本实用新型涉及环保领域，特别涉及一种天然气传输系统。
背景技术：
目前，天然气门站的常规降压措施严重浪费了天然气的高位压力能，尤其是天然气门站的天然气流量比较大的情况下，损失的能量尤为可观；天然气城市门站通用降压方法是使用节流装置，将进入天然气门站的高压A降到高压B 或次高压A，在降压过程中，天然气的压力能被白白浪费。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种天然气传输系统，其目的是为了解决高压天然气的压力得不到合理利用的问题。
为了达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种天然气传输系统，包括高压天然气管路和低压天然气管路，所述天然气传输系统还包括：
与所述高压天然气管路通过第一传输管路连接的膨胀机发电装置，其中所述膨胀机发电装置包括第一天然气输出端；
与所述第一天然气输出端通过第二传输管路连接的热泵加热装置，其中所述热泵加热装置包括第二天然气输出端，且所述第二天然气输出端通过第三传输管路与所述低压天然气管路连接。
其中，所述膨胀机发电装置包括有膨胀机和发电机，其中所述膨胀机包括第一天然气输入端和所述第一天然气输出端，所述第一天然气输入端与所述高压天然气管路通过第一传输管路连接；所述膨胀机还包括第三天然气输出端，与所述发电机通过第一管路连接。
其中，所述热泵加热系统包括有冷凝器和蒸发器，其中所述冷凝器包括第一冷凝液输出端和第一冷凝器输入端，所述蒸发器包括第二冷凝液输出端和第二冷凝器输入端；
所述冷凝器和所述蒸发器之间设置有冷凝液循环管路，所述冷凝液循环管路包括第一循环管路和第二循环管路，所述第一循环管路连接所述第一冷凝液输出端和第二冷凝器输入端，所述第二循环管路连接所述第二冷凝液输出端和所述第一冷凝液输入端。
其中，所述第一循环管路上设置有一压缩机，所述冷凝液从所述蒸发器流向所述冷凝器时通过压缩机加压。
其中，所述第二循环管路上设置有一节流元件，所述冷凝液从所述冷凝器流向所述蒸发器时通过节流元件降压。
其中，所述蒸发器内还设置有地下水循环管路，所述地下水循环管路的进水管路和出水管路均与地下水连通。
其中，所述地下水循环管路的进水管路通过一水泵将地下水抽进所述地下水循环管路，且所述进水管路上还设置有过滤地下水的除杂装置。
其中，所述第一传输管路上设置有过滤装置，所述过滤装置包括第四天然气输入端和第四天然气输出端，所述第四天然气输入端通过所述第一传输管路与所述高压天然气管路连接，所述第四天然气输出端通过所述第一传输管路与所述第一天然气输入端连接。
其中，所述第一传输管路与所述低压天然气管路之间连通有第四传输管路，第四传输管路上设置有降压装置，所述过滤装置与所述降压装置之间设置有第一开关。
其中，所述过滤装置和所述膨胀机之间设置有第二开关。
本实用新型的上述方案有如下的有益效果：
本实用新型的上述实施例所述的天然气传输系统利用天然气城市门站原有的过滤装置，在原有过滤装置与降压装置之间开孔，将高压侧天然气引出，通过管道进入膨胀机，膨胀机拖动发电机发电；做功后的低压天然气通过管道进入热泵系统的冷凝器，与此同时，热泵系统通过与提升的地下水进行换热，吸收地下水的热量，降温后的地下水被打回地下，热泵系统携带热量进入热泵的冷凝器，天然气被加热到预定的温度后，进入下游低压侧天然气管线；实现了利用天然气的高位压力能的目的，将之转化为电力，同时利用热泵系统的节能特性，在实现天然气降压的过程中，不发生天然气的温度变化，对下游燃气的运输与客户利用无影响。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
【附图标记说明】
1-高压天然气管路；2-低压天然气管路；3-膨胀机；4-发电机；5-冷凝器； 6-蒸发器；7-压缩机；8-节流元件；9-除杂装置；10-过滤装置；11-降压装置；12-第一开关；13-第二开关。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型针对现有的高压天然气的压力得不到合理利用的问题，提供了一种天然气传输系统。
如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种天然气传输系统，包括高压天然气管路1和低压天然气管路2，所述天然气传输系统还包括：与所述高压天然气管路1通过第一传输管路连接的膨胀机发电装置，其中所述膨胀机发电装置包括第一天然气输出端；与所述第一天然气输出端通过第二传输管路连接的热泵加热装置，其中所述热泵加热装置包括第二天然气输出端，且所述第二天然气输出端通过第三传输管路与所述低压天然气管路2连接。
本实用新型的上述实施例所述的天然气传输系统利用天然气城市门站原有的过滤装置10，在原有过滤装置10与降压装置之间开孔，将高压侧天然气引出，通过管道进入膨胀机3，膨胀机3拖动发电机4发电；做功后的低压天然气通过管道进入热泵系统的冷凝器5，与此同时，热泵系统通过与提升的地下水进行换热，吸收地下水的热量，降温后的地下水被打回地下，热泵系统携带热量进入热泵的冷凝器5，天然气被加热到预定的温度后，进入下游低压侧天然气管线；实现了利用天然气的高位压力能的目的，将之转化为电力，同时利用热泵系统的节能特性，在实现天然气降压的过程中，不发生天然气的温度变化，对下游燃气的运输与客户利用无影响。
