[发明专利]一种管道式天然气压差发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道式天然气压差发电装置。

背景技术

为了更好输送天然气，降低输送损耗，在天然气输送时一般采用高压输送，而管道输送的天然气到用户不能直接使用，必须设置调压站对输送天然气降压后才能进入用户，现有常规的调压站往往采用减压阀进行降压，其原理为等焓节流降压，浪费了大量的有用功，不利于节能环保。随着节能减排政策的不断推进，一些新式调压方法不断涌现，其中采用天然气的压差进行发电或者采用膨胀冷凝回收的方式较多。例如：公开号为CN102748254A的发明专利申请《基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组及其实现方法》提供了一种基于太阳能加热的天然气压差发电转换机组，将太阳能和压差能综合利用，克服了压差发电系统稳定性差、降压过程中冷量浪费严重以及发电效率低、经济效益低下的缺陷。授权号为CN201220331890.0的实用新型专利，基于高精度控压控温的天然气压差发电系统，设计了由激光器、光纤光栅传感器、调制解码器、PC智能控制机组以及调压阀等组成的自动控压控温系统，解决了气体输送过程中压力控制精度不高且不能检测气体温度的问题，优化了整个天然气压差发电系统的性能。但是从天然气压差利用角度考虑，上述专利系统结构组件复杂，且运行结构精密，安装调试和施工较难，因此在设计和使用中需要广泛论证。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种管道式天然气压差发电装置。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种管道式天然气压差发电装置，包括：

天然气分支管路，包括第一Y型三通分支管路、第二Y型三通分支管路和连接管路，第一Y型三通分支管路包括第一主管路和二第一分支连接管路，第一主管路上设有进口法兰，二第一分支连接管路分别与第一主管路连通且形成Y型结构，第二Y型三通分支管路包括第二主管路和二第二分支连接管路，第二主管路上设有出口法兰，二第二分支连接管路分别与第二主管路连通且形成Y型结构，连接管路分别与第一分支连接管路和第二分支连接管路连接；

天然气压差发电装置，包括机械能转换机构和发电机，机械能转换机构分别与连接管路和发电机连接，用于将机械能转换为电能存储于发电机内。

本发明相较于现有技术，进口法兰接入现有压差调节阀的前端的高压输送天然气侧，出口法兰接入现有压差调节阀的后端的低压用户天然气侧，高压天然气从进口法兰流入第一主管路，并通过二第一分支连接管路进行分流，分别带动机械能转换机构将机械能转换为电能存储于发电机内，实现降压的目的，结构简单合理，便于操作和维护。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，上述的机械能转换机构包括驱动叶轮、螺旋伞齿轮箱和差速飞轮，驱动叶轮与连接管路连接，螺旋伞齿轮箱的螺旋伞齿轮分别与驱动叶轮、差速飞轮外啮合连接用于将驱动叶轮的转动方向转变90°。其中，驱动叶轮为离心式叶轮或前向叶轮，发电机为交流发电机。

采用上述优选的方案，高压天然气从进口法兰流入第一主管路，并通过二第一分支连接管路进行分流，分别带动驱动叶轮旋转产生动能，该动能经过螺旋伞齿轮箱小转变方向后驱动差速飞轮旋转，并带动发电机产生电能。

作为优选的方案，上述的驱动叶轮包括连接轴和多个叶片，叶片的侧面为螺旋曲面结构，叶片沿连接轴的轴向依次设置于连接轴上且其设置于连接轴上的起点在连接轴的圆周方向错开设置。其中，螺旋曲面结构的外径尺寸为由小渐大再渐小设置或螺旋曲面结构上设有锥面结构，锥面结构在连接轴的圆周方向错开设置。

采用上述优选的方案，叶片设置于连接轴上的起点在连接轴的圆周方向错开设置，大大提高叶片的利用率。

作为优选的方案，上述的差速飞轮为棘轮机构。其中，二第一分支连接管路的面积相等，二第二分支连接管路的面积相等，二第一分支连接管路与第一主管路的夹角为135-170°，二第二分支连接管路与第二主管路的夹角为135-170°。

采用上述优选的方案，当二第一分支连接管路内气流分配不均匀或者驱动叶轮旋转速度不同时，棘轮机构作用，从而保证发电机正常运行。棘轮机构作为可变速调节输出，可以实现发电机转速的变化，从而改变发电功率或调节天然气压差。

作为优选的方案，上述的连接管路上连接有多个机械能转换机构。

采用上述优选的方案，设置多个机械能转换机构，天然气带动多个驱动叶轮旋转，实现多级发电，或者可以根据情况先选用不同的驱动叶轮，实现不同功率的输出。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式