一种地下储气库采气过程余能回收系统及方法与流程

本发明属于地下储气库，更具体地，涉及一种地下储气库采气过程余能回收系统及方法。

背景技术：

1、储能在未来我国能源体系建设中具有关键作用，地下储气库作为一种储能设施，发挥着不可替代的作用。地下储气库是用于储存天然气的地质构造和配套设施，主要组成部分包括地下储气层、注采井、与输气干线相连的地面天然气处理、加压、输配、计量、自控等主要工程设施及供水、供电、通讯等辅助设施。地下储气库的主要功能是用气调峰和安全供气、战略储备、提高管线利用系数节省投资、降低输气成本等。

2、目前来看，地下储气库仅在注气期采用压缩机把天然气注入到地下，采气期采出，采气过程中，天然气调压后发生膨胀，温度降低，为了避免水合物生成，通常采、集气站场地面工艺中设置水套加热炉对天然气加热，因而增加了天然气加热消耗的电能，通过消耗电能实现天然气存储，地下储气库在注采过程中能量转化示意如图1所示，能量消耗主要包括存储在地下储气库的天然气热能，注气时压缩机消耗的电能，以及采气时加热炉消耗的电能，但地下储气库能量利用方面仅利用了采出的天然气热能，能源利用效率低，目的单一，因此，从目前地下储气库能源利用效率来看，还有较大提升空间。

3、因此，期待发明一种地下储气库采气过程余能回收系统，能够有效解决现有技术中地下储气库能量利用效率低的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种地下储气库采气过程余能回收系统，以解决现有技术中地下储气库能量利用效率低的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种地下储气库采气过程余能回收系统，包括：

3、压缩机，设置于地下储气库的输入端，用于将天然气压缩并输入到所述地下储气库；

4、所述地下储气库，用于存储经过所述压缩机压缩后的所述天然气；

5、膨胀机，设置于所述地下储气库的输出端，用于使从所述地下储气库采出的所述天然气发生膨胀并输出第一电能；

6、调压装置，设置于所述膨胀机的下游，用于调节所述天然气的压力以使所述天然气再次膨胀；

7、冷能回收利用装置，设置于所述调压装置的下游，用于回收所述天然气再次膨胀产生的冷能；

8、加热炉，设置于所述冷能回收利用装置和集气站之间，用于对所述天然气进行加热。

9、可选地，还包括：

10、水电解装置，所述水电解装置与所述膨胀机电连接，用于利用所述第一电能电解水。

11、可选地，所述膨胀机为透平膨胀机。

12、可选地，还包括：

13、地面管网，所述地面管网用于连接所述膨胀机、所述调压装置、所述冷能回收利用装置和所述集气站。

14、可选地，还包括：

15、气液分离器，设置于所述调压装置和所述冷能回收利用装置之间，用于分离经过所述调压装置再次膨胀的所述天然气并输出分离后的所述天然气。

16、可选地，所述调压装置为节流阀。

17、可选地，还包括：

18、电源，所述电源分别与所述压缩机、所述膨胀机、所述调压装置、所述冷能回收利用装置和所述加热炉相连接。

19、一种地下储气库采气过程余能回收方法，利用所述的地下储气库采气过程余能回收系统，包括：

20、步骤1：利用压缩机将天然气压缩并输入到地下储气库；

21、步骤2：将所述天然气从所述地下储气库内采出，且所述天然气依次通过膨胀机、调压装置、冷能回收利用装置和加热炉输送至集气站，其中，所述膨胀机将所述天然气的差压余能转化为第一电能并输出所述第一电能，所述天然气经过所述调压装置再次发生膨胀而产生冷能。

22、可选地，所述步骤2之后还包括：

23、利用所述第一电能电解水。

24、可选地，所述膨胀机为透平膨胀机。

25、可选地，所述调压装置为节流阀。

26、本发明的有益效果在于：

27、本发明的天然气经过压缩机的压缩并输入到地下储气库，天然气除了具有热能外还具有差压余能，当采出的天然气经过膨胀机后，天然气经过膨胀机的膨胀将差压余能转化为第一电能，天然气经过调压装置的再次膨胀而产生冷能，再次膨胀的天然气经过冷能回收利用装置后将冷能回收，回收后的冷能可以用于制冷，同时由于调压装置可调节天然气的压力，可使天然气经过调压后的温度满足外输温度，避免了天然气降温后再加热，减少加热炉的电能消耗，因此，本发明能够有效解决现有技术中地下储气库能量利用效率低的问题。

28、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种地下储气库采气过程余能回收系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的地下储气库采气过程余能回收系统，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的地下储气库采气过程余能回收系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的地下储气库采气过程余能回收系统，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的地下储气库采气过程余能回收系统，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的地下储气库采气过程余能回收系统，其特征在于，

7.一种地下储气库采气过程余能回收方法，利用根据权利要求1-7任一项所述的地下储气库采气过程余能回收系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的地下储气库采气过程余能回收方法，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的地下储气库采气过程余能回收方法，其特征在于，

10.根据权利要求7所述的地下储气库采气过程余能回收方法，其特征在于，

技术总结
本发明公开了一种地下储气库采气过程余能回收系统及方法，该地下储气库采气过程余能回收系统包括：压缩机，设置于地下储气库的输入端；地下储气库，用于存储经过压缩机压缩后的天然气；膨胀机，设置于地下储气库的输出端，用于使从地下储气库采出的天然气发生膨胀并输出第一电能；调压装置，设置于膨胀机的下游；冷能回收利用装置，设置于调压装置的下游，用于回收天然气再次膨胀产生的冷能；加热炉，设置于冷能回收利用装置和集气站之间，用于对天然气进行加热。天然气经过膨胀机的膨胀将差压余能转化为第一电能，天然气经过调压装置的再次膨胀而产生冷能，因此，本发明能够有效解决现有技术中地下储气库能量利用效率低的问题。

技术研发人员：糜利栋,曾大乾,张俊法,张广权
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15