[其他]井口天然氣壓降膨脹發(fā)電機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87205918
• 申請日: 1987-03-28
• 公開（公告）號: CN87205918U
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 淡藝漠
• 申請（專利權）人: 四川石油管理局川南礦區(qū)科研所
• 主分類號: F01K25/00
• 分類號: F01K25/00;F03G7/00;F01D15/00
• 代理公司: 四川省專利服務中心代理部
• 代理人: 馮小虎

一種涉及利用井口高壓天然氣輸氣過程中的壓降膨脹做功、轉變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電機，開辟了一個新能源領域。它首先解決了邊遠采氣井站的電源問題，能節(jié)省大量燃油。在有條件的輸氣干線交叉點上裝上本實用新型，可以建成不同規(guī)模小型電站。

60年代末，國內曾試制成一臺FJ5井口天然氣壓降膨脹發(fā)電機，流量在7.5～10萬米³／日時能發(fā)電2～5KW，但電壓不穩(wěn)，密封易壞，效率不高，沒有實用價值。本實用新型在透平系統(tǒng)，密封系統(tǒng)，和調速系統(tǒng)的設計上作了重大改革，并增加了穩(wěn)流閥。樣機TT12在流量8.1萬米³／日時能發(fā)電12KW，電壓和頻率波動＜5％，密封壓力60公斤／厘米²，能連續(xù)工作，操作簡單，噪聲小。使用本實用新型代替采氣井站的柴油發(fā)電機，全年發(fā)電10萬余度，可獲純利2萬元。

透平系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、調速系統(tǒng)、穩(wěn)流伐和發(fā)電機配置在同一機架上，安裝時只需將進口法蘭與井場高壓管段聯(lián)通，排氣法蘭與低壓段聯(lián)通。將控制采氣量的針閥關閉，高壓氣體便流進轉閥，經噴嘴變成高速氣流沖動轉子發(fā)電。

透平為純沖動式復速結構，轉子理論直徑194毫米，轉速為5000轉／分，輸出軸轉速1500轉／分。噴嘴結構獨特，兩個轉子尺寸相同，導向葉輪獨立，便于制造和維修。

為增大機械密封環(huán)油膜厚度，加大了主機的機油容量，并用冷卻泵強制循環(huán)，油溫控制在80℃左右。進入密封腔的天然氣，在流經凈化器時除去其中的輕油和水份。機油消耗量為6克／時。

液壓調速器和調節(jié)轉閥組成調速系統(tǒng)。凡流進噴嘴的天然氣全部通過轉閥上的孔眼，在透平轉速偏離設計轉速時，液壓調速器的執(zhí)行機構經由連桿轉動閥芯，使通道截面發(fā)生變化，流量的改變使轉速恢復正常，執(zhí)行機構立刻靜止。閥芯支持在軸上，兩端受力面積相等，始終處于平衡狀態(tài)，工質壓力不影響閥的靈敏度。轉速波動＜5％。

穩(wěn)流閥由殼體、差壓活塞和復位彈簧組成，滿負荷時處于閉塞狀態(tài)。負荷變小時噴嘴關閉，流量減少，上游管內壓力升高，差壓活塞下行，打開通往下游的氣孔，高壓氣短路進入低壓端。如流量未達到設計值，壓力會繼續(xù)上升，推動活塞去打開更多的孔，直到流量符合設計為止。當負荷增大時，關閉的噴嘴打開，上游氣壓下降，壓差活塞復位。

參照附圖：圖1表示發(fā)電機在井場上的安裝位置，圖2表示主機〔8〕的內部結構，箭頭表示氣流方向。工作過程如下，先打開針閥〔11〕，低壓氣體經凈化器流入主機〔8〕，將機油壓向機械密封環(huán)間形成油膜。在腔內壓力等于B點壓力后關閉針閥〔7〕，來自井口的氣流受阻，A點壓力逐漸上升，在升到大于B點2倍時即可開啟針閥〔10〕，高壓氣立即進入轉閥〔3〕和噴嘴〔4〕，變成高速氣流射向轉子〔5〕推動主軸旋轉，由第一級葉輪中流出的氣體速度還很高，經過導向葉輪〔6〕改變方向再沖動第二級葉輪。由第二級葉輪流出的速度已經變慢，隨即排入輸氣管內，經B點流向用戶。井場用電限制在定額內，負載變化引起的采氣量的增減由穩(wěn)流閥〔9〕自動調節(jié)。如要停機保養(yǎng)，只需關閉針閥〔10〕和〔11〕，打開針閥〔7〕即可。〔1〕為液壓調速器，〔2〕為傳動連桿。