目前常用的天然气管网压力能回收利用方式包括发电和制冷两个方面，主要应用在发电、储气调峰、液化、天然气液化、海水淡化、冷水空调、冷库、制冰、空气分离、深冷粉碎、制备及轻烃分离等领域，如图1所示。

图1 高压管网压力能主要回收利用方式

1压力能用于发电技术

      天然气管网压力能用于发电技术的基本原理即利用高压天然气膨胀降压时产生的机械能来驱动发电机发电。

      日本东京电力公司利用天然气压差建设了一座发电站，这座发电站发电功率为7700 KW。天然气压差发电是一种气体直接膨胀方式。东京电力公司也建设了“冷热发电”发电站，即利用气化时产生的膨胀能量来发电。D.M.Shen等设计了一 种管网压力能直接膨胀发电的工艺，如图2所示，管网中的高压天然气通过膨胀机体积膨胀对外做功将机械能转化成电能。膨胀降压后的低温天然气经辅热器升温至常温后进入中压管网。

      刁安娜等提出了利用螺杆膨胀机回收高压调压站的余压用于发电的技术，同时描述了螺杆膨胀机关键技术的优势所在。王松岭等设计了一种燃气蒸气联合循环的工艺，如图3所示。具体流程为：高压天然气经膨胀机膨胀驱动压气机，天然气的温度和压力均降低，低温的天然气用来使压气机进气和蒸汽轮机排气降温，回收排烟中的部分余热。此工艺避免了天然气高压管网压力能的浪费，提高了联合循环的循环效率和能源的利用率。

2压力能用于制冷

      高压天然气经膨胀设备膨胀降压后温度降低，低温的天然气中蕴含着巨大的冷能，因此，可以将天然气调压过程中巨大的冷能加以利用在空气分离、深冷粉碎、天然气液化、冷库等方面。

      传统的空气分离工艺中主要包括冷却器、废氮循环冷却器、后冷却器及空压机中间冷却器等设备，在此工艺中，设备能耗约占空分成本的。郑志等人设计了一种天然气调压过程工艺冷能用于空气分离的工艺流程，如图4所示。在不增加额外制冷设备的前提下，将高压天然气调压过程中的冷能引入该工艺，不仅可以降低空分的单位能耗，而且减少过程中的用水量， 同时提高产品的产量和质量。

图4 基于天然气压力能回收的空气分离流程图

      熊水强等研制提出了一种压力能用于废旧橡胶低温粉碎的工艺（如图5所示）， 一方面有效地回收了天然气调压过程中的压力能，另一方面降低了废旧橡胶粉碎的生产成本。该工艺流程由高压天然气预冷、压力能制冷和冷能利用三部分组成。此工艺仅需利用高压天然气的调压冷能，不需要外加能量，且燃气具有需求量大的特点，可以确保冷能的供给，大大降低了工艺生产成本。

目前，高压天然气管网压力能用于液化天然气的研究主要有：俄罗斯LENGTRANSGAZ公司设计了天然气液化工艺流程（NGGLU），此工艺采用涡流管节 流阀，天然气液化比在2~4%之间，产率在100~500kg/h之间；Robert W开发了一种借助透平膨胀进行液化的工艺；为了提高液化天然气的产率，美国Idaho国家实验室提出天然气经透平膨胀做功，驱动压缩机液化天然气。

图6是一种小型天然气液化的工艺（如图6所示），工艺流程：高压天然气通过涡轮膨胀机输出功率，驱动压缩机，制得℃高品位的液化天然气。该工艺生产的一方面可用作燃气调峰，另一方面可以二次销售给燃气用户，具有良好的实用性和经济性。

       罗东晓等提出了一种回收高压天然气压 力能用于冷库的工艺流程（如图7所示），在原有调压工艺上驳接一套压力能利用的工艺路线，压力能及冷能转换设备及工艺路线均在调压站内，通过中间制冷剂将 冷能供应给冷库和空调的用户。此制冷工艺不仅节约能源，而且解决了传统工艺调压过程中产生的噪音和安全隐患等问题，具有良好经济效益和社会效益。

图7 气波制冷机回收压力能制冷的工艺流程

3压力能用于储气调峰

       由于受时段、季节和气候的影响，城市燃气用气负荷波动性较大，为了给用户持续供应燃气，每天都将面临气源调峰的巨大压力。因此为了解决燃气供需不均衡矛盾需 建设相应的配套的燃气调峰设施。目前国内外主要使用压缩天然气（CNG）调峰方法，一般将CNG储存在地下储气库、储气罐、高压管束、输气管道末端和城市 输配管网中，同时吸附天然气 ANG、液化天然气LNG和天然气水合物（NGH）和其他调峰技术也在积极的探索研究中。表为CNG、ANG、LNG、NGH调峰技术的比较，其中，调峰 技术具有储气量大和储气条件温和的特点，已经引起了广泛的关注。