一种用于天然气净化厂的分布式能源系统及工艺方法与流程

本发明涉及一种用于天然气净化厂的分布式能源系统及工艺方法，通过能源的梯级利用，有效地解决了天然气净化厂冷、热、电、卫生热水需求，提高了能源的综合利用率，适用于天然气净化厂工程，属于油气地面建设天然气分布式能源领域。

背景技术

在天然气净化厂，原料气经脱水、脱碳达到外输商品天然气品质要求后外输。在净化工程中，需要消耗大量的电负荷，同时厂内配套建筑单体有供暖、供冷、卫生热水需求。为满足净化厂上述冷、热、电、卫生热水需求，目前常规技术方案是：净化厂自电网接入两回35kv电源作为厂内主电源，经35/10kv变电站，送至厂内各用电设备；同时，分别独立设置燃气锅炉房为工艺装置和建筑单体供暖提供热源；设置直燃型溴化锂机组或vrv空调机组为建筑单体提供夏季冷源；设置燃气热水器为工作人员提供卫生热水。

现有技术方案中，净化厂对外部电网依赖大；为满足不同类别的用能需求，设置多个独立的系统，运行管理不便；各系统烟气未经回收利用，系统能源综合利用率低，碳排放高。

天然气分布式能源可以通过高效的冷、热、电匹配，实现能量的梯级利用，可以有效缓解我国环保、缺电局面。近年来，国家和地方政府不断发布天然气分布式能源建设的产业规划，通过技术支持、优惠政策、建立合理的价格机制，大力推进节能减排和能源供应方式的转型。分布式能源在油气地面建设领域，特别是天然气净化厂方面，处于起步阶段。

本发明提供一套完整的解决方案，将有助于提高能源综合利用率，发展潜力巨大。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种用于天然气净化厂的分布式能源系统及工艺方法，针对现有技术方案能源综合利用率低、碳排放高的问题，通过综合考虑净化厂各类能源需求，合理配置原动机发电机组、余热利用设备、调峰设备等，有效地解决天然气净化厂冷、热、电、卫生热水需求。

本发明所采用的技术方案是：一种用于天然气净化厂的分布式能源系统，包括燃料气缓冲罐、燃料气调压设备、原动机发电机组、余热利用设备和分汽缸，其中：所述燃料气缓冲罐、燃料气调压设备、原动机发电机组烟气出口、余热利用设备、一号电动阀、分汽缸的进口通过管道依次连接；所述分汽缸的一号出口、二号电动阀及工艺装置通过管道依次连接；所述分汽缸的二号出口、三号电动阀及蒸汽型双效吸收式机组通过管道依次连接；所述工艺装置和蒸汽型双效吸收式机组出口的凝结水均汇入凝结水总管；凝结水总管的一支路依次与四号电动阀、增压泵、卫生热水设备连接；所述卫生热水设备出口的凝结水汇入凝结水总管；所述凝结水总管中的凝结水接入余热利用设备。

本发明还提供了一种用于天然气净化厂的分布式能源工艺方法，包括如下内容：来自燃料气缓冲罐的4mpa燃料气经燃料气调压设备过滤、计量并调压至2～3mpa后，送至原动机发电机组燃烧、膨胀、做功发电进入厂内变配电系统，送至厂内各用电设备；原动机发电机组排出的约500℃高温烟气进入余热利用设备产生0.6mpa.g低压饱和蒸汽，经第一电动阀进入分汽缸分配后，一路经第三电动阀送至工艺装置满足工艺生产热负荷需求，另一路经第四电动阀送至蒸汽型双效吸收式机组，满足建筑单体空气调节或供暖需求；从凝结水总管引一路经第五电动阀和增压泵，送至卫生热水设备产生55℃卫生热水，满足日常生活需求。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明通过将原有工艺系统进行优化整合，对能源进行梯级利用，有效地解决了天然气净化厂冷、热、电、卫生热水需求，提高了能源的综合利用率，降低了碳排放；同时，对于外电系统不稳定的地区，通过自发电可满足净化厂电力需求，确保了供电可靠性。本发明有利于天然气分布式能源系统在天然气净化厂的应用推广。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明的系统原理示意图。

图中：1、燃料气缓冲罐；2、燃料气调压设备；3、原动机发电机组；4、余热利用设备；5、分汽缸；6、工艺装置；7、蒸汽型双效吸收式机组；8、卫生热水设备；9、增压泵、10、调峰设备；11、厂内变配电系统；12、第一电动阀；13、第二电动阀；14、第三电动阀；15、第四电动阀；16、第五电动阀。

