MW 级燃气-蒸汽联合循环热电机组,天然气进厂平均压力为4MPa ,燃机前置模块天然气入口参数要求为2.2MPa 。
利用膨胀机技术对天然气压力能进行回收,用来发电或制冷,可提高能源的利用率,真正实现对能量的梯级综合利用。
以该工程为例,对电站天然气压力能的利用方案进行了分析和论证,结果表明,利用天然气压力能发电或制冷在技术上和经济上都具有较强的可行性。
关键词:天然气;压力能;膨胀机;发电;制冷中图分类号:TM 761文献标识码:A文章编号:2095-0748(2019)10-0045-02现代工业经济和信息化Modern Industrial Economy and Informationization 引言燃机联合循环以其效率高、污染低的特点,近年迅速发展。
某工程建设规模为2×200MW 级燃气-蒸汽联合循环热电机组,采用西气东输一线气源,天然气进厂平均压力为4MPa ,燃机前置模块天然气入口参数要求为2.2MPa (a )±0.050MPa (a ),两者间存在较大的压差,可利用膨胀机技术对该部分压力能进行回收利用。
1天然气压力能发电的应用情况尽管天然气产业在我国飞速发展,天然气压力能也在石化企业取得了一定的应用,但是天然气压力能的高效利用仍处于起步阶段。
2011年,天然气压力能在天然气调压门站(西二线深圳求雨岭门站)取得了首次应用,目前已建成投产(现已搬迁至深圳留仙洞门站)[2],该项目小时发电量可达200kW ·h 。
《基于容积减压的气动发电系统控制策略研究》篇一一、引言随着工业自动化和能源需求的增长,新型发电系统正逐步取代传统的发电方式。
气动发电系统因其环保、高效、可再生的特性,已成为现代能源领域的研究热点。
本文将重点研究基于容积减压的气动发电系统的控制策略,以提高系统的稳定性和效率。
二、气动发电系统概述气动发电系统是一种利用压缩空气驱动涡轮机转动,进而驱动发电机发电的系统。
该系统主要由空气压缩机、储气罐、涡轮机、发电机等部分组成。
其中,容积减压是气动发电系统中的重要环节,它通过调节储气罐的压力,使涡轮机在最佳状态下运行,从而提高系统的发电效率。
三、控制策略研究(一)系统模型建立为了更好地研究基于容积减压的气动发电系统控制策略,需要建立系统的数学模型。
该模型应包括空气压缩机的动态特性、储气罐的容积变化、涡轮机的转速和转矩等关键参数。
通过建立模型,可以更好地理解系统的运行机制和性能特点。
(二)控制策略设计基于容积减压的气动发电系统控制策略主要包括压力控制和流量控制两个方面。
压力控制是通过调节储气罐的压力,使涡轮机在最佳状态下运行;流量控制则是通过调节空气压缩机的流量,以满足系统的能源需求。
在控制策略设计过程中,需要考虑系统的稳定性、响应速度、抗干扰能力等因素。
针对上述问题,本文提出了一种基于模糊控制的容积减压气动发电系统控制策略。
该策略通过引入模糊逻辑算法,对系统的压力和流量进行实时调节,使系统在各种工况下都能保持稳定运行。
同时,该策略还具有响应速度快、抗干扰能力强等优点,能有效提高系统的性能和可靠性。
(三)仿真实验与分析为了验证所提出的控制策略的有效性,本文进行了仿真实验。
通过对比不同控制策略下的系统性能指标,如输出功率、效率、稳定性等,评估所提出策略的优越性。
实验结果表明,基于模糊控制的容积减压气动发电系统控制策略能有效提高系统的性能和稳定性,具有较好的实际应用价值。
四、结论本文对基于容积减压的气动发电系统控制策略进行了深入研究。
中科院工程热物理研究所天燃气门站余压发电的成果天然气是一种清洁、高效的能源,近年来,中科院工程热物理研究所的天燃气门站余压发电技术在该领域取得了重要的成果。
