页岩气、煤层气、低压天然气v型引擎压缩采输机的制作方法_2

文档序号:8357235阅读:来源:国知局
压缩缸头组件;该缸头组件由板式同心阀,该气阀具有吸气和排气为一体的功能,当活塞下行时,将低压天然气吸入缸内;当活塞上行时,压缩天然气使之成为高压气排出;
[0035]步骤3,对现有V型发动机的相位和点火顺序不做调整,即原有V型八缸的点火顺序是Al、B4、A4、B1、B3、A3、B2、A2 ;经单侧改造后,动力端的直列四缸发动机的点火顺序为八134、4332,即点火正时盘不变,压缩端的并列四缸压缩机的压缩顺序为财、81、83、82。
[0036]步骤4,验证检测V型8缸天然气发动机改造成天然气压缩采输机的运行情况。
[0037]特别的还包括以下步骤:
[0038]步骤I,对所述采输机的动力端做防爆技术改进,对采输机的动力端相关的电器件全部采用具有I级D组II区级别的防爆器材,如启动马达、充电机、点火电缆、火花塞、高压包和燃气电控部件;其次,对采输机的动力端排气管进行湿法降温处理,以及对动力引擎的尾气排放进行消音灭火处理;
[0039]步骤2,为所述采输机的机组集装箱内设置可燃气体报警仪,一旦发生泄露和达到爆炸极限时,可燃气体报警仪即刻信号通知PLC控制器进行联锁停机保护,同时发出声光报警信号。
[0040]本发明特别针对现有增压开采设备难以适用的现状,在工业V型发动机引擎的基础上,将其改造成为自带燃气动力的气体压缩采输机械设备,并辅以其它相关的附属设施,使之成为具有标准化、模块化、自动化和集装化功能的成套机组,以解决和满足页岩气、煤层气、低压天然气的低压小气量和移动小功率的采输要求。
[0041]本发明就是针对页岩气困扰着业界的这些问题而创新的,其具有的功能能充分解决和满足页岩气的采输要求和需要。
[0042]本发明在增加粉尘过滤功能后,其具有的功能就可充分解决和满足煤层气的采输要求和需要。
[0043]本发明所具有的功能可以充分解决和满足低压天然气的采输要求和需要。
【附图说明】
[0044]图1A是本发明的V型八缸四冲程引擎压缩采输机的结构示意图;
[0045]图1B是本发明的V型八缸四冲程引擎压缩采输机的工作原理示意图;
[0046]图2是本发明的组合式压缩缸头组件(I)结构示意图;
[0047]图3是本发明的组合式压缩缸头组件(I)装配图;
[0048]图4是本发明的整体式压缩缸头组件(II)结构示意图;
[0049]图5是本发明的整体式压缩缸头组件(II)装配图;
[0050]图6是本发明的分体式压缩缸头组件(III)结构示意图和装配图;
[0051]图7是本发明的进排一体同心阀结构示意图;
[0052]图8是本发明的机组集装成撬安装总图;
[0053]图9是本发明的机组设备工艺流程控制图;
[0054]图10是本发明的机组降噪集装箱示意图。
【具体实施方式】
[0055]下面将结合附图对本发明进行详细地描述。
[0056]如图1A所示,本发明的采输机包括动力部分和压缩部分。所述动力部分包括进气门I,排气门2,火花塞3,排气管4,动力活塞5,动力连杆6等部件;该动力部分可以是常规的发动机的设置,优选使用天然气为燃料的天然气发动机的设置。所述压缩部分包括压缩缸头组件8,压缩活塞9,压缩连杆10等部件,动力连杆6和压缩连杆10分别连接到曲轴7上,所述采输机还包括油底壳11。所述动力部分与所述压缩部分呈V字形对称布置,更为优选地为八缸四冲程对称设置采输机;即每组动力缸和每组压缩缸都有四个气缸。
[0057]如图1B所示,本发明V型天然气工业发动机的左端(面对飞轮)四只动力缸作为动力源,并按V型八缸单侧动力的点火顺序进行做功,也可按四缸标准发动机的点火顺序;其发动机的右端(面对飞轮)作为压缩端,并按四缸并列使用成为压缩机。
[0058]本发明的采输机可以单独制造,也可以在现有V型发动机的基础上进行改造,这样能达到节约研发成本,加快产品出产的效果。
[0059]在另一个实施例中,本发明提供了一种将V型8缸四冲程天然气发动机改造成天然气压缩采输机的方法,该方法包括以下步骤:
[0060]步骤1,将V型发动机的一侧动力系统完整的保留,使之成为压缩采输机的动力端。该端的功能是:将天然气作为燃料,在每只动力缸内进行四冲程(吸气,压缩,做功,排气)燃烧做功;其过程是高温高压燃烧气体膨胀推动动力活塞对外做功,其动力活塞的往复直线运动通过连杆曲拐机构转化成曲轴的旋转,旋转的曲轴再带动另一侧的连杆曲拐机构使压缩活塞上下往复运动。
[0061]步骤2,将V型发动机的原有另一侧动力系统进行如下改造后使之成为压缩端:
[0062](I)去掉动力缸套以上的部件只保留缸套,活塞及环,以及与活塞相连的连杆曲轴等部件。
