本发明涉及一种活塞式天然气压差发电装置。
背景技术：
天然气作为我国一种重要能源被用到工业和民用生活的各个方面，但是工业和家用的天然气大多都是由油气田开采的高压气体，经过去杂、加臭并输送到各级调压站，经过各级调压站降压后供用户使用。但是现有调压站目前一般采用调压阀进行降压，白白浪费了大量的高压能量。因此，许多基于压差发电的天然气高压动能利用装置被提出，例如授权公告号为cn203394597u的实用新型专利，公开了一种天然气压差发电及冷量回收系统，其通过透平膨胀机组进行发电；又例如申请公布号为cn105332743a的发明专利申请天然气压差发电系统，其也是通过透平膨胀机进行发电，实现了天然气压差能量回收发电的目的。但是从天然气压差利用角度考虑，上述专利系统都较为复杂，并且透平机体积庞大，安装施工较为复杂，因此在设计和使用中需要广泛论证。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种活塞式天然气压差发电装置。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明提供一种活塞式天然气压差发电装置，包括：
天然气管道，包括高压天然气进气管道和低压天然气出气管道；
活塞式压差动能驱动装置，活塞式压差动能驱动装置连接于高压天然气进气管道、低压天然气出气管道之间，活塞式压差动能驱动装置包括至少二个活塞式气缸，活塞式气缸内由活塞分隔为上腔室和下腔室，上腔室分别与高压天然气进气管道连接，下腔室之间、下腔室与低压天然气出气管道之间相互连通；
主管路调节阀，主管路调节阀与活塞式压差动能驱动装置并联连接于高压天然气进气管道、低压天然气出气管道之间；
电磁阀控制装置，包括进口电磁阀、出口电磁阀和电磁阀控制器，进口电磁阀设置于上腔室、高压天然气进气管道之间，出口电磁阀设置于每个活塞式气缸的上腔室和下腔室之间，进口电磁阀和出口电磁阀与电磁阀控制器连接；
干燥过滤装置，其设置于高压天然气进气管道上且位于进口电磁阀的前端；
曲柄连杆传动装置，曲柄连杆传动装置分别与活塞式气缸的活塞连接，用于带动任意相邻二个活塞式气缸的活塞相向运动且将机械能转换为电能；
发电机，发电机的输入端与曲柄连杆传动装置连接。
本发明相较于现有技术，采用活塞和曲柄连杆传动装置将天然气的压能转换成动能，并带动发电机转动，实现发电的目的，从而实现了高压天然气的能量回收，结构简单合理，体积小，便于操作和维修。
其中，上述的活塞式压差动能驱动装置左活塞式气缸和右活塞式气缸，进口电磁阀包括左进口电磁阀和右进口电磁阀，出口电磁阀包括左出口电磁阀和右出口电磁阀，左活塞式气缸内由左活塞分隔为左上腔室和左下腔室，右活塞式气缸内由右活塞分隔为右上腔室和右下腔室，左下腔室、右下腔室和低压天然气出气管道连通，左进口电磁阀分别与左上腔室、高压天然气进气管道连接，右进口电磁阀分别与右上腔室、高压天然气进气管道连接，左出口电磁阀分别与左上腔室、左下腔室连接，右出口电磁阀分别与右上腔室、右下腔室连接，左进口电磁阀、左出口电磁阀、右进口电磁阀、右出口电磁阀与电磁阀控制器电连接。
下面对本发明的工作原理作进一步说明：
运行时，左活塞式气缸内左活塞位于上部、右活塞式气缸内右活塞位于底部，主管路调节阀关闭，此时开始运行活塞式天然气压差发电装置，该发电运行过程分两个阶段，第一阶段，左进口电磁阀打开，左出口电磁阀关闭，右进口电磁阀关闭，右出口电磁阀打开，高压天然气流经干燥过滤装置后进入左活塞式气缸推动左活塞向下做功，带动曲柄连杆传动装置运行，从而带动右活塞式气缸的右活塞向上运动，当左活塞运行到1/2-3/4容积时，左进口电磁阀关闭依靠气体压差推动左活塞继续向下运动直到左活塞到达气缸下死点，完成第一阶段，同时在曲柄连杆传动装置的惯性作用下继续运动，当右活塞式气缸的右活塞到达上死点时，打开左出口电磁阀和右进口电磁阀，关闭右出口电磁阀，进入第二阶段，此时高压天然气进入右活塞式气缸推动右活塞向下运动做功，当右活塞运行到1/2-3/4容积时，右进口电磁阀关闭依靠气体压差推动右活塞继续向下运动直到右活塞到达气缸下死点，从而完成一个循环，继续调节电磁阀开关状态，进入下一循环，而在该循环过程中，曲柄连杆传动装置输出动能，带动发电机发电，其中，电磁阀开关控制通过电磁阀控制器实现，电磁阀控制器为逻辑电子元件，发电机为交流发电机，主管路调节阀为压差平衡阀或快开阀。为了更好实现系统运行稳定，将两个活塞式气缸底部封闭且相互连通并与低压天然气出气管路连通，保证活塞运行的背压为低压天然气压力，从而使系统运行稳定。
作为优选的技术方案，还设置有启动驱动电机，启动驱动电机与曲柄连杆的顶部连接。
