专利名称:井口天然气压降膨胀发电机的制作方法
一种涉及利用井口高压天然气输气过程中的压降膨胀做功、转变为电能的发电机，开辟了一个新能源领域。它首先解决了边远采气井站的电源问题，能节省大量燃油。在有条件的输气干线交叉点上装上本实用新型，可以建成不同规模小型电站。
60年代末，国内曾试制成一台FJ5井口天然气压降膨胀发电机，流量在7.5～10万米3／日时能发电2～5KW，但电压不稳，密封易坏，效率不高，没有实用价值。本实用新型在透平系统，密封系统，和调速系统的设计上作了重大改革，并增加了稳流阀。样机TT12在流量8.1万米3／日时能发电12KW，电压和频率波动＜5％，密封压力60公斤／厘米2，能连续工作，操作简单，噪声小。使用本实用新型代替采气井站的柴油发电机，全年发电10万余度，可获纯利2万元。
透平系统、密封系统、调速系统、稳流伐和发电机配置在同一机架上，安装时只需将进口法兰与井场高压管段联通，排气法兰与低压段联通。将控制采气量的针阀关闭，高压气体便流进转阀，经喷嘴变成高速气流冲动转子发电。
透平为纯冲动式复速结构，转子理论直径194毫米，转速为5000转／分，输出轴转速1500转／分。喷嘴结构独特，两个转子尺寸相同，导向叶轮独立，便于制造和维修。
为增大机械密封环油膜厚度，加大了主机的机油容量，并用冷却泵强制循环，油温控制在80℃左右。进入密封腔的天然气，在流经净化器时除去其中的轻油和水份。机油消耗量为6克／时。
液压调速器和调节转阀组成调速系统。凡流进喷嘴的天然气全部通过转阀上的孔眼，在透平转速偏离设计转速时，液压调速器的执行机构经由连杆转动阀芯，使通道截面发生变化，流量的改变使转速恢复正常，执行机构立刻静止。阀芯支持在轴上，两端受力面积相等，始终处于平衡状态，工质压力不影响阀的灵敏度。转速波动＜5％。
稳流阀由壳体、差压活塞和复位弹簧组成，满负荷时处于闭塞状态。负荷变小时喷嘴关闭，流量减少，上游管内压力升高，差压活塞下行，打开通往下游的气孔，高压气短路进入低压端。如流量未达到设计值，压力会继续上升，推动活塞去打开更多的孔，直到流量符合设计为止。当负荷增大时，关闭的喷嘴打开，上游气压下降，压差活塞复位。
参照附图图1表示发电机在井场上的安装位置，图2表示主机〔8〕的内部结构，箭头表示气流方向。工作过程如下，先打开针阀〔11〕，低压气体经净化器流入主机〔8〕，将机油压向机械密封环间形成油膜。在腔内压力等于B点压力后关闭针阀〔7〕，来自井口的气流受阻，A点压力逐渐上升，在升到大于B点2倍时即可开启针阀〔10〕，高压气立即进入转阀〔3〕和喷嘴〔4〕，变成高速气流射向转子〔5〕推动主轴旋转，由第一级叶轮中流出的气体速度还很高，经过导向叶轮〔6〕改变方向再冲动第二级叶轮。由第二级叶轮流出的速度已经变慢，随即排入输气管内，经B点流向用户。井场用电限制在定额内，负载变化引起的采气量的增减由稳流阀〔9〕自动调节。如要停机保养，只需关闭针阀〔10〕和〔11〕，打开针阀〔7〕即可。〔1〕为液压调速器，〔2〕为传动连杆。
权利要求
1.一种井口天然气压降膨胀发电机，利用井口高压天然气在输入输气管道前的压降膨胀做功并转变为电能，其特征是该机由透平系统、密封系统、调速系统和稳流阀组成，配置在一个独立的机架上，与具有压差的天然气管道并联，透平系统采用冲动式复速结构，密封系统由机械密封环、净化器和冷却油泵组成，调速系统由液压调速器和不受工质压力大小影响的调节转阀组成。
专利摘要
一种井口天然气压降膨胀发电机。利用不低于输气管道始端压力2倍的天然气在压降膨胀时做功并转变为电能。该机由透平系统、密封系统、调速系统和稳流阀组成。使用本实用新型可以解决边远采气井站的电能问题。在有条件的输气干线交叉点上装上它可以建成不同规模的小型电站。
文档编号F01D15/00GK87205918SQ87205918
公开日1988年5月18日 申请日期1987年3月28日
发明者淡艺漠 申请人:四川石油管理局川南矿区科研所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan