气体管网连通，发电装置5利用气体的高压进行发电，第一换热器6对发电后的气体进行热交换，热交换后的气体通入气体管网供给市场。当气体经膨胀发电机进行发电时，气体由高压转变成常压或低压，基于气体的热力学特性，在该过程中，气体的温度将下降转变成低温气体，且存在发电装置5时，气体的流量需足够大以满足发电装置5对流量的要求，如此，在大流量下，气体在发电的瞬间由高压转变成常压或低压时产生了的低温气体的温度足够低，气体的低温和大流量导致其含有巨大的冷量。该冷量由于其数量的庞大可以在较为经济的前提下通过换热装置对其进行利用。所以在气体进行发电后，经第一换热器6进行热交换，将低温气体转变成常温气体，经第一换热器6交换回收的冷量通过存储在水、油或其他物质中用于供给城市的供冷管网。如此，系统一方面回收了冷量用于供给人们日常所需，提高了能量的利用率，降低了运行成本。另外一方面，系统升高了膨胀发电后气体的温度，减小了低温气体对外输管道的损害。
[0030]当本基于储气库的联产系统连入气体管网后，在气体管网中阀门I的下游设置一止回阀7，其用于防止气体逆流。本基于储气库的联产系统中存储的气体可以包括天然气，与其相对应的，气体管网包括天然气管网。当然的，本基于储气库的联产系统中存储的气体也可以包括其他具有利用价值需要进行存储的气体。
[0031]本基于储气库的联产系统的工作原理如下:当市场上的气体需求小或供给过剩时，打开阀门1，使得气体管网中气体部分分流至支路中，流经压缩装置2，压缩装置2将气体进行压缩，基于气体的热力学性质，在压缩过程中产生大量热量，气体温度上升，气体由常温低压状态转变成高温高压状态。高温高压的气体再注入储气库4中进行存储。当市场上的气体需求旺盛或供给不足时，储气库4的第二出口端与气体管网连通，储气库4中的气体通过管道流入气体管网，用于供给市场，弥补市场缺口。此时高压气体从储气库4中采出，流经发电装置5，发电装置5利用气体的高压进行发电，并将电能输送给电网。此时，由于气体的热力学性质，气体由常温高压状态转变成低温常压状态。当然，在气体流经发电装置5之前，根据气体的状态决定是否对气体进行露点处理、脱水处理等工序，以满足发电装置5对气体的质量要求。在市场存在对气体需求的缺口时，通过采出储气库4中存储的气体供给市场，由于存储在储气库4中的气体为高压气体，在采出后，让气体流经发电装置5进行发电，气体由高压转变成常压或低压，充分利用气体的高压特性，发电机产生的电能用于供给城市电网。当气体经膨胀发电机进行发电时，气体由高压转变成常压或低压，基于气体的热力学特性，在该过程中，气体的温度将下降转变成低温气体，在气体进行发电后，经第一换热器6进行热交换，将低温气体转变成常温气体，经第一换热器6交换回收的冷量通过存储在水、油或其他物质中用于供给城市的供冷管网。转变成常温的气体最终通入气体管网，用于供应市场需求。
[0032]在市场存在对气体需求的缺口时，通过采出储气库4中存储的气体供给市场，由于存储在储气库4中的气体为高压气体，在采出后，让气体流经膨胀发电机进行发电，气体由高压转变成常压或低压，充分利用气体的高压特性，发电机产生的电能用于供给城市电网，如此，发电所带来的收益可以降低储气库4整体的运行成本。当气体经膨胀发电机进行发电时，气体由高压转变成常压或低压，基于气体的热力学特性，在该过程中，气体的温度将下降转变成低温气体，在气体进行发电后，经第一换热器6进行热交换，将低温气体转变成常温气体，经第一换热器6交换回收的冷量通过存储在水、油或其他物质中用于供给城市的供冷管网。如此，系统一方面回收了冷量用于供给人们日常所需，提高了能量的利用率，降低了运行成本。另外一方面，系统升高了膨胀发电后气体的温度，减小了低温气体对外输管道的损害。
[0033]在一个优选的实施方式中，基于储气库的联产系统还包括连接于压缩装置2和储气库4之间的第二换热器3，第二换热器3用于降低经压缩装置2压缩后气体的温度，第二换热器3中进行换热的另一种物质可以是水、油或其他比热容大的物质，如此将与气体换热获得的热能通过水、油或其他比热容大的物质供给供热管网。当市场上的气体需求小或供给过剩时，储气库4的第二进口端与气体管网连通，压缩装置2对气体进行压缩，第二换热器3对压缩后的气体进行热交换，热交换后的气体注入储气库4实现气体存储。当市场上的气体需求小或供给过剩时，打开阀门1，使得气体管网中气体部分分流至支路中，流经压缩装置2，压缩装置2将气体进行压缩，基于气体的热力学性质，在压缩过程中产生大量热量，气体温度上升，气体由常温低压状态转变成高温高压状态。接着，气体流经第二换热器3，第二换热器3将高温高压的气体进行降温，使其变为常温高压气体，气体中原本的热量通过第二换热器3存储在流经第二换热器3中的水、油或其他比热容高的物质中，最终供给供热管网。常温高压的气体再注入储气库4中进行存储。总体而言，当市场上的气体需求小或供给过剩时，储气库4的第二进口端与气体管网连通，压缩装置2对气体进行压缩，第二换热器3对压缩后的气体进行热交换，热交换后的气体注入储气库4实现气体存储。
