井口高压天然气发电用三角转子气动机设计与仿真
发布时间：2021-08-25 10:29
我国天然气资源十分丰富,但人均占有量却很少。天然气的开采大都采用的是自喷开采,很多油田的气井压力高达40MPa以上,而集输管线压力为8MPa左右。目前国内外普遍的做法是节流降压,使井口高压天气压力降到集输管线允许的压力,过程中高压天然气中所储存的压力能就被浪费掉了,这与我国可持续发展战略相悖。如果我们能有效利用天然气的这部分压力能,不仅节能环保,而且还将带来非常可观的经济效益。本文根据天然气井场现状,针对使用井下节流降压和保温防止冰堵、防水合物的工艺存在浪费天然气压力能的现象,提出将高压天然气压能利用转化成机械能在驱动发电机发电的思路。本文将传统三角转子发动机改造成三角转子气动机来实现能量转换。三角转子气动机具有质量轻、体积小、运行平稳、噪音小、高速性能好等往复气动机无法比拟的优点。本文将主要进行了以下几个部分的工作:（1）通过对国内外文献、专利的调研,分析天然气压力能回收的现状,了解目前已有的设计方案,指出现有方案存在的不足,进而提出一种全新的天然气压力能回收方案。（2）借鉴三角转子发动机结构设计出三角转子气动机的总体结构,设定降压方案,完成其主要零部件的结构设计与三维建模。（3）通...
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３多级式井口天然气压力能发电系统［２２］??
?ｓ?？??１－转轴；２－磁铁；３－叶轮；４－导电线圈；５－电缆??图１－４?一种天然气压力发电装置［２５］??２０１５年上海齐耀膨胀机有限公司开发了一种回收天然气压差能的螺杆膨胀机??发电机组（装置如图１－５所示），并首次应用于北美城市管网压差能回收。该装置??进气压强２．４ＭＰａ，进气温度ＹＯＴ，排气压强０．９７ＭＰａ，排气温度２０ｌ１Ｃ；年发电量??８０万ＫＷ，年经济效益４８万。??ｍｍ??Ｊ黑ｊｆｌ?Ｉｆ??图１－５上海齐耀膨胀机有限公司螺杆膨胀机发电机组??２０１７年，重庆科技学院苟鑫华设计出一套完整井口余压发电装置（图１－６），??并且在重庆长寿的晏家天然气站进行现场试验。试验结果表明，设备正常运行平稳，??天然气发电装置发电效率约为６０％，发出的电能能够满足部分现场生活使用。充分??说明天然气余压发电设备对回收井口天然气压能、对企业降本增效有着重要的意义，??该装置具有广阔的市场推广应用价值％。??５??
图１－４?一种天然气压力发电装置［２５］??２０１５年上海齐耀膨胀机有限公司开发了一种回收天然气压差能的螺杆膨胀机??发电机组（装置如图１－５所示），并首次应用于北美城市管网压差能回收。该装置??进气压强２．４ＭＰａ，进气温度ＹＯＴ，排气压强０．９７ＭＰａ，排气温度２０ｌ１Ｃ；年发电量??８０万ＫＷ，年经济效益４８万。??ｍｍ??Ｊ黑ｊｆｌ?Ｉｆ??图１－５上海齐耀膨胀机有限公司螺杆膨胀机发电机组??２０１７年，重庆科技学院苟鑫华设计出一套完整井口余压发电装置（图１－６），??并且在重庆长寿的晏家天然气站进行现场试验。试验结果表明，设备正常运行平稳，??天然气发电装置发电效率约为６０％，发出的电能能够满足部分现场生活使用。充分??说明天然气余压发电设备对回收井口天然气压能、对企业降本增效有着重要的意义，??该装置具有广阔的市场推广应用价值％。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]全干式TRT技术及在重钢的应用[J]. 张朋. 冶金动力. 2014(01)
[2]LPG转子发动机燃烧过程的数值模拟[J]. 潘剑锋,陈瑞,范宝伟,邬迪. 热科学与技术. 2013(03)
[3]天然气螺杆膨胀机的开发与应用[J]. 刁安娜,徐琼琰,张泉明,王宇. 石油与天然气化工. 2013(04)
[4]点火位置对天然气转子发动机燃烧的影响[J]. 潘剑锋,范宝伟,陈瑞,卢青波,唐爱坤,邵霞,王谦. 内燃机工程. 2013(01)
[5]高炉优化操作与低碳生产[J]. 朱仁良,王天球,王训富. 中国冶金. 2013(01)
[6]天然气管网压力能发电制冰技术的开发及应用[J]. 陈秋雄,徐文东,安成名. 煤气与热力. 2012(09)
[7]首钢京唐1#高炉TRT工艺优化及生产实践[J]. 韩渝京,曹勇杰,陶有志. 冶金动力. 2010(04)
[8]三角转子气动发动机设计及性能分析[J]. 王云,刘小勇,周勇. 机械科学与技术. 2009(07)
[9]天然气管网压力能的回收及利用[J]. 闻菁,徐明仿. 天然气工业. 2007(07)
[10]气动微型转子发动机的设计和实验研究[J]. 郑精辉,孙暄,杨灿军. 机床与液压. 2006(12)
硕士论文
[1]天然气井口余压发电设备及关键技术研究[D]. 苟鑫华.重庆科技学院 2017
[2]三角转子气动机工作过程的数值模拟研究[D]. 肖曼.江苏大学 2016
[3]井口天然气压能转为机械能的理论和方案研究[D]. 刘竞伟.西南石油大学 2014
[4]三角转子压缩空气发动机研究[D]. 刘小勇.南昌航空大学 2009
[5]油气集输能量系统的热力学评价与分析[D]. 袁永惠.大庆石油学院 2009
本文编号：3361944
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３多级式井口天然气压力能发电系统［２２］??
