CN108868904A - 一种用于回收天然气余压能的液压变量马达调速*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于回收天然气余压能的液压变量马达调速***,所述的液压变量马达调速***包括膨胀机、液压泵、蓄能器、变量马达、控制器、天然气管道;所述的膨胀机和液压泵连接在一起,并放置在天然气管道内;所述的液压泵的输出端连接单向阀,并在该单向阀的输出端设有安全阀、蓄能器、变量马达,安全阀与蓄能器之间采用并联连接,蓄能器与变量马达之间采用串联连接;所述的变量马达上设有控制器和发电机;所述变量马达的输出端设有油冷却器、过滤器、油箱。其优点表现在:本发明的一种用于回收天然气余压能的液压变量马达调速***,天然气余压利用率高,可用于多个天然气管道余压集中回收并集中发工频交流电。
Description
技术领域
本发明涉及天然气余压能回收利用技术领域,具体地说,是一种用于回收天然气余压能的液压变量马达调速***。
背景技术
页岩气"井工厂"平台通常有4~8采气井,采气井管道的天然气压力高可达100MPa,而油气处理厂进站管道压力10MPa~12MPa之间。为保证油气处理厂的压力要求,一般通过减压阀组对高压天然气进行逐级降压处理。高压天然气在减压过程中,会损失很大一部分压力能,并且被全部白白浪费。因此,如果能采取有效措施集中回收天页岩气"井工厂"平台多个采气井的天然气气余压能,降低调压过程中损失的压力能,对于减少资源的浪费、提高企业效益有重要意义.
中国专利文献CN 205064001 U、CN 206129326 U、CN203892871 U,上述专利天气取能方案:天然气压力能→膨胀机→齿轮箱→发电机,但是存在以下缺陷和不足:未阐述其发电机是否直接发工频交流电。
中国专利文献CN 205064001 U、CN 206129326 U、CN203892871 U专利使用变速齿轮箱,但是存在以下缺陷和不足:价格昂贵,且使用5~7年需大修,成本高。
中国专利文献CN 205064001 U、CN 206129326 U、CN203892871 U、CN-105927491A专利使用的发电回收装置一套只能回收一个天然气管道中的余压能,不能集中回收能量发电。
综述所述,需要一种天然气余压利用率高、柔性传动的液压变量马达调速传动***用于页岩气"井工厂"多个天然气管道余压集中回收并集中发工频交流电的液压变量马达调速***。而关于这种液压变量马达调速***目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种天然气余压利用率高、柔性传动的液压变量马达调速传动***用于页岩气"井工厂"多个天然气管道余压集中回收并集中发工频交流电的液压变量马达调速***。
本发明的再一目的,提供一种液压变量马达调速传动***的应用。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
一种用于回收天然气余压能的液压变量马达调速***,所述的液压变量马达调速***包括膨胀机、液压泵、蓄能器、变量马达、控制器、天然气管道;所述的膨胀机和液压泵连接在一起,并放置在天然气管道内;所述天然气管道内的数量为至少一根,每根天然气管道内设置有相匹配的膨胀机和液压泵,且各个液压泵的采用并联连接的方式;所述的液压泵的输出端连接单向阀,并在该单向阀的输出端设有安全阀、蓄能器、变量马达,安全阀与蓄能器之间采用并联连接,蓄能器与变量马达之间采用串联连接;所述的变量马达上设有控制器和发电机;所述变量马达的输出端设有油冷却器、过滤器、油箱;所述的油冷却器和过滤器通过串联的方式连接,且油冷却器与油箱相连。
作为一种优选的技术方案,所述的液压变量马达调速***包括闭式液压变量马达调速***或开式液压变量马达调速***两种类型。
作为一种优选的技术方案,所述天然气管道包括井口采气树管道以及天然输送管道。
作为一种优选的技术方案,与油冷却器并联,且补油装置和油箱相通,所述冲洗阀与液压泵连接。
作为一种优选的技术方案,所述的油箱通过单向阀与液压泵连接。
作为一种优选的技术方案,所述的天然气管道、液压泵、膨胀机、单向阀形成能量转换单元。
作为一种优选的技术方案,所述的能量转换单元为至少一个。
作为一种优选的技术方案,所述的发电机、变量马达、控制器形成工频发电单元。
作为一种优选的技术方案,所述的工频发电单元为至少一个。
为实现上述第二个目的,本发明采用的技术方案是:
所述液压变量马达调速***在页岩气"井工厂"多个天然气管道余压集中回收并集中发工频交流电上的应用。
本发明优点在于:
1、本发明的一种用于回收天然气余压能的闭式液压变量马达调速***,天然气余压利用率高,可用于多个天然气管道余压集中回收并集中发工频交流电。
2、天然气管道线数量,设置与之数量相匹配的膨胀机与液压泵置于天然气管道内,实现多个天然气管道的余压能回收。便于实现集中回收能量发电。
