[发明专利]定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及机电行业流体发电机技术领域，尤其涉及一种定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组。

背景技术

近年来，随着天然气的广泛应用，天然气的消费量不断攀升。对天然气压力能进行回收并利用其进行发电成为本领域内的研发热点。目前，并没有对天然气压力能进行回收的装置。

此外，天然气用气量具有阶段性，在一天中用气量的峰谷比较大，天然气输送主网的压力基本恒定，用户端管网的压力也基本保持不变，故天然气压力能回收装置需要适应不同天然气流量并保持用户管网的压力基本恒定，现有的向心透平膨胀发电机组根本不能满足此类要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组，以实现对天然气压力能的有效回收。

(二)技术方案

本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组包括：向心透平10，其包含多片导叶；齿轮箱20，包括相互啮合的高速齿轮21和低速齿轮22，其中，高速齿轮的齿轮轴与向心透平10的叶轮轴连接；发电机组30，其主轴和齿轮箱20的低速齿轮的齿轮轴连接，其利用低速齿轮的齿轮轴输出的扭矩进行发电；以及电流输出模块40，其将发电机组30产生的电能向外输出。

优选地，本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组中，向心透平10和齿轮箱20的连接部位采用干气密封结构15进行密封，密封气为氮气。

优选地，本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组中，高速齿轮21的齿轮轴与向心透平10的叶轮轴直接连接。

优选地，本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组中，高速齿轮的齿轮轴采用径向轴承；在高速齿轮的齿的两侧分别设置推力盘23，该推力盘23的下方与低速齿轮的齿的两侧相接触，高速齿轮所承受的轴向力通过该推力盘23传递给低速齿轮；在低速齿轮的两侧设置止推轴承24，由推力盘23传递而来的轴向力由该止推轴承24抵消。

优选地，本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组中，向心透平10包括：多片导叶；以及导叶角度调节部件14，其对多片导叶的角度进行调整。

优选地，本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组中，发电机组包括：励磁电流调节模块31，其调节发电机组30中发电机的励磁电流，进而改变向心透平10的载荷。

优选地，本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组中，电流输出模块40包括：正常输出通路，将发电机组30产生的电能直接向外输出；以及整流输出通路，将发电机组30产生的电能整流为额定频率后向外输出；其中，正常输出通路和整流输出通路其中之一连通，其中另一断开，从而将发电机组30产生的电能向外输出。

优选地，本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组中，正常输出通路包括：第一电磁开关41，其前端连接至发电机组30的功率输出端，其后端连接至定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组的功率输出端；整流输出通路包括：整流器42，其前端通过第二电磁开关43连接至发电机组30的功率输出端，其后端通过第三电磁开关44连接至定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组的功率输出端，其对流经的电流进行频率调整。

优选地，本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组还包括：流量传感器11，设置于向心透平10的入口或出口；入口压力传感器12和出口压力传感器13，分别设置于向心透平10的入口和出口；以及转速传感器25，其对低速齿轮的齿轮轴、高速齿轮的齿轮轴，或发电机组30的主轴，的转速进行检测。

优选地，本发明定膨胀比天然气向心透平膨胀发电机组中，电流输出模块还包括：控制器45，其信号输入端连接至流量传感器11、入口压力传感器12、出口压力传感器13、转速传感器25，其信号输出端连接至导叶角度调节部件14、励磁电流调节模块31、正常输出通路、整流输出通路，用于通过调整导叶角度调节部件14或励磁电流调节模块31，使向心透平的实际膨胀比与预设膨胀比一致，同时，通过控制正常输出通路和整流输出通路的开闭，使发电机组的输出频率与预设频率一致。