?ｓ?？??１－转轴；２－磁铁；３－叶轮；４－导电线圈；５－电缆??图１－４?一种天然气压力发电装置［２５］??２０１５年上海齐耀膨胀机有限公司开发了一种回收天然气压差能的螺杆膨胀机??发电机组（装置如图１－５所示），并首次应用于北美城市管网压差能回收。该装置??进气压强２．４ＭＰａ，进气温度ＹＯＴ，排气压强０．９７ＭＰａ，排气温度２０ｌ１Ｃ；年发电量??８０万ＫＷ，年经济效益４８万。??ｍｍ??Ｊ黑ｊｆｌ?Ｉｆ??图１－５上海齐耀膨胀机有限公司螺杆膨胀机发电机组??２０１７年，重庆科技学院苟鑫华设计出一套完整井口余压发电装置（图１－６），??并且在重庆长寿的晏家天然气站进行现场试验。试验结果表明，设备正常运行平稳，??天然气发电装置发电效率约为６０％，发出的电能能够满足部分现场生活使用。充分??说明天然气余压发电设备对回收井口天然气压能、对企业降本增效有着重要的意义，??该装置具有广阔的市场推广应用价值％。??５??
图１－４?一种天然气压力发电装置［２５］??２０１５年上海齐耀膨胀机有限公司开发了一种回收天然气压差能的螺杆膨胀机??发电机组（装置如图１－５所示），并首次应用于北美城市管网压差能回收。该装置??进气压强２．４ＭＰａ，进气温度ＹＯＴ，排气压强０．９７ＭＰａ，排气温度２０ｌ１Ｃ；年发电量??８０万ＫＷ，年经济效益４８万。??ｍｍ??Ｊ黑ｊｆｌ?Ｉｆ??图１－５上海齐耀膨胀机有限公司螺杆膨胀机发电机组??２０１７年，重庆科技学院苟鑫华设计出一套完整井口余压发电装置（图１－６），??并且在重庆长寿的晏家天然气站进行现场试验。试验结果表明，设备正常运行平稳，??天然气发电装置发电效率约为６０％，发出的电能能够满足部分现场生活使用。充分??说明天然气余压发电设备对回收井口天然气压能、对企业降本增效有着重要的意义，??该装置具有广阔的市场推广应用价值％。??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]全干式TRT技术及在重钢的应用[J]. 张朋. 冶金动力. 2014(01)
[2]LPG转子发动机燃烧过程的数值模拟[J]. 潘剑锋,陈瑞,范宝伟,邬迪. 热科学与技术. 2013(03)
[3]天然气螺杆膨胀机的开发与应用[J]. 刁安娜,徐琼琰,张泉明,王宇. 石油与天然气化工. 2013(04)
[4]点火位置对天然气转子发动机燃烧的影响[J]. 潘剑锋,范宝伟,陈瑞,卢青波,唐爱坤,邵霞,王谦. 内燃机工程. 2013(01)
[5]高炉优化操作与低碳生产[J]. 朱仁良,王天球,王训富. 中国冶金. 2013(01)
[6]天然气管网压力能发电制冰技术的开发及应用[J]. 陈秋雄,徐文东,安成名. 煤气与热力. 2012(09)
[7]首钢京唐1#高炉TRT工艺优化及生产实践[J]. 韩渝京,曹勇杰,陶有志. 冶金动力. 2010(04)
[8]三角转子气动发动机设计及性能分析[J]. 王云,刘小勇,周勇. 机械科学与技术. 2009(07)
[9]天然气管网压力能的回收及利用[J]. 闻菁,徐明仿. 天然气工业. 2007(07)
[10]气动微型转子发动机的设计和实验研究[J]. 郑精辉,孙暄,杨灿军. 机床与液压. 2006(12)
硕士论文
[1]天然气井口余压发电设备及关键技术研究[D]. 苟鑫华.重庆科技学院 2017
[2]三角转子气动机工作过程的数值模拟研究[D]. 肖曼.江苏大学 2016
[3]井口天然气压能转为机械能的理论和方案研究[D]. 刘竞伟.西南石油大学 2014
[4]三角转子压缩空气发动机研究[D]. 刘小勇.南昌航空大学 2009
[5]油气集输能量系统的热力学评价与分析[D]. 袁永惠.大庆石油学院 2009
本文编号：3361944
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