3、单向阀只允许液流在管道内沿一个方向流动,可实现多个泵产生的高压油并联输出。
4、安全阀功能为***的压力超过设定安全压力值时,使***的油液通过阀口溢出一部分回油箱,防止天然气余压过高引起***过大或者是元件损坏引起的***压力异常。
5、蓄能器是液压***中的储能元件,它存储多余的压力油液,并在需要时释放出供给***,补充***流量和压力,并缓冲和吸收天然气余压力突增引起压力脉动,保证***压力和流量在一个稳定的范围内,便于控制器实现其动态调整功能。
6、变量马达受高压油驱动旋转,且变量马达受控制器动态的调整,实现马达输出一个恒定的转速,其不受天然气余压变化的影响。
7、发电机依据变量马达恒定输出转速选择磁极对数,实现转速恒定的变量马达带动发电机转动产生工频交流电。
8、油冷却器、过滤器、冲洗阀、油箱、补油装置均为液压辅助元件,保证***稳定运行。
9、本发明的式液压变量马达调速***,能采取有效措施回收天然气调压过程中损失的压力能,对于减少资源的浪费、提高企业效益有重要意义。
附图说明
附图1是本发明的一种用于回收天然气余压能的闭式液压变量马达调速***的结构框图。
附图2是本发明的一种用于回收天然气余压能的开式液压变量马达调速***的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示:
1.膨胀机 2.液压泵
3.单向阀 4.安全阀
5.蓄能器 6.变量马达
7.控制器 8.发电机
9.油冷却器 10.过滤器
11.油箱 12.补油装置
13.冲洗阀 14.天然气管道
15.能量转换单元 16.工频发电单元
实施例1
请参照图1,图1是本发明的一种用于回收天然气余压能的闭式液压变量马达6调速***的结构框图。一种用于回收天然气余压能的闭式液压变量马达6调速***,所述的闭式液压变量马达6调速***包括膨胀机1、液压泵2、蓄能器5、变量马达6、控制器7、天然气管道14;所述的膨胀机1和液压泵2连接在一起,并放置在天然气管道14内;所述天然气管道14内的数量为至少一根,且每根天然气管道14内设置有相匹配的膨胀机1和液压泵2;且各个液压泵2的采用并联连接的方式;所述的液压泵2的输出端连接单向阀3;所述的单向阀3的输出端设有安全阀4、蓄能器5、变量马达6,安全阀4与蓄能器5之间采用并联连接,蓄能器5与变量马达6之间采用串联连接;所述的变量马达6上设有控制器7和发电机8;所述变量马达6的输出端设有油冷却器9、过滤器10、油箱11、补油装置12、冲洗阀13;所述的油冷却器9和过滤器10通过串联的方式连接,且油冷却器9与油箱11相连;所述的冲洗阀13、补油装置12均与油冷却器9并联,且补油装置12和油箱11相通。
需要说明的是:
所述的膨胀机1回收的天然气余压能,膨胀机1旋转并带动液压泵2产生高压油,膨胀机1和液压泵2组合使用,固定放置在天然管道内。所述的天然气管道14包括井口采气树管道以及天然输送管道。
所述的天然气管道14线数量,设置与之数量相匹配的膨胀机1与液压泵2置于天然气管道14内,实现多个天然气管道14的余压能回收。便于实现集中回收能量发电。
所述的单向阀3只允许液流在管道内沿一个方向流动,可实现多个泵产生的高压油并联输出。
所述的天然气管道14、膨胀机1、液压泵2、以及单向阀3组成能量转换单元15,能量转换单元15为至少一个,实现并联多个天然气管道14中液压泵2集中输出高压油。作为一种优选,能量转换单元15为两个,且两个能量转换单元15之间采用并联连接。
所述安全阀4功能为***的压力超过设定安全压力值时,使***的油液通过阀口溢出一部分回油箱11,防止天然气余压过高引起***过大或者是元件损坏引起的***压力异常。
所述的蓄能器5是液压***中的储能元件,它存储多余的压力油液,并在需要时释放出供给***,补充***流量和压力,并缓冲和吸收天然气余压力突增引起压力脉动,保证***压力和流量在一个稳定的范围内,便于控制器7实现其动态调整功能。
所述的变量马达6受高压油驱动旋转,且变量马达6受控制器7动态的调整,实现马达输出一个恒定的转速,其不受天然气余压变化的影响。
所述的发电机8依据变量马达6恒定输出转速选择磁极对数,实现转速恒定的变量马达6带动发电机8转动产生工频交流电。
所述的油冷却器9用于防止***过热,过滤器10用于滤除油液中的杂质,冲洗阀13用于加热热交换,油箱11用于存储油液,补油装置12,用于及时补充泄漏和冲洗阀13热交换油液,保证***稳定工作。
所述的油冷却器9、过滤器10、冲洗阀13、油箱11、补油装置12均为液压辅助元件,保证***稳定运行。
本发明构成闭式液压变量马达6调速传动***,实现对多个天然气管道14余气压能的集中回收利用产出工频交流电。
本发明闭式液压变量马达6调速传动***工作原理:
(1)膨胀机1回收的天然气压力能,使膨胀机1旋转(天然气压力能转化为机械能);