具体实施方式

一种用于天然气净化厂的分布式能源系统，如图1所示，包括依次连接的燃料气缓冲罐、燃料气调压设备、原动机发电机组、余热利用设备、调峰设备、分汽缸、蒸汽型双效吸收式机组、增压泵、卫生热水设备以及厂内变配电系统，其中：所述燃料气缓冲罐1出口，燃料气调压设备2进口、出口a，原动机发电机组3烟气出口，余热利用设备4，第一电动阀12，分汽缸5进口c通过管道依次连接；所述调峰设备10进口与燃料气调压设备2出口b，第二电动阀13，分汽缸5进口d通过管道依次连接；所述分汽缸5出口e、第三电动阀14及工艺装置6通过管道依次连接；所述分汽缸5出口f、第四电动阀15及蒸汽型双效吸收式机组7通过管道依次连接；所述工艺装置6和蒸汽型双效吸收式机组7出口的凝结水汇入凝结水总管；从凝结水总管引一支路依次与第五电动阀16、增压泵9、卫生热水设备8连接；所述卫生热水设备8出口的凝结水汇入凝结水总管；凝结水总管中的凝结水分别接入余热利用设备4和调峰设备10。

本发明还提供了一种用于天然气净化厂的分布式能源工艺方法，包括如下几种工作模式：

1)冷、热、电、卫生热水四联供

来自燃料气缓冲罐1的约4mpa燃料气经燃料气调压设备2过滤、计量并调压至2～3mpa后，送至原动机发电机组3燃烧、膨胀、做功发电进入厂内变配电系统11，送至厂内各用电设备；原动机发电机组3排出的约500℃高温烟气进入余热利用设备4产生0.6mpa.g低压饱和蒸汽，经第一电动阀12进入分汽缸5分配后，一路经第三电动阀14送至工艺装置6满足工艺生产热负荷需求；一路经第四电动阀15送至蒸汽型双效吸收式机组8产生7℃冷冻水，满足建筑单体空气调节需求；从凝结水总管引一路经第五电动阀16和增压泵9，送至卫生热水设备8产生55℃卫生热水，满足工作人员日常生活需求。

2)热、电、卫生热水三联供

来自燃料气缓冲罐1的约4mpa燃料气经燃料气调压设备2过滤、计量并调压至2～3mpa后，送至原动机发电机组3燃烧、膨胀、做功发电进入厂内变配电系统11，送至厂内各用电设备；排出的约500℃高温烟气进入余热利用设备4产生0.6mpa.g低压饱和蒸汽，经第一电动阀12进入分汽缸5分配后，一路经第三电动阀14送至工艺装置6满足工艺生产热负荷需求；一路经第四电动阀15送至蒸汽型双效吸收式机组8产生90℃供暖热水，满足建筑单体供暖需求；从凝结水总管引一路经第五电动阀16和增压泵9，送至卫生热水设备8产生55℃卫生热水，满足工作人员日常生活需求。

3)冷、热、卫生热水三联供

来自燃料气缓冲罐1的约4mpa燃料气经燃料气调压设备2过滤、计量并调压至0.2～0.4mpa后，送至调峰设备10产生0.6mpa.g低压饱和蒸汽，经第二电动阀13进入分汽缸5分配后，一路经第三电动阀14送至工艺装置6满足工艺生产热负荷需求；一路经第四电动阀15送至蒸汽型双效吸收式机组8产生7℃冷冻水，满足建筑单体空气调节需求；从凝结水总管引一路经第五电动阀16和增压泵9，送至卫生热水设备8产生55℃卫生热水，满足工作人员日常生活需求。

净化厂内用电由外部电网提供。

4)热、卫生热水两联供

来自燃料气缓冲罐1的约4mpa燃料气经燃料气调压设备2过滤、计量并调压至0.2～0.4mpa后，送至调峰设备10产生0.6mpa.g低压饱和蒸汽，经第二电动阀13进入分汽缸5分配后，一路经第三电动阀14送至工艺装置6满足工艺生产热负荷需求；一路经第四电动阀15送至蒸汽型双效吸收式机组8产生90℃供暖热水，满足建筑单体供暖需求；从凝结水总管引一路经第五电动阀16和增压泵9，送至卫生热水设备8产生55℃卫生热水，满足工作人员日常生活需求。

净化厂内用电由外部电网提供。