[0034]在对气体进行压缩时，气体受压缩作用，由常温低压状态转变成高温高压状态，经第二换热器3进行热交换，将高温高压气体转变成常温高压气体，经第二换热器3交换的热量通过存储在水、油或其他比热容高的物质中流入供热管网供给人们日常所需的热量。如此，一方面回收的热能用于供给人们日常所需，提高了能量的利用率，降低了运行成本。另外一方面，降低了压缩后气体的温度，减小了气体在注入储气库4时对注采管柱的损害。
[0035]本发明实施例中的系统与当前储气库4的运行系统相比，其能够提高能量利用率，降低运行成本的。在系统中设置第二换热器3、发电装置5、第一换热器6后，整个系统运作时并不对储气库4的调峰能力产生任何影响。在实现发电、收集热能供给供热管网、收集冷量供给供冷管网的功能时，并不消耗任何气体，即不影响储气库4在气体供求不平衡时的调峰能力。
[0036]我国运行的储气库有25座，随着中俄东线和中俄西线等长输管道的建设和规划，将新建12座储气库，受沉积地质先决条件的影响，我国储气库埋藏深，致使储气库注气压力高，造成高能耗和运行成本高。本发明实施例中提供了一种降低储气库运行成本、提高盈利空间方法，具体是在注气的时候收集热能、采气阶段发电、并收集冷能，在实现天然气调峰的同时，还产生冷能、热能、电能三种附加产品。
[0037]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0038]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于储气库的联产系统，其特征在于，它包括: 能与气体管网连通的压缩装置，所述压缩装置具有第一出口端和第一进口端，所述压缩装置的第一进口端与所述气体管网连通，所述压缩装置用于对气体管网分流出的气体进行压缩； 具有第二出口端和第二进口端的储气库，所述储气库的第二进口端与所述压缩装置的第一出口端相连接，所述储气库的第二出口端与气体管网相连通，所述储气库用于存储压缩后的气体； 连接于所述储气库的第二出口端与所述气体管网之间的发电装置，所述发电装置用于利用气体的高压进行发电，并将电能输送给电网； 连接于所述发电装置与所述气体管网之间的第一换热器，所述第一换热器用于升高经发电后的气体的温度，并将与气体进行热交换获得的冷量供给供冷管网。2.根据权利要求1所述的基于储气库的联产系统，其特征在于，它还包括连接于所述压缩装置和所述储气库之间的第二换热器，所述第二换热器用于降低经压缩装置压缩后气体的温度，并将与气体换热获得的热能供给供热管网。3.根据权利要求1所述的基于储气库的联产系统，其特征在于，所述压缩装置包括燃气驱动的压缩机。4.根据权利要求1所述的基于储气库的联产系统，其特征在于，所述发电装置包括膨胀发电机。5.根据权利要求1所述的基于储气库的联产系统，其特征在于，所述气体包括天然气，所述气体管网包括天然气管网。6.根据权利要求2所述的基于储气库的联产系统，其特征在于，当市场上的气体需求小或供给过剩时，所述储气库的第二进口端与所述气体管网连通，所述压缩装置对所述气体进行压缩，所述第二换热器对压缩后的气体进行热交换，热交换后的气体注入储气库实现气体存储。7.根据权利要求1所述的基于储气库的联产系统，其特征在于，当市场上的气体需求旺盛或供给不足时，所述储气库的第二出口端与所述气体管网连通，所述发电装置利用气体的高压进行发电，所述第一换热器对发电后的气体进行热交换，热交换后的气体通入气体管网供给市场。
【专利摘要】本发明公开了一种基于储气库的联产系统，其涉及油气储运、供冷供热领域，它包括：能与气体管网连通的压缩装置，压缩装置具有第一出口端和第一进口端，压缩装置的第一进口端与气体管网连通，其用于对气体管网分流出的气体进行压缩；具有第二出口端和第二进口端的储气库，储气库的第二进口端与压缩装置的第一出口端相连接，储气库的第二出口端与气体管网相连通，其用于存储压缩后的气体；连接于储气库的第二出口端与气体管网之间的发电装置，其用于利用气体的高压进行发电；连接于发电装置与气体管网之间的第一换热器，其用于升高经发电后的气体的温度，并将热交换获得的冷量供给供冷管网。本发明能够产生冷能、热能、电能，降低储气库的运行成本。
【IPC分类】F17D1/02, F01K27/00
【公开号】CN105156891
【申请号】CN201510533013
【发明人】郑得文, 唐立根, 王皆明
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月27日