该技术利用门站压缩天然气管网中的余压,将其转化为电能,不仅提高了能源利用效率,还减少了对环境的污染。
以下是对该技术的全面介绍和分析。
首先,门站余压发电技术采用了先进的燃气涡轮机发电装置。
该装置能够将门站管网中的高压天然气转化为高速旋转的涡轮叶片动能,进而驱动发电机产生电能。
与传统的燃气轮机相比,该装置的效率更高,可达到50%以上。
同时,其运行噪音低、振动小,运行稳定可靠,使得天燃气门站进一步升级。
其次,门站余压发电技术还具有灵活性和可扩展性。
通过调整燃气涡轮机的负荷,可以根据需求灵活调整发电量,以适应天然气供应的波动。
此外,该技术可以与其他可再生能源发电技术相结合,形成混合动力发电系统,提高能源利用效率,并进一步减少对化石燃料的依赖。
值得一提的是,门站余压发电技术还具有显著的经济效益。
传统的天燃气门站往往需要采取排放措施将余压释放到大气中,导致了能源的浪费和环境污染。
而通过利用余压发电,不仅可以减少能源浪费,还可以将发电所得的电能并网供应给周边城市。
这不仅能够实现门站自供,还可以将多余的电能售出,提供可观的经济收益。
此外,门站余压发电技术还对天然气资源的合理开发具有重要的指导意义。
随着我国天然气消费量的不断增长,门站余压发电技术的应用将有助于提高天然气的利用效率,减少能源浪费和二氧化碳的排放。
综上所述,中科院工程热物理研究所的天燃气门站余压发电技术是一项具有生动、全面和指导意义的成果。
它不仅提高了能源利用效率,减少了环境污染,还具有灵活性和可扩展性,并且具有显著的经济效益。
这一技术的成功应用,将为我国天然气资源的合理开发和可持续利用提供重要的借鉴和指导。
《基于容积减压的气动发电系统控制策略研究》篇一一、引言气动发电系统作为一种利用环境气动能源发电的技术,在可再生能源领域中具有重要地位。
随着工业自动化和智能化程度的不断提高,对气动发电系统的控制策略提出了更高的要求。
本文旨在研究基于容积减压的气动发电系统控制策略,通过分析系统的工作原理和性能特点,提出优化控制策略,以提高气动发电系统的发电效率和稳定性。
二、气动发电系统工作原理及特点气动发电系统主要通过压缩空气驱动涡轮机转动,进而带动发电机发电。
其工作原理简单、维护成本低,且环境友好,适合于分布式能源供应。
然而,传统的气动发电系统在面对容积减压等复杂工况时,往往存在效率低下和稳定性不足的问题。
三、容积减压对气动发电系统的影响容积减压是气动发电系统中一个重要的物理过程,它直接影响着系统的发电效率和稳定性。
当压缩空气在系统中进行容积减压时,如果控制不当,会导致能量损失增加,进而影响系统的整体性能。
因此,研究容积减压过程对气动发电系统的影响,是提高系统性能的关键。
四、基于容积减压的控制策略研究针对容积减压对气动发电系统的影响,本文提出了一种基于容积减压的控制策略。
首先,通过对系统进行数学建模,分析容积减压过程中的能量转换和损失机制。
其次,根据系统的工作特点和要求,设计合理的控制算法,实现对容积减压过程的精确控制。
最后,通过仿真和实验验证控制策略的有效性。
五、控制策略的优化与实施在控制策略的优化过程中,本文采用了多种方法。
首先,通过优化算法参数,提高控制策略的响应速度和准确性。
其次,引入智能控制技术,如模糊控制、神经网络等,提高系统在复杂工况下的自适应能力。
此外,还考虑了系统的经济性和环保性,确保在提高发电效率的同时,降低对环境的影响。
六、实验结果与分析通过实验验证,本文提出的基于容积减压的气动发电系统控制策略在提高发电效率和稳定性方面取得了显著效果。
