一、技术介绍

长距离输送的管道天然气在输送给下一级用户之前通常需要经过一个减压过程，将天然气压力降低到用户可以接收或者使用的水平。通常采用的减压设备是减压器（节流阀）。实际上，上述过程存在可用能的浪费，如果能够将天然气减压过程释放的能量加以回收，将有效提高能源的综合利用效率，并创造可观经济收益。

天然气压差发电技术，是一种低碳能源创新技术，其原理是将高压天然气导入膨胀机做功，利用压力差能量，将其转化为机械能，驱动发电机发电，输出电能和冷能，降压后的天然气继续供用户使用。压差发电装置在发电过程不消耗天然气，生产运行过程中无污水、废气及固废排放，不会对环境造成影响，是清洁高效的分布式能源。

二、国内外开展情况

关于天然气压差发电的国外文献主要发表于2000年以后，研究方向包括天然气发电系统模型的建立与仿真、发电过程及冷能的利用。应用场景包括天然气减压站、石化过程中冷电联产并将冷能应用于化工过程等。目前普遍认为，小型紧凑的高速透平在天然气膨胀中具有明显的技术优势，是最适合天然气压差发电的设备。

国外一些公司生产应用于天然气压差发电的特种汽轮机产品，如意大利的“TURBODEN”公司，“ENERTIME”公司（法国）等。

我国天然气消耗占总化石能源的比例约为8%，已经成为全球第一大天然气消费国，但是在天然气膨胀余压利用方面才处于起步阶段。中石油西南油气田公司，2021年在四川泸州试运了220千瓦天然气膨胀发电机组。该项目采用的是“容积式”的天然气膨胀技术，在单机功率和膨胀效率方面具有一定的限制。总体上天然气余压发电目前相关的应用案例较少。

三、本项目技术优势

        本项目天然气压差发电技术及设备由杭州新沣能源科技有限公司提供。新沣能源是一家特种工业透平的专业研发制造企业，公司于2017年成功研发并正式投运了国内首台用于工业蒸汽余压利用的高速径向式汽轮发电机组，技术处于国内领先，并达到国际先进水平。

新沣能源现已经形成了 “径向汽轮机”、“特殊工质汽轮机”、“超高速径向汽轮机”、“有机朗肯循环低温发电成套设备”等产品系列。特别适用于各种工质蒸汽的余压回收，分布式能源单元，低温余热发电等领域。其发电效率明显优于汽轮机。安徽省“高新投”和宣城市“金禾投资”两家国有投资公司先后对新沣能源注资，并成为公司股东。公司拥有成熟的技术和运行团队，依托自身产品和技术优势，致力于高端工业汽轮机制造与能源服务。

其中新沣能源开发的“特殊工质汽轮机”是专门适用于特种气体的膨胀透平，具有发电效率高，单机功率大，结构紧凑等技术优势。本项目采用的是一种高效安全的天然气汽轮发电系统，具有以下的技术特点：

（1）    本项目汽轮发电机组，针对天然气工质及天然气进出口参数，进行定制化设计，采用高效径流式叶片，发电效率高；

（2）    发电系统采用全封闭机械结构，天然气膨胀做功过程与大气完全隔离，降低或避免了天然气的泄漏风险；

（3）    该发电系统安装于新建的天然气旁路管道上，不改变原有天然气管路系统，当本发电系统停止运行时，天然气自动切换到原有系统管路，因此不会对原有系统造成影响；

（4）    该系统可以自动化运行，基本实现无人值守；

该项目天然气发电后产生大量的冷能，如果有条件对冷能加以综合利用，实现冷电联产，可以进一步提高项目的综合收益。