燃气技术
GASIECHROLOGY
城市燃气2010/4(Vol.422）
回收高压管输气压力能用于冷库的技术
新奥燃气控股有限公司(065001)
罗东晓
摘要天然气以高压方式通过长输管道输送到终端用户后，通常需要通过调压设备进行降压处理，以便与用气设施配。国内外的现实情况是，调压过程中天然气内蕴含的巨大压力能不仅被白白浪费掉，而且还因为急剧降温对调压及管道设备运行安全构成威融。研究压力能同收利用技术，将其用于发电、冷库、冷水空调、制冰、滑冰场、空气分离、干冰生产、橡胶深冷粉碎以及天然气轻经分离等领域，节能效果品著，同时可消除生产过程产生的噪音和设备安全险患，经济、社会效益都将十分可观，市场推广应用前最广竭，对于提高能源利用效率、促进循环经济发履有着重要的现实意义。
关键调天然气压力能冷能回收利用
1引言
天然气一般通过管道以高压形式输送")但到达终端用户时往往又需要进行降压处理。如果能够将降压过程中这部分压力能转换成冷能加以回收利用，无疑可以产生显著的经济和社会效益，意义深远而重大。
计算结果表明.输送压力为10MPa的高压天然气降压至0.4MPa时，能够回收的最大压力火用为 400kJ/kg以上。以此推算，一个300亿m/a规模的输气项目，一年可以回收的压力能可达近2亿kWh的电力，节能效果是显著的。
高压管道天然气压力能转换成冷能 2
的技术
将高压天然气降压过程中的压力能转换为冷能的技术有很多种，核心设备是透平膨胀机、气波制冷机、涡流管、射流管、脉动管、激流泵等，工作原理各不相同，其中传统的透平膨胀机使用最为普遍(2)，先进的气波制冷机应用技术则发展最快。透平膨胀机可以同时利用高压天然气在膨胀过程中由于体积增加而产生的机械能和气体膨胀后温度降低所得到的低温冷能；而气波制冷机则主要是利用高压天然气
膨胀后温度降低所得到的低温冷能。 2.1透平膨胀机回收压力能制冷技术
高压天然气在透平膨胀机的静喷嘴环流道内降压提速，射入动叶栅流道再流出，出入口动量矩的改变使气流对叶栅做功，气流的动能降低，滞止下降，达到对外做功和制冷的目的。透平膨胀机用于天然气压力能制冷时的效率较高，可以达到70%~ 80%。但不足之处是结构特别是润滑系统复杂，制造成本高；操作维修难度大；变工况适应性差，当进口气体流量变化超过±20%时，将会显著影响膨胀机的制冷效率。该技术只适合用于天然气负荷比较稳定的工况。
2.2涡流管回收压力能制冷技术
涡流管是一种结构简单的能量分离装置。高压气流在涡流管内高速旋转时，经过涡流变换后分离成总温不相等的两部分气流，处于中心部位的气流温度低，而处于外层部位的气流温度高，调节冷热流比例，可以得到最佳制冷效应或制热效应，产生高温和低温两种气流。
进口气体的压力是涡流管工作的唯一动力源，膨胀比增加，在相同的冷流率下，涡流管的制冷温度效应显著增加。
涡流管没有运动部件，重量轻，体积小，具有结构简单、操作方便、运行安全可靠、造价低廉的优势。
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