与传统的气动发电系统相比,新策略下的系统在面对容积减压等复杂工况时,能够更好地保持能量转换效率,同时提高了系统的稳定性。
《基于容积减压的气动发电系统控制策略研究》篇一一、引言随着科技的发展,可再生能源技术得到了广泛的研究与应用。
其中,气动发电技术因其无污染、低能耗、高效率等优点受到了越来越多的关注。
在气动发电系统中,基于容积减压的控制策略是实现高效发电的重要手段之一。
本文旨在探讨基于容积减压的气动发电系统的控制策略,以提高发电效率和系统的稳定性。
二、系统概述基于容积减压的气动发电系统主要由压缩机、储气罐、发电机和控制系统等部分组成。
系统通过压缩机将空气压缩并储存于储气罐中,当需要发电时,通过控制阀门的开启与关闭,使储气罐内的空气在高压下驱动发电机进行发电。
三、控制策略研究(一)控制策略的提出为了实现高效、稳定的发电,我们提出了基于容积减压的控制策略。
该策略主要依据储气罐的容积和压力变化,通过控制系统调节阀门的开启与关闭,从而控制储气罐内的压力和气体流量,以实现最佳的工作状态。
(二)控制策略的实现1. 压力控制:通过安装压力传感器实时监测储气罐内的压力,当压力低于设定值时,控制系统将自动开启压缩机进行充气;当压力达到设定值时,控制系统将关闭压缩机并开启发电机进行发电。
同时,通过调节阀门开度,保持储气罐内的压力在合理范围内。
2. 流量控制:为了确保发电机在高压下稳定运行,我们通过控制系统调节阀门的开闭速度和程度,从而控制进入发电机的气体流量。
当气体流量过大时,控制系统将适当减小阀门的开度;当气体流量过小时,则适当增大阀门的开度,以保持发电机的工作在最佳状态。
(三)控制策略的优化为了进一步提高系统的效率和稳定性,我们采用模糊控制算法对控制策略进行优化。
模糊控制算法可以根据储气罐的压力、流量以及环境温度等实时数据,自动调整阀门的开度,从而实现对系统的智能控制。
此外,我们还采用人工智能技术对系统进行学习与预测,根据历史数据预测未来的气压和流量变化,以便提前做出相应的调整。
四、实验与分析为了验证基于容积减压的控制策略的有效性,我们进行了大量的实验。
《基于容积减压的气动发电系统控制策略研究》篇一一、引言随着能源问题的日益严峻和绿色低碳发展理念的普及,气动发电系统作为清洁、可再生能源的一种,逐渐受到广泛关注。
其中,基于容积减压的气动发电系统因其高效、稳定的性能,在风能、水能等领域的利用日益增多。
然而,如何有效控制这一系统的运行,提高其发电效率和稳定性,成为当前研究的重点。
本文旨在研究基于容积减压的气动发电系统的控制策略,为实际应用提供理论支持。
二、气动发电系统概述气动发电系统是一种利用空气动力能进行发电的系统。
其中,基于容积减压的气动发电系统通过改变工作容积来控制气体流动,从而实现能量的转换和利用。
该系统主要由进气口、压缩室、驱动机构和发电机等部分组成。
其工作原理是利用风能或水能等自然能源,通过改变容积大小来调节气流速度和压力,从而驱动发电机发电。
三、控制策略研究针对基于容积减压的气动发电系统,本文提出以下控制策略:(一)优化进气口设计进气口的设计直接影响着系统的进气效率和稳定性。
通过对进气口进行优化设计,可以更好地匹配自然能源的流动特性,提高系统的发电效率。
例如,可以通过CFD仿真技术对进气口进行流场分析,找出最佳的设计方案。
(二)智能控制算法应用智能控制算法在气动发电系统中具有广泛的应用前景。
通过引入智能控制算法,如模糊控制、神经网络控制等,可以实现对系统运行状态的实时监测和自动调整,提高系统的稳定性和发电效率。
