天然气管道差压燃料电池发电系统技术方案

本发明专利技术提供了一种天然气管道差压燃料电池发电系统。该系统包括加热装置，差压发电装置及燃料电池发电装置，加热装置的天然气进口管道与高压天然气管网相连，加热装置的天然气出口管道与调压装置的进口管道相连，且调压装置的出口管道与低压天然气管网相连；差压发电装置的天然气进口管道与加热装置的天然气出口管道相连，差压发电装置的天然气出口管道与低压天然气管网相连；燃料电池发电装置的燃料进口与低压天然气管网相连。本发明专利技术上述的发电系统很好地将天然气管网释放的压力能和新能源燃料电池发电技术相结合，利用燃料电池发电装置和差压发电装置形成的清洁能源发电系统有效地将天然气管网释放的压力能转换为电能，提高了天然气的利用率。

Differential pressure fuel cell power generation system for natural gas pipeline

The invention provides a natural gas pipeline differential pressure fuel cell power generation system. The system includes a heating device, differential pressure generating device and fuel cell power generation device, gas inlet pipe heating device with high pressure natural gas pipeline network connected to the inlet pipe pressure device of natural gas export pipeline heating device and connected to the outlet pipe and adjustable pressure device with low pressure natural gas pipeline network connected to the natural gas export pipeline; the gas inlet pipe of the differential pressure generating device and the heating device is connected to the gas outlet pipe of differential pressure generating device and a low pressure gas pipeline is connected; fuel imports of fuel cell power generation system with low pressure natural gas pipeline network. The invention of the power generation system will be good to the release of natural gas pipeline network pressure energy and new energy fuel cell power generation technology, clean energy power generation system using the fuel cell power generation device and differential pressure generating device formed by natural gas pipeline will effectively release the pressure can be converted into electrical energy, improve the utilization of natural gas the rate of.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电领域，具体而言，涉及一种天然气管道差压燃料电池发置系统。
技术介绍
能源问题近些年一直受到广泛的关注。随着三大化石能源的不断使用，能储备、过度开采，环境问题越来越严重。世界能源组织调查显示，包括煤、石油、天然气等在内的矿物质能源将在未来的100～200年内耗尽，新的能源利用技术将被不断的开发并利用起来。燃料电池就是一种潜力巨大的新能源。未来20年，随着我国“西气东送”，全国天然气管网的不断完善及液化天然气(LNG)的广泛应用，燃用天然气的燃料电池发电装置将会有很大市场。燃料电池可与水电、风电和太阳能发电等结合，形成更高效率的发电方式。目前世界上天然气的长输管道均采用高压，国内外多数天然气长输管道压力都在10MPa以上。各地区的天然气分输站和接收站，根据下游用户的供气压力要求将主干管道天然气进行调压后供应给城市燃气户。天然气在调压过程中释放出大量的压力能，这些压力能可以用于发电、制冷、液化、加热等方面的回收利用。然而，关于天然气管网释放的压力能和新能源燃料电池技术的联合应用，目前在高压天然气管网尚未提供有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种天然气管道差压燃料电池发电系统，以解决现有技术中无法将天然气管网释放的压力能和新能源燃料电池技术联合应用的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种天然气管道差压燃料电池发电系统，其包括加热装置，加热装置的天然气进口管道与高压天然气管网相连，加热装置的天然气出口管道与调压装置的进口管道相连，且调压装置的出口管道与低压天然气管网相连；差压发电装置，差压发电装置的天然气进口管道与加热装置的天然气出口管道相连，差压发电装置的天然气出口管道与低压天然气管网相连；以及燃料电池发电装置，燃料电池发电装置的燃料进口与低压天然气管网相连。