[0063](2)增加气体压缩缸头组件;该缸头组件由板式同心阀,该气阀具有吸气和排气为一体的功能,压阀罩,缸体,以及近排气管等部件构成。该端的功能是:当活塞下行时,将低压天然气吸入缸内;当活塞上行时,压缩天然气使之成为高压气排出。
[0064]步骤3,对现有V型发动机的相位和点火顺序不做调整,即原有八缸的点火顺序是Al、B4、A4、B1、B3、A3、B2、A2 ;经单侧改造后,动力端的直列四缸发动机的点火顺序为Al、A4、A3、A2 (点火正时盘不变),压缩端的并列四缸压缩机的压缩顺序为B4、B1、B3、B2。
[0065]步骤4,验证检测V型8缸天然气发动机改造成天然气压缩采输机的运行情况,本发明以华北柴油机有限公司生产的BF8M1015GCP天然气发动机为实物,对其进行以上创新技术改造后做了实际台架验证检测,其结果为:
[0066](I)以华北柴油机有限公司的BF8M1015GCP天然气发动机为实物进行的创新技术改造实施例,经台架运行实际验证,机组运行平稳可靠,该创新技术改造实施例非常成功。
[0067](2)华北柴油机有限公司的BF8M1015GCP天然气发动机实物为V型八缸,活塞直径132_、行程145_、单缸容积2升;经实际台架检测单侧四缸动力功率为:(I)不带涡轮增压40Kw、燃气消耗260Nm3/d,(2)带涡轮增压120Kw、燃气消耗706Nm3/d。
[0068]本发明的气体压缩缸头组件有三种结构类型的实施例,分别是组合式压缩缸头组件(I)、整体式压缩缸头组件(II)、分体式压缩缸头组件(III);其结构原理详细描述如下:
[0069](I)组合式压缩缸头组件(I)
[0070]参照图2和图3,其详细示出了本发明的组合式压缩缸头组件的结构示意图和安装图。参照图2,所示组合式压缩缸头组件由压缩缸头21、进排一体板式同心阀23、气阀罩25和气阀盖28等部件构成;压缩缸头21上开有4个阀孔,将每套气阀组件,包括气阀垫24,进排一体板式同心阀23,以及气阀上垫26依次装入每个缸头阀孔中,并分别用螺栓27将上述每套气阀组件、阀罩25和阀盖28、阀盖垫圈212紧固在单体缸头上。气阀盖28上设置有气阀进气口,同时在压缩缸头21的侧面开有排气口,排气口处配置有排气口法兰210和排气口法兰垫211,也采用螺栓27和平垫圈29将所述排气口法兰210和排气口法兰垫211固定到排气口上,这样就形成了机组四进一出的组合式压缩缸头组件。
[0071]参照图3,所述进排一体板式同心阀23包括内环进气口和外环排气口,其中内环进气口位于气阀罩25的内部,用于压缩气体的进入。外环排气口位于气阀罩25的外部,用于压缩气体的排出。气阀罩25与设置于缸头I内部的高压通道连通,所述各个阀孔之间分别通过高压通道相互连通的,且高压通道与所述排气口相连通。
[0072]组合式压缩缸头组件的工作过程和原理是:气体分4路从4个阀盖中部入口处进入各自的气阀上端,当哪个压缩缸的压缩活塞下行时,该缸的内环进气阀片在差压的作用下下行打开,气体就进入哪个压缩气缸;当压缩活塞上行时,该气缸的内环进气阀片在缸内气压作用下关闭,当缸内气压上升到一定压力时,外环排气阀片被顶开后气体汇入缸头高压通道内,再由排气口统一排出进入外输管网。
[0073](2)整体式压缩缸头组件(II)
[0074]参考图4和图5,其详细示出了本发明的整体式压缩缸头组件的结构示意图和安装图。所示整体式压缩缸头组件由压缩缸头21、进排一体板式同心阀23、气阀罩25、气阀盖28和上缸盖213等部件构成;压缩缸头21上开有4个阀孔,将每套气阀组件,包括气阀垫24,进排一体板式同心阀23,以及气阀上垫26依次装入每个缸头阀孔中,并分别用螺栓27将上述每套气阀组件、阀罩25和阀盖28、阀盖垫圈212紧固在单体缸头上,气阀盖28上设置有气阀进气口。再将单体上缸盖213通过双头螺栓214和螺母215紧固在缸头21上,上缸盖213和压缩缸头21之间配置有气阀垫圈216。上缸盖213与缸头21密封地固定,并与缸头21之间具有间隙空间。上缸盖213上具有开口,进气口法兰219通过螺栓固定在所述开口上。进气通过进气口法兰219的进气口进入到上缸盖213与缸头21之间的间隙。由于该间隙空间与气阀盖28上设置的气阀进气口联通,因此进气得以进入到进排一体板式同心阀23中。这样多个进排一体板式同心阀23就共用了一个进气口,使得压缩机的布局更为紧凑,合理。
[0075]同时在压缩缸头21的侧面开有排气口,排气口处配置有排气口法兰210
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