例如,可以利用神经网络对系统的运行数据进行学习和分析,预测未来的能源流动情况,从而提前调整系统的工作状态。
(三)多级容积调节策略多级容积调节策略是一种通过改变不同部位的容积大小来调节气流速度和压力的方法。
通过对不同部位进行容积调节,可以更好地适应不同流速和压力的能源流动情况,提高系统的适应性和发电效率。
同时,多级容积调节策略还可以根据实际需求进行灵活调整,满足不同场景下的使用需求。
四、实验验证与分析为了验证上述控制策略的有效性,本文进行了实验验证和分析。
天然气减压能发电技术的研究
城镇燃气公司所接收的高压天然气,经过减压后送入城镇燃气管网。
目前我国天然气门站的工艺均无法利用天然气的压力能,因此,大量的能源被白白损失。
天然气压力能发电技术,可将压力能转化为电能,具有巨大的经济效益。
标签:天然气减压能;发电;研究
1 城镇天然气门站工艺
城镇燃气公司销售经营天然气,通常是由上游大型能源企业通过长输管道供应的。
为了长距离输送气体,天然气在埋地管道中的运行压力往往高达4.0-6.0MPa以上。
以西气东输为例,国内段埋地管道经过十几个省市,国内主线长度超过四千公里,主线设计压力为10MPa。
而城镇燃气用户,使用的天然气只有几千帕,例如:居民用户的灶台燃气压力只有2kPa。
高压天然气通过上游能源企业的埋地管道,首先进入城镇燃气公司的天然气门站。
天然气门站的主要工艺由过滤、计量、调压、加嗅、分输几部分组成。
过滤是将高压天然气通过长途输送过程中携带的杂质去除;计量是为了与上游能源企业贸易结算设置的;调压是将高压天然气的压力降低;加嗅是防止天然气泄露用户无法查别;最后的天然气经过分输,送入城镇管网。
城镇燃气天然气门站的调压工艺,并不是一次性地将来自上游来的高压天然气调压至最终用户使用的低压力。
通常,门站将来自上游的4.0-6.0MPa的高压天然气调压之0.8-1.6MPa次高压进行分输。
次高压天然气再通过城镇内的各级调压站调压,最终调至低压力级别0.01MPa以下,到用户的燃烧器进行燃烧。
2 能源的损失问题
上游大型能源企业在天然气输送首站,将从LNG接收站气化或是油井开采出来经过预处理的天然气用大型天然气压缩机加压至6.0-10.0MPa后,通过管线把燃气输送到城镇天然气门站。
而在天然气加压过程中,需要消耗的大量的电能。
同时,天然气在长埋地管道的输送过程中,其压力能也会有所消耗,所以在输送途中建有天然气加压站。
由此可见,大型能源企业为输送天然气,消耗了大量的电能。
而从城镇天然气门站工艺中可以看到,来至上游大型能源企业的4.0-6.0MPa 的高压天然气,最终调到0.01MPa以下进行燃烧。
这一过程中,天然气的压力降高达400倍以上。
以目前的燃气供应工艺,这些大量的天然气减压能,被白白的浪费掉了。
近年来,我国大力推动能源结构调整,鼓励以科技创新、技术改造等各种方式方法来建设节约型社会。
如果将门站接受的高压天然气中所蕴藏的大量压力能回收利用,这将为城镇燃气供应企业带来大量的经济效益。
既响应了国家要建设节约型社会的号召,又能为企业运行节约大量的资本金。
因此,回收天然气压力
能是一个即有创新意义、又有实际需要的课题。
3 天然气压力能的回收的可行性
一些发达国家已经开始意识到,长输天然气压力能的可利用性。
而我们的邻国资源匮乏的日本,早在2003年,就已经实验性的简称了一座天然气压力能回收电站,其发电能力为7700kW,因投资较大,其经济效益一般。
美国和加拿大都是天然气使用大国,因此,两国对天然气减压能的回收技术尤为重视。
