專利名稱:井口天然氣壓降膨脹發(fā)電機(jī)的制作方法
一種涉及利用井口高壓天然氣輸氣過(guò)程中的壓降膨脹做功、轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電機(jī)，開(kāi)辟了一個(gè)新能源領(lǐng)域。它首先解決了邊遠(yuǎn)采氣井站的電源問(wèn)題，能節(jié)省大量燃油。在有條件的輸氣干線交叉點(diǎn)上裝上本實(shí)用新型，可以建成不同規(guī)模小型電站。
60年代末，國(guó)內(nèi)曾試制成一臺(tái)FJ5井口天然氣壓降膨脹發(fā)電機(jī)，流量在7.5～10萬(wàn)米3／日時(shí)能發(fā)電2～5KW，但電壓不穩(wěn)，密封易壞，效率不高，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。本實(shí)用新型在透平系統(tǒng)，密封系統(tǒng)，和調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上作了重大改革，并增加了穩(wěn)流閥。樣機(jī)TT12在流量8.1萬(wàn)米3／日時(shí)能發(fā)電12KW，電壓和頻率波動(dòng)＜5％，密封壓力60公斤／厘米2，能連續(xù)工作，操作簡(jiǎn)單，噪聲小。使用本實(shí)用新型代替采氣井站的柴油發(fā)電機(jī)，全年發(fā)電10萬(wàn)余度，可獲純利2萬(wàn)元。
透平系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、穩(wěn)流伐和發(fā)電機(jī)配置在同一機(jī)架上，安裝時(shí)只需將進(jìn)口法蘭與井場(chǎng)高壓管段聯(lián)通，排氣法蘭與低壓段聯(lián)通。將控制采氣量的針閥關(guān)閉，高壓氣體便流進(jìn)轉(zhuǎn)閥，經(jīng)噴嘴變成高速氣流沖動(dòng)轉(zhuǎn)子發(fā)電。
透平為純沖動(dòng)式復(fù)速結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子理論直徑194毫米，轉(zhuǎn)速為5000轉(zhuǎn)／分，輸出軸轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)／分。噴嘴結(jié)構(gòu)獨(dú)特，兩個(gè)轉(zhuǎn)子尺寸相同，導(dǎo)向葉輪獨(dú)立，便于制造和維修。
為增大機(jī)械密封環(huán)油膜厚度，加大了主機(jī)的機(jī)油容量，并用冷卻泵強(qiáng)制循環(huán)，油溫控制在80℃左右。進(jìn)入密封腔的天然氣，在流經(jīng)凈化器時(shí)除去其中的輕油和水份。機(jī)油消耗量為6克／時(shí)。
液壓調(diào)速器和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)閥組成調(diào)速系統(tǒng)。凡流進(jìn)噴嘴的天然氣全部通過(guò)轉(zhuǎn)閥上的孔眼，在透平轉(zhuǎn)速偏離設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，液壓調(diào)速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)由連桿轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯，使通道截面發(fā)生變化，流量的改變使轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常，執(zhí)行機(jī)構(gòu)立刻靜止。閥芯支持在軸上，兩端受力面積相等，始終處于平衡狀態(tài)，工質(zhì)壓力不影響閥的靈敏度。轉(zhuǎn)速波動(dòng)＜5％。
穩(wěn)流閥由殼體、差壓活塞和復(fù)位彈簧組成，滿負(fù)荷時(shí)處于閉塞狀態(tài)。負(fù)荷變小時(shí)噴嘴關(guān)閉，流量減少，上游管內(nèi)壓力升高，差壓活塞下行，打開(kāi)通往下游的氣孔，高壓氣短路進(jìn)入低壓端。如流量未達(dá)到設(shè)計(jì)值，壓力會(huì)繼續(xù)上升，推動(dòng)活塞去打開(kāi)更多的孔，直到流量符合設(shè)計(jì)為止。當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，關(guān)閉的噴嘴打開(kāi)，上游氣壓下降，壓差活塞復(fù)位。
參照附圖圖1表示發(fā)電機(jī)在井場(chǎng)上的安裝位置，圖2表示主機(jī)〔8〕的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，箭頭表示氣流方向。工作過(guò)程如下，先打開(kāi)針閥〔11〕，低壓氣體經(jīng)凈化器流入主機(jī)〔8〕，將機(jī)油壓向機(jī)械密封環(huán)間形成油膜。在腔內(nèi)壓力等于B點(diǎn)壓力后關(guān)閉針閥〔7〕，來(lái)自井口的氣流受阻，A點(diǎn)壓力逐漸上升，在升到大于B點(diǎn)2倍時(shí)即可開(kāi)啟針閥〔10〕，高壓氣立即進(jìn)入轉(zhuǎn)閥〔3〕和噴嘴〔4〕，變成高速氣流射向轉(zhuǎn)子〔5〕推動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，由第一級(jí)葉輪中流出的氣體速度還很高，經(jīng)過(guò)導(dǎo)向葉輪〔6〕改變方向再?zèng)_動(dòng)第二級(jí)葉輪。由第二級(jí)葉輪流出的速度已經(jīng)變慢，隨即排入輸氣管內(nèi)，經(jīng)B點(diǎn)流向用戶。井場(chǎng)用電限制在定額內(nèi)，負(fù)載變化引起的采氣量的增減由穩(wěn)流閥〔9〕自動(dòng)調(diào)節(jié)。如要停機(jī)保養(yǎng)，只需關(guān)閉針閥〔10〕和〔11〕，打開(kāi)針閥〔7〕即可?！?〕為液壓調(diào)速器，〔2〕為傳動(dòng)連桿。
權(quán)利要求
1.一種井口天然氣壓降膨脹發(fā)電機(jī)，利用井口高壓天然氣在輸入輸氣管道前的壓降膨脹做功并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽涮卣魇窃摍C(jī)由透平系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)和穩(wěn)流閥組成，配置在一個(gè)獨(dú)立的機(jī)架上，與具有壓差的天然氣管道并聯(lián)，透平系統(tǒng)采用沖動(dòng)式復(fù)速結(jié)構(gòu)，密封系統(tǒng)由機(jī)械密封環(huán)、凈化器和冷卻油泵組成，調(diào)速系統(tǒng)由液壓調(diào)速器和不受工質(zhì)壓力大小影響的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)閥組成。
專利摘要
一種井口天然氣壓降膨脹發(fā)電機(jī)。利用不低于輸氣管道始端壓力2倍的天然氣在壓降膨脹時(shí)做功并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋Ｔ摍C(jī)由透平系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)和穩(wěn)流閥組成。使用本實(shí)用新型可以解決邊遠(yuǎn)采氣井站的電能問(wèn)題。在有條件的輸氣干線交叉點(diǎn)上裝上它可以建成不同規(guī)模的小型電站。
文檔編號(hào)F01D15/00GK87205918SQ87205918
公開(kāi)日1988年5月18日 申請(qǐng)日期1987年3月28日
發(fā)明者淡藝漠 申請(qǐng)人:四川石油管理局川南礦區(qū)科研所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan