梁庆林

（广东大唐国际肇庆热电有限责任公司，广东 肇庆526000）

0 引言

天然气作为高效清洁能源，近年来获得了广泛应用。天然气在进入城市门站或燃气电厂前，根据不同的压力要求，常用调压器进行降压处理。由工程热力学理论可知，当天然气具备一定的压力和温度时，就具备了一定的能量，即由压力所体现的势能和由温度所体现的动能，二者合称为天然气的内能。在用调压器进行调节时，会造成部分内能损失。以日处理50万m3的门站为例，压力从4.0 MPa降至0.4 MPa，压力能损失大约有101.7万kJ／h，天然气透平膨胀发电技术利用天然气在膨胀机内进行绝热膨胀，内能降低而对外做功，并由膨胀机驱动发电机将能量转换为电能进行回收。

图2 天然气透平膨胀发电示意图

1 天然气透平膨胀发电技术介绍

1.1 透平膨胀机工作原理

透平膨胀机是一种使压缩气体膨胀并输出功率，因而压力降低和能量减少的原动机。在透平膨胀机中，气体的能量交换发生在导流器的喷嘴叶片间与工作叶轮内。高压气流在喷嘴内进行部分膨胀，然后以一定的速度进入叶轮，推动叶轮旋转。气流进入叶轮后还会进一步膨胀，气流的反冲力进一步推动叶轮旋转，旋转的叶轮轴可驱动发电机组进行发电。由于气体在膨胀机中通过的时间极短，来不及与周围环境进行热量交换，因而绝热效率很高，此过程可视为等熵膨胀。进入透平膨胀机的气体流量可通过导流叶片进行调节，以适应系统负荷。……