中低壓調(diào)壓站壓力能發(fā)電展示裝置設(shè)計

黃小美 秦瑞豐 胡睿 陳思蓓

【摘要】本文設(shè)計了一種適用于中低壓調(diào)壓裝置的壓力能發(fā)電展示裝置，闡述了其發(fā)電原理，推導(dǎo)了發(fā)電功率的計算方法，該裝置的實踐應(yīng)用可有效回收中低壓調(diào)壓站內(nèi)降壓過程中壓力能。

【關(guān)鍵詞】管網(wǎng)壓力能；旋轉(zhuǎn)磁場；新型回收裝置

引言

天然氣長輸管線往往通過高壓方式送至各城市或大型用戶后，再經(jīng)城鎮(zhèn)燃氣管道降至中壓或低壓，以與不同的用氣設(shè)備匹配。天然氣在減壓過程中會釋放巨大的能量，從熱力學(xué)角度，對天然氣管網(wǎng)可利用的壓力能進行分析計算后得出，西氣東輸干線每年可回收的最大壓力能相當(dāng)于裝機489.2MW的電站一年的發(fā)電量[1]。目前主要是以透平膨脹機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的調(diào)壓閥來回收高壓天然氣降壓過程中的壓力能，并將其用于發(fā)電和制冰等用途。

然而，透平膨脹機體積規(guī)模大，僅能設(shè)在城市門站，無法在中小調(diào)壓站使用。并且，需要改造調(diào)壓站的旁通管道，增加閥門等設(shè)備，投資大且不便利[2][3]。為了合理便捷地回收中低壓調(diào)壓站內(nèi)的壓力能，提高能源利用率，設(shè)計了一種適于中低壓調(diào)壓站的天然氣壓力能發(fā)電展示裝置。該裝置通過管道內(nèi)的旋轉(zhuǎn)磁場直接將機械能通過磁場傳遞到管體外，減少通過機械傳遞的物理摩擦損失，避免對管體進行改變，保證燃氣降壓過程的安全可靠，降低設(shè)備成本。

1.原理分析

旋轉(zhuǎn)磁場理論是磁感應(yīng)矢量在空間以某種頻率旋轉(zhuǎn)的一種磁場，是旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)電裝置將轉(zhuǎn)動機械能轉(zhuǎn)化為電能的基本條件?！?br>