本文關鍵詞：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,我國各大燃氣運行企業(yè)對天然氣管網(wǎng)的智能化建設日益重視。然而燃氣企業(yè)的偏遠小型調(diào)壓站、調(diào)壓箱以及大部分城市中低壓管線存在嚴重的缺電問題,對燃氣管網(wǎng)的智能信息化建設增加了難度。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目上已有研究成果,但該類項目工程投資代價大,不適應小型調(diào)壓站用電。因此有必要設計一套小型化的天然氣壓力能發(fā)電工藝,解決偏遠地區(qū)調(diào)壓站/箱/柜用電難,進而實現(xiàn)燃氣行業(yè)的智能化運營管理。本文針對燃氣行業(yè)部分缺電情況設計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)和計量系統(tǒng),具有自動控制、流量計量、電力儲存和信號遠傳等四大功能。通過實驗測試分析結(jié)果表明:小型天然氣壓力能發(fā)電工藝系統(tǒng),當流量為125Nm3/h,進口壓力在0.46MPa,系統(tǒng)壓降為0.34MPa時,對應穩(wěn)定輸出功率為4500W,實際?效率為35%。將上述研究成果進行產(chǎn)品化設計,其中微型可移動式壓力能發(fā)電箱,當系統(tǒng)入口壓力超過0.5MPa時,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氣行業(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)電的基礎上,本文進一步研究微型管道內(nèi)置發(fā)電系統(tǒng)對應解決城市中低壓管線中儀表閥門用電問題。設計工藝系統(tǒng)可分為前端引流模式系統(tǒng)和葉輪驅(qū)動電機系統(tǒng),分別對其實驗測試選型。設計系統(tǒng)經(jīng)實驗測試結(jié)果顯示,系統(tǒng)設計的電機選擇三相直流無刷發(fā)電機作為系統(tǒng)發(fā)電機,系統(tǒng)的驅(qū)動葉輪選擇塑料材質(zhì)的離心式葉輪和前端引流模式為本文設計的模式二的情況下,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)進行產(chǎn)品化,將在各大燃氣企業(yè)將具有廣闊的應用市場,進一步推動天然氣城市管網(wǎng)的信息智能化建設。
【關鍵詞】：小型化 壓力能 發(fā)電 微型 管道內(nèi)置
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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)壓力能利用技術進展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 研究目標及內(nèi)容21-24
• 1.3.1 研究目標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)電實驗平臺設計24-32
• 2.1.1 設計目標及主要功能24-25
• 2.1.2 工藝設計及分析25-29
• 2.1.3 實驗平臺搭建及測試29-32
• 2.2 實驗結(jié)果分析32-44
• 2.2.1 實驗結(jié)果分析及討論32-44
• 2.3 智能產(chǎn)品化及應用潛力分析44-50
• 2.3.1 智能化設計44-45
• 2.3.2 產(chǎn)品化設計45-48
• 2.3.3 應用潛力分析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 設計目標及主要功能52-53
• 3.1.2 工藝設計及分析53-54
• 3.2 內(nèi)置發(fā)電單元結(jié)構(gòu)選型與設計54-59
• 3.2.1 發(fā)電機類型的選取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)設計57-58
• 3.2.4 密封及防爆設計58-59
• 3.3 實驗測試及結(jié)果分析59-65
• 3.3.1 實驗平臺及測試59-60
• 3.3.2 實驗結(jié)果60-65
• 3.4 應用潛力分析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68-72
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果72-73
• 致謝73-74
• 附件74

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本文編號：1113214