进一步地，发电系统还包括：燃气轮机发电装置，燃气轮机发电装置的燃料进口与低压天然气管网相连。进一步地，差压发电装置为涡轮透平机。进一步地，加热装置为余热锅炉。进一步地，余热锅炉的烟气进口分别与燃料电池发电装置的烟气出口、燃气轮机发电装置的烟气出口相连。进一步地，发电系统还包括：引风机，引风机的进口与余热锅炉的烟气出口相连；烟囱，烟囱与引风机的出口相连。进一步地，余热锅炉的燃料气进口与低压天然气管网相连。进一步地，发电系统还包括：电功率调节器，电功率调节器分别与差压发电装置的输出电路、燃料电池发电装置的输出电路及燃气轮机发电装置的输出电路相连。进一步地，发电系统还包括：空气管道，空气管道分别与余热锅炉的进风口、燃料电池发电装置的进风口及燃气轮机发电装置的进风口相连。进一步地，调压装置为调压阀。应用本专利技术的技术方案，提供了一种天然气管道差压燃料电池发电系统，其包括加热装置，差压发电装置，以及燃料电池发电装置；加热装置的进口管道与高压天然气管网相连，加热装置的出口管道分别与调压装置的进口管道、差压发电装置的进口管道相连；调压装置的出口管道、差压发电装置的出口管道分别与低压天然气管网相连；燃料电池发电装置的燃料进口与低压天然气管网相连。利用本专利技术提供的上述发电系统，高压天然气管网的天然气先进入加热装置进行加热。加热后的天然气中的一路经调压装置调压后进入低压天然气管网，另一路则进入差压发电装置做功发电，做功后的天然气继续进入低压天然气管网。另外，低压管网的一路天然气进入燃料电池发电装置，在阳极进行天然气的氧化过程，阴极进行氧化剂的还原过程，导电离子在电解质内迁移，电子通过外电路做功并构成电的回路。由此可见，本专利技术上述的发电系统很好地将天然气管网释放的压力能和新能源燃料电池发电装置技术相结合，利用燃料电池发电装置和差压发电装置形成的清洁能源发电系统有效地将天然气管网释放的压力能转换为电能，提高了天然气的综合利用率。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一种实施例的天然气管道差压燃料电池发电系统示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、加热装置；11、调压装置；20、差压发电装置；30、燃料电池发电装置；40、燃气轮机发电装置；50、引风机；60、烟囱；70、电功率调节器；a、高压天然气管网；b、低压天然气管网；c、城市电网；d、空气。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。正如
技术介绍
部分所描述的，现有技术目前无法将天然气管网释放的压力能和新能源燃料电池发电技术联合应用，以至于天然气管网释放的压力能大大浪费。为了解决这一问题，本专利技术提供了一种天然气管道差压燃料电池发电系统，如图1所示，其包括加热装置10，差压发电装置20以及燃料电池发电装置30，加热装置10的天然气进口管道与高压天然气管网a相连，加热装置10的天然气出口管道分别与调压装置11的进口管道、差压发电装置20的天然气进口管道相连；调压装置11的出口管道、差压发电装置20的天然气出口管道分别与低压天然气管网b相连；燃料电池发电装置30的燃料进口与低压天然气管网b相连。利用本专利技术提供的上述发电系统，高压天然气管网a的天然气先进入加热装置10进行加热。加热后的天然气中的一路经调压装置11调压后进入低压天然气管网b，另一路则进入差压发电装置20做功发电，做功后的天然气继续进入低压天然气管网b。另外，低压天然气管网a的一路天然气进入燃料电池发电装置30，在阳极进行天然气的氧化过程，阴极进行氧化剂的还原过程，导电离子在电解质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气管道差压燃料电池发电系统，其特征在于，包括：加热装置(10)，所述加热装置(10)的天然气进口管道与高压天然气管网相连，所述加热装置(10)的天然气出口管道与调压装置(11)的进口管道相连，且所述调压装置(11)的出口管道与低压天然气管网相连；差压发电装置(20)，所述差压发电装置(20)的天然气进口管道与所述加热装置(10)的天然气出口管道相连，所述差压发电装置(20)的天然气出口管道与所述低压天然气管网相连；以及燃料电池发电装置(30)，所述燃料电池发电装置(30)的燃料进口与所述低压天然气管网相连。

【技术特征摘要】
1.一种天然气管道差压燃料电池发电系统，其特征在于，包括：加热装置(10)，所述加热装置(10)的天然气进口管道与高压天然气管网相连，所述加热装置(10)的天然气出口管道与调压装置(11)的进口管道相连，且所述调压装置(11)的出口管道与低压天然气管网相连；差压发电装置(20)，所述差压发电装置(20)的天然气进口管道与所述加热装置(10)的天然气出口管道相连，所述差压发电装置(20)的天然气出口管道与所述低压天然气管网相连；以及燃料电池发电装置(30)，所述燃料电池发电装置(30)的燃料进口与所述低压天然气管网相连。2.根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述发电系统还包括：燃气轮机发电装置(40)，所述燃气轮机发电装置(40)的燃料进口与所述低压天然气管网相连。3.根据权利要求2所述的发电系统，其特征在于，所述差压发电装置(20)为涡轮透平机。4.根据权利要求2或3所述的发电系统，其特征在于，所述加热装置(10)为余热锅炉。5.根据权利要求4所述的发电系统，其特征在于，所述余热锅炉的烟气进...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸建军，任海涛，宋移团，张霞，安利敏，
申请(专利权)人：碧海舟北京节能环保装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11