(2)膨胀机1旋转带动液压泵2旋转产生高压油(机械能转化为液体的压力能);
(3)通过油管把高压液压油输出供后续液压马达使用。同时,液压变量马达6通过动态控制,调整其输出转速,保证发电机8输出工频交流电,完成天然气压力能量转变为旋转机械能的回收全过程。
实施例2
请参照图2,图2是本发明的另一种用于回收天然气余压能的开式液压变量马达调速***的结构框图。本实施例与实施例1基本相同,其不同之处在于,实施例1中的液压变量马达调速***为闭式结构,而本实施例中的液压变量马达调速***为开式结构,即本实施例中未设置冲洗阀13、补油装置12,而油箱11直接采用单向阀3与液压泵2连接,简化了整个***的结构。其次,本实施例中变量马达6、控制器7、发电机8形成工频发电单元16,工频发电单元16为至少一个,从而能够实现多个天然气管道14余压集中回收并集中发工频交流电。作为一种优选,工频发电单元16为两个,且两个工频发电单元16之间采用并联连接。
本发明的一种用于回收天然气余压能的液压变量马达6调速***,天然气余压利用率高,可用于多个天然气管道14余压集中回收并集中发工频交流电;所述的天然气管道14线数量,设置与之数量相匹配的膨胀机1与液压泵2置于天然气管道14内,实现多个天然气管道14的余压能回收。便于实现集中回收能量发电;所述的单向阀3只允许液流在管道内沿一个方向流动,可实现多个泵产生的高压油并联输出;所述安全阀4功能为***的压力超过设定安全压力值时,使***的油液通过阀口溢出一部分回油箱11,防止天然气余压过高引起***过大或者是元件损坏引起的***压力异常;所述的蓄能器5是液压***中的储能元件,它存储多余的压力油液,并在需要时释放出供给***,补充***流量和压力,并缓冲和吸收天然气余压力突增引起压力脉动,保证***压力和流量在一个稳定的范围内,便于控制器7实现其动态调整功能;所述的变量马达6受高压油驱动旋转,且变量马达6受控制器7动态的调整,实现马达输出一个恒定的转速,其不受天然气余压变化的影响;所述的发电机8依据变量马达6恒定输出转速选择磁极对数,实现转速恒定的变量马达6带动发电机8转动产生工频交流电;所述的油冷却器9、过滤器10、冲洗阀13、油箱11、补油装置12均为液压辅助元件,保证***稳定运行。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和补充,这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于回收天然气余压能的液压变量马达调速***,其特征在于,所述的液压变量马达调速***包括膨胀机、液压泵、蓄能器、变量马达、控制器、天然气管道;所述的膨胀机和液压泵连接在一起,并放置在天然气管道内;所述天然气管道内的数量为至少一根,每根天然气管道内设置有相匹配的膨胀机和液压泵,且各个液压泵的采用并联连接的方式;所述的液压泵的输出端连接单向阀,并在该单向阀的输出端设有安全阀、蓄能器、变量马达,安全阀与蓄能器之间采用并联连接,蓄能器与变量马达之间采用串联连接;所述的变量马达上设有控制器和发电机;所述变量马达的输出端设有油冷却器、过滤器、油箱;所述的油冷却器和过滤器通过串联的方式连接,且油冷却器与油箱相连。
2.根据权利要求1所述的液压变量马达调速***,其特征在于,所述的液压变量马达调速***包括闭式液压变量马达调速***或开式液压变量马达调速***两种类型。
3.根据权利要求1所述的液压变量马达调速***,其特征在于,所述天然气管道包括井口采气树管道以及天然输送管道。
4.根据权利要求2所述的液压变量马达调速***,其特征在于,所述变量马达的输出端还设有补油装置、冲洗阀;所述的冲洗阀、补油装置均与油冷却器并联,且补油装置和油箱相通,所述冲洗阀与液压泵连接。
5.根据权利要求2所述的液压变量马达调速***,其特征在于,所述的油箱通过单向阀与液压泵连接。
6.根据权利要求1所述的液压变量马达调速***,其特征在于,所述的天然气管道、液压泵、膨胀机、单向阀形成能量转换单元。
7.根据权利要求1所述的液压变量马达调速***,其特征在于,所述的能量转换单元为至少一个。
8.根据权利要求5所述的液压变量马达调速***,其特征在于,所述的发电机、变量马达、控制器形成工频发电单元。
9.根据权利要求8所述的液压变量马达调速***,其特征在于,所述的工频发电单元为至少一个。
10.根据权利要求1-9任一项所述的液压变量马达调速***,其特征在于,所述液压变量马达调速***在页岩气"井工厂"多个天然气管道余压集中回收并集中发工频交流电上的应用。
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Legal Events
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20201211 Termination date: 20210614 |