其中，所述膨胀机发电装置包括有膨胀机3和发电机4，其中所述膨胀机 3包括第一天然气输入端和所述第一天然气输出端，所述第一天然气输入端与所述高压天然气管路1通过第一传输管路连接；所述膨胀机3还包括第三天然气输出端，与所述发电机4通过第一管路连接。
本实用新型的上述实施例所述的膨胀机发电装置包括有膨胀机3和发电机4，所述膨胀机3使用的是透平膨胀机3，所述膨胀机3是一种使压缩气体膨胀并输出功率，因而压力降低和能量减少的原动机，在所述膨胀机3中，气体的能量交换发生在导流器的喷嘴叶片间与工作叶轮内。高压气流在喷嘴内进行膨胀，然后以一定的速度进入叶轮，推动叶轮旋转。气流进入叶轮后还会进一步膨胀，气流的反冲力进一步推动叶轮旋转，旋转的叶轮轴驱动发电机4 组发电。由于气体在膨胀机3中通过的时间极短，来不及与周围环境进行热量交换，因而绝热效率很高，此过程可视为等熵膨胀。进入膨胀机3的的气体流量可以通过导流叶片来进行调节，以适应系统负荷的变化。
根据热平衡关系有：Q＝(h1-h2)×M×3600×η1×η2×η3÷3600÷1000；其中，Q为膨胀发电系统的发电量，单位为MW；
h1为膨胀机3入口侧的天然气焓值，单位为kj/kg；
h2为膨胀机3出口侧的天然气焓值，单位为kj/kg；
M为进入膨胀机3天然气的质量流量，单位为kg/s；
η1为膨胀机3内效率；η2为齿轮箱效率；η3为发电机4效率。
其中，所述热泵加热系统包括有冷凝器5和蒸发器6，其中所述冷凝器5 包括第一冷凝液输出端和第一冷凝器输入端，所述蒸发器6包括第二冷凝液输出端和第二冷凝器输入端；所述冷凝器5和所述蒸发器6之间设置有冷凝液循环管路，所述冷凝液循环管路包括第一循环管路和第二循环管路，所述第一循环管路连接所述第一冷凝液输出端和第二冷凝器输入端，所述第二循环管路连接所述第二冷凝液输出端和所述第一冷凝液输入端。
本实用新型的上述实施例所述的热泵加热系统包括有冷凝器5和蒸发器6，热泵加热系统是一种能从自然界的空气、水、或土壤获取低品位热，经过电力做功，输出可用的高品位热能的设备，可以把消耗的高品位电能转换为3倍甚至3倍以上的热能，是一种高效功能技术；本实用新型采用的热泵加热系统，从地下水中吸收热量，向冷凝器5供热。
根据热平衡关系有：m＝(h3-h2)×M×3600÷(h5-h4)÷η4÷η5；
其中，m为地下水的质量流量，单位为kg/h；
h3为膨胀机3出口压力对应入口温度下天然气的焓值，单位为kj/kg；
h4为热泵系统蒸发器6出口地下水的焓值，单位为kj/kg；
h5为热泵系统蒸发器6入口地下水的焓值，单位为kj/kg；
η4为热泵系统蒸发器6的保热系数；η5为热泵系统冷凝器5的保热系数。
其中，所述第一循环管路上设置有一压缩机7，所述冷凝液从所述蒸发器 6流向所述冷凝器5时通过压缩机7加压。
其中，所述第二循环管路上设置有一节流元件8，所述冷凝液从所述冷凝器5流向所述蒸发器6时通过节流元件8降压。
本实用新型的上述实施例所述的热泵加热系统上设置有压缩机7，使所述冷凝液加压输送至所述冷凝器5，所述冷凝液在蒸发器6处从地下水吸取热量，变成高温低压气态，经过压缩机压缩，成为高温高压气态，进入冷凝器5被天然气将热量带走，变成高压液态，再通过所述节流元件8降压，变成低压液态，运送至所述冷凝液，与所述天然气进行换热，使低温的天然气恢复原来的温度及体积，方便输送至所述低压天然气管路2中进行使用。
其中，所述蒸发器6内还设置有地下水循环管路，所述地下水循环管路的进水管路和出水管路均与地下水连通。
其中，所述地下水循环管路的进水管路通过一水泵将地下水抽进所述地下水循环管路，且所述进水管路上还设置有过滤地下水的除杂装置9。
本实用新型的上述实施例所述的地下水循环管路中的水源式热泵的热源直接取自地下水，地下水被提升后，经过除杂，进入热泵系统的蒸发器6，与热泵系统换热后，被重新打回地下，地下水完成一个循环；热泵系统携带的热量在冷凝器5中得到释放，对低温天然气进行加热。
其中，所述第一传输管路上设置有过滤装置10，所述过滤装置10包括第四天然气输入端和第四天然气输出端，所述第四天然气输入端通过所述第一传输管路与所述高压天然气管路1连接，所述第四天然气输出端通过所述第一传输管路与所述第一天然气输入端连接。
其中，所述第一传输管路与所述低压天然气管路2之间连通有第四传输管路，第四传输管路上设置有降压装置11，所述过滤装置10与所述降压装置11 之间设置有第一开关12。
其中，所述过滤装置10和所述膨胀机3之间设置有第二开关13。
本实用新型的上述实施例所述的天然气传输系统将来自上游高压天然气管路1的天然气经过过滤装置10后，在第一开关12和第二开关13的控制下，进入透平膨胀机3膨胀做功，并拖动发电机4发电；做工后的天然气进入天然气加热器。地下水提升泵将地下水提升至地面，经除杂后，进入热泵系统的蒸发器6，被冷却的地下水被重新打回地下，热泵系统的工作介质携带从地下水中获得的热能，进入冷凝器5，在冷凝器5中，热泵系统的工作介质对天然气进行加热，待天然气被加热到预定温度后，通过阀门将其输送至下游低压天然气管路2，当专利系统处于检修状态时，切换到天然气城市门站原有的降压管路，实现天然气降压，不影响天然气城市门站正常运行。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。