采用上述优选的方案，增加启动驱动电机，可实现曲柄连杆传动装置的快速启动，有利于系统的稳定运行。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
为了达到本发明的目的，如图1所示，在本发明的其中一种实施方式中提供一种活塞式天然气压差发电装置，包括：
天然气管道，包括高压天然气进气管道1和低压天然气出气管道2；
活塞式压差动能驱动装置，活塞式压差动能驱动装置连接于高压天然气进气管道1、低压天然气出气管道2之间，活塞式压差动能驱动装置包括二个活塞式气缸，活塞式气缸内由活塞分隔为上腔室和下腔室，上腔室分别与高压天然气进气管道连接，下腔室之间、下腔室与低压天然气出气管道之间相互连通；
主管路调节阀13，主管路调节阀13与活塞式压差动能驱动装置并联连接于高压天然气进气管道、低压天然气出气管道之间；
电磁阀控制装置，包括进口电磁阀、出口电磁阀和电磁阀控制器12，进口电磁阀设置于上腔室、高压天然气进气管道之间，出口电磁阀设置于每个活塞式气缸的上腔室和下腔室之间，进口电磁阀和出口电磁阀与电磁阀控制器连接；
干燥过滤装置3，其设置于高压天然气进气管道1上且位于进口电磁阀的前端；
曲柄连杆传动装置10，曲柄连杆传动装置10分别与活塞式气缸的活塞连接，用于带动任意相邻二个活塞式气缸的活塞相向运动且将机械能转换为电能；
发电机11，发电机11的输入端与曲柄连杆传动装置10连接。
本实施方式相较于现有技术，采用活塞和曲柄连杆传动装置将天然气的压能转换成动能，并带动发电机转动，实现发电的目的，从而实现了高压天然气的能量回收，结构简单合理，体积小，便于操作和维修。
其中，上述的活塞式压差动能驱动装置左活塞式气缸4和右活塞式气缸5，进口电磁阀包括左进口电磁阀6和右进口电磁阀8，出口电磁阀包括左出口电磁阀7和右出口电磁阀9，左活塞式气缸4内由左活塞分隔为左上腔室和左下腔室，右活塞式气缸5内由右活塞分隔为右上腔室和右下腔室，左下腔室、右下腔室和低压天然气出气管道2连通，左进口电磁阀6分别与左上腔室、高压天然气进气管道1连接，右进口电磁阀8分别与右上腔室、高压天然气进气管道1连接，左出口电磁阀7分别与左上腔室、左下腔室连接，右出口电磁阀9分别与右上腔室、右下腔室连接，左进口电磁阀6、左出口电磁阀7、右进口电磁阀8、右出口电磁阀9与电磁阀控制器12电连接。
下面对本发明的工作原理作进一步说明：
运行时，左活塞式气缸4内左活塞位于上部、右活塞式气缸5内右活塞位于底部，主管路调节阀13关闭，此时开始运行活塞式天然气压差发电装置，该发电运行过程分两个阶段，第一阶段，左进口电磁阀6打开，左出口电磁阀7关闭，右进口电磁阀8关闭，右出口电磁阀9打开，高压天然气流经干燥过滤装置3后进入左活塞式气缸4推动左活塞向下做功，带动曲柄连杆传动装置10运行，从而带动右活塞式气缸5的右活塞向上运动，当左活塞运行到1/2-3/4容积时，左进口电磁阀6关闭依靠气体压差推动左活塞继续向下运动直到左活塞到达气缸下死点，完成第一阶段，同时在曲柄连杆传动装置10的惯性作用下继续运动，当右活塞式气缸5的右活塞到达上死点时，打开左出口电磁阀7和右进口电磁阀8，关闭右出口电磁阀9，进入第二阶段，此时高压天然气进入右活塞式气缸5推动右活塞向下运动做功，当右活塞运行到1/2-3/4容积时，右进口电磁阀8关闭依靠气体压差推动右活塞继续向下运动直到右活塞到达气缸下死点，从而完成一个循环，继续调节电磁阀开关状态，进入下一循环，而在该循环过程中，曲柄连杆传动装置10输出动能，带动发电机发电，其中，电磁阀开关控制通过电磁阀控制器12实现，电磁阀控制器12为逻辑电子元件，发电机11为交流发电机，主管路调节阀13为压差平衡阀或快开阀。为了更好实现系统运行稳定，将两个活塞式气缸底部封闭且相互连通并与低压天然气出气管路连通，保证活塞运行的背压为低压天然气压力，从而使系统运行稳定。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，还设置有启动驱动电机，启动驱动电机与曲柄连杆的顶部连接。
采用上述优选的方案，增加启动驱动电机，可实现曲柄连杆传动装置的快速启动，有利于系统的稳定运行。
为了进一步地优化本发明的实施效果，在本发明的另一种实施方式中，在前述内容的基础上，设置有三个或四个活塞式气缸，三个或者四个底部封闭且相互连通的活塞式气缸。
采用上述优选的方案，多个活塞式气缸，可配合相应的曲柄连杆驱动装置和电磁阀控制装置，实现多缸驱动发电。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。