美国在90年代天然气减压能发电技术就已经开始进行实验性的应用。
2008年,加拿大多伦多天然气门站建设的天然气压力能回收装置,其发电功率为2 200kW。
4 天然气减压能发电原理
4.1 减压发电系统工艺流程
天然气减压是一个降温过程,首先,高压天然气要首先经过预热。
然后,高压天然气进入透平膨胀机,这是一个降温降压的过程。
高压天然气通过透平膨胀机,将其内能转化为机械能。
而后,由透平膨胀机速出的机械能在通过发电机转化为电能。
而降压后的天然气,可以分输进入城镇管网。
4.2 透平膨胀机的工作原理
高压天然气进入透平膨胀机,通过其导流器的喷嘴后高速喷出,推动叶轮转动。
而进入叶轮的高压天然气继续迅速减压膨胀,膨胀做功又再一次推动叶轮转动。
随着高压天然气的不断进入,膨胀机叶轮飞速运转,由此,高压天然气所蕴含的大量内能转化为膨胀机的机械能。
5 天然气减压能回收计算
某一大型城镇燃气公司,每小时供应天然气量为200000m3,门站从上游接着天然气的到站压力为4.0MPa,天然气减压至0.8MPa后送入城镇次高压管网。
以此燃气公司为例,计算一下一年通过天然气加压能回收发电,可以节约多少电能。
天然气减压过程是一个吸热过程,因此,天然气减压时,气体温度会降低。
为了保证下游管网运行安全,通常燃气在进入埋地管网,应保证其温度大于10℃。
在城镇燃气运行过程中,门站内天然气减压前预热也是一项重要工况。
5.1 进口温度計算
天然气的减压过程可以简化视为理想气体(甲烷CH4)的绝热恒外压膨胀,其减压过程如下:
W=-Pex△V
=-Pex (V2-V1)
=-Pex(nRT2/P2-nRT1/P1)
W=△U=nCv,m(T2-T1)
r=Cp,m/Cv,m
Cp,m-Cv,m=R
r=Cp,m/Cv,m
由上述五式得:
T1=T2[■]
P1:甲烷减压前的压力,4.0MPa。
Pex:甲烷减压时对抗恒外压力,0.8MPa。
P2:甲烷减压后压力,0.8MPa。
T2:甲烷减压后温度,283K(10℃)。
r:甲烷的绝热系数,值为1.314。
n:1mol。
Cp,m:甲烷定压摩尔热容。
Cv,m:甲烷定容摩尔热容。
W:功。
△U:甲烷热力学能。
通过计算得:T1=350K(77℃)。
5.2 单位体积天然气绝热焓降绝热焓降的计算△Hi=nCp,m×T1×[1-(P2/P1)(r-1)/r]
Cp,m:甲烷摩尔等压比热2.2kJ/kgK
T1:天然气入口温度350K(77℃)。
P1:甲烷减压前的压力,4.0MPa。
P2:甲烷减压后压力,0.8MPa。
r:甲烷的绝热系数,值为1.314。
n:1mol。
△Hi=246.4kJ/kg
天然气密度为0.75kg/m3,因此,单位体积的△Hi=184.8 kJ/m3。
5.3 透平膨胀发电计算
内能转化为机械能,再转化为电能的过程,如下:
L=G△HiηTηg
L:每小时透平发电机能力(kJ/h)。
G:天然气质量流量200000m3/h。
△Hi:单位体积天然气绝热焓降kJ/m3。
ηT:透平机效率,取0.8。
ηg:发电机效率,取0.9。
通过将数据带入上述公方,L=26611200kJ/h=7392kW/h。
即每小时可以发电7392度,每年约64000000度,按0.3元每度计算,每年可节约资金1900万元。
6 结束语
结合城镇燃气公司天然气减压工艺以及参考国外先进经验,可得出利用天然气减压能发电是可行的。
通过实例,可得出减压能回收具有巨大的经济效益。
因此,天然气减压能发电,具有深刻的经济意义和社会意义。