本文關(guān)鍵詞：小型天然氣管網(wǎng)壓力能發(fā)電工藝開發(fā)

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【摘要】：隨著天然氣產(chǎn)業(yè)高速的發(fā)展,我國各大燃?xì)膺\(yùn)行企業(yè)對天然氣管網(wǎng)的智能化建設(shè)日益重視。然而燃?xì)馄髽I(yè)的偏遠(yuǎn)小型調(diào)壓站、調(diào)壓箱以及大部分城市中低壓管線存在嚴(yán)重的缺電問題,對燃?xì)夤芫W(wǎng)的智能信息化建設(shè)增加了難度。管網(wǎng)天然氣存在豐富的壓力能,若能充分回收利用這部分壓力能進(jìn)行發(fā)電,將有效的解決這一用電難題。目前,國內(nèi)壓力能發(fā)電在大型的工程化項(xiàng)目上已有研究成果,但該類項(xiàng)目工程投資代價(jià)大,不適應(yīng)小型調(diào)壓站用電。因此有必要設(shè)計(jì)一套小型化的天然氣壓力能發(fā)電工藝,解決偏遠(yuǎn)地區(qū)調(diào)壓站/箱/柜用電難,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燃?xì)庑袠I(yè)的智能化運(yùn)營管理。本文針對燃?xì)庑袠I(yè)部分缺電情況設(shè)計(jì)一整套小型天然氣壓力能發(fā)電工藝系統(tǒng)及微型可移動(dòng)式壓力能發(fā)電箱,工藝系統(tǒng)分為膨脹發(fā)電系統(tǒng)、穩(wěn)壓平衡系統(tǒng)、監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)和計(jì)量系統(tǒng),具有自動(dòng)控制、流量計(jì)量、電力儲存和信號遠(yuǎn)傳等四大功能。通過實(shí)驗(yàn)測試分析結(jié)果表明:小型天然氣壓力能發(fā)電工藝系統(tǒng),當(dāng)流量為125Nm3/h,進(jìn)口壓力在0.46MPa,系統(tǒng)壓降為0.34MPa時(shí),對應(yīng)穩(wěn)定輸出功率為4500W,實(shí)際?效率為35%。將上述研究成果進(jìn)行產(chǎn)品化設(shè)計(jì),其中微型可移動(dòng)式壓力能發(fā)電箱,當(dāng)系統(tǒng)入口壓力超過0.5MPa時(shí),系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的輸出24V的0-200W的直流電。上述研究成果能有效的解決燃?xì)庑袠I(yè)調(diào)壓站和調(diào)壓箱的用電問題。在上述小型天然氣壓力能發(fā)電的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步研究微型管道內(nèi)置發(fā)電系統(tǒng)對應(yīng)解決城市中低壓管線中儀表閥門用電問題。設(shè)計(jì)工藝系統(tǒng)可分為前端引流模式系統(tǒng)和葉輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng),分別對其實(shí)驗(yàn)測試選型。設(shè)計(jì)系統(tǒng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果顯示,系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電機(jī)選擇三相直流無刷發(fā)電機(jī)作為系統(tǒng)發(fā)電機(jī),系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)葉輪選擇塑料材質(zhì)的離心式葉輪和前端引流模式為本文設(shè)計(jì)的模式二的情況下,系統(tǒng)的性能最優(yōu)。微型管道內(nèi)置發(fā)電系統(tǒng)輸出24V、50W的直流電,系統(tǒng)產(chǎn)生的壓降約為0.26MPa以及系統(tǒng)所需流量約750 Nm3/h。針對本文的壓力能發(fā)電一系列工藝系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品化,將在各大燃?xì)馄髽I(yè)將具有廣闊的應(yīng)用市場,進(jìn)一步推動(dòng)天然氣城市管網(wǎng)的信息智能化建設(shè)。
【關(guān)鍵詞】：小型化 壓力能 發(fā)電 微型 管道內(nèi)置
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM619
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 天然氣管網(wǎng)及其壓力能利用進(jìn)展12-21
• 1.2.1 城市管網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-14
• 1.2.2 管網(wǎng)壓力能利用技術(shù)進(jìn)展14-20
• 1.2.3 壓力能發(fā)電小型化和智能化發(fā)展趨勢20-21
• 1.3 研究目標(biāo)及內(nèi)容21-24
• 1.3.1 研究目標(biāo)21
• 1.3.2 研究內(nèi)容21-24
• 第二章 小型天然氣壓力能發(fā)電工藝開發(fā)24-52
• 2.1 小型天然氣壓力能發(fā)電實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計(jì)24-32
• 2.1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)及主要功能24-25
• 2.1.2 工藝設(shè)計(jì)及分析25-29
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)平臺搭建及測試29-32
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析32-44
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及討論32-44
• 2.3 智能產(chǎn)品化及應(yīng)用潛力分析44-50
• 2.3.1 智能化設(shè)計(jì)44-45
• 2.3.2 產(chǎn)品化設(shè)計(jì)45-48
• 2.3.3 應(yīng)用潛力分析48-50
• 2.4 本章小結(jié)50-52
• 第三章 微型管道內(nèi)置發(fā)電工藝開發(fā)52-66
• 3.1 微型管道內(nèi)置發(fā)電工藝開發(fā)52-54
• 3.1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)及主要功能52-53
• 3.1.2 工藝設(shè)計(jì)及分析53-54
• 3.2 內(nèi)置發(fā)電單元結(jié)構(gòu)選型與設(shè)計(jì)54-59
• 3.2.1 發(fā)電機(jī)類型的選取54-56
• 3.2.2 葉輪類型的分析56-57
• 3.2.3 引流結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)57-58
• 3.2.4 密封及防爆設(shè)計(jì)58-59
• 3.3 實(shí)驗(yàn)測試及結(jié)果分析59-65
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)平臺及測試59-60
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果60-65
• 3.4 應(yīng)用潛力分析65
• 3.5 本章小結(jié)65-66
• 第四章 結(jié)論與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果72-73
• 致謝73-74
• 附件74

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1 鄭斌;劉俊德;劉鳳國;;天然氣壓力能回收的熱力學(xué)分析與研究趨勢[J];節(jié)能技術(shù);2010年04期

2 張維;;上海利用天然氣壓力能的可行性分析[J];城市燃?xì)?2012年03期

3 吳玉國;李小玲;;城市燃?xì)忾T站壓力能回收熱力學(xué)分析[J];當(dāng)代化工;2011年11期

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5 申安云;熊永強(qiáng);;天然氣管網(wǎng)壓力能利用工藝的，

本文編號：1113214