[发明专利]一种用于燃气管道内置发电的导流装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种导流装置，具体涉及一种用于燃气管道内置发电的导流装置。

背景技术

目前，在天然气管网运营的过程中，拥有一个完整的天然气管网监控系统至关重要。高度自动化且能及时进行预警的天然气监控系统的存在，可以提高天然气管网的安全性和提高天然气公司的工作效率。电力供给是设置管道监控仪表实现全网监控的前提条件。由于监控点多且很多位于偏远地区，为此单独拉市电成本又极高且手续复杂，这时管网天然气压力能发电系统应运而生。若能充分回收利用这部分压力能进行发电，可以有效地解决这一用电难题。管道内置发电是天然气压力能利用方式之一，其原理类似风力发电，将流体的机械能转化为电能。而在叶轮发电过程中，由于叶轮旋转时流体会往叶轮中心汇聚，故使流体不能大面积通过叶轮，因此管道内置发电存在发电效率低的问题。

针对提高风能利用效率这个课题，许多人提出导流装置以期提高风能利用率。中国实用新型专利CN205779458U公开了一种可提高风能利用率的导流装置，以改善风力发电机组所处风场为出发点进行设计，安装于现有的风力发电机组前。该装置不仅在现有风力发电厂中可得到广泛的应用，而且其采用轻质高强度聚合材料，经济性好，可实现在不增加过高初投资的情况下提高发电量。中国实用新型专利申请CN105041563A公开了一种垂直轴风力机叶片使用导流条技术提高风能利用的方法，通过在垂直轴风力机叶片上，沿叶片展向20％、 40％、60％、80％各安装一个导流条，来控制风力机叶片气流的流经路径，改变气流的进入和离开叶片的角度，增加了叶片的升力，同时增大叶片切向力。具有降低风机起动风速,提高风能利用系数等优点。中国实用新型专利申请CN107013422A公开了一种低品位风能导流式万向汇聚加速装置，包括导流式万向集风罩、文丘里管加速装置和单向出风罩。该装置通过导流式万向集风罩，实现万向集风，并采用文丘里管加速装置，便于风力资源的汇聚及加速，实现了低品位风力发电，同时也实现了不需控制系统的装置内部风向控制。

上述导流装置虽然能够起到提高风能利用率的作用，但由于收集大气风能的工况和燃气管道内置发电系统的工况截然不同，因此都不适用于燃气管道内置发电系统。所以针对管道内置发电的特性，需要参考工程上风能导流装置的原理，研究适用于燃气管道内置发电的导流装置。

发明内容

本发明的目的在于针对上面提出的目前已有的燃气管道内置发电系统中的不足，提出一种用于燃气管道内置发电的导流装置，既能提高发电效率的同时，又兼具结构简单、易于维护以及操作弹性大的优点。

本发明实现上述目的技术方案为：

一种用于燃气管道内置发电的导流装置，包括：

导流管，管径由小到大均匀变化，小管径端为入口，大管径端为出口；所述导流管的内壁设置有若干相互平行的螺旋导流片，所述导流管两端设置有分别连接上下游管道的法兰；

两端密封的中心圆管，由固定装置固定在导流管内部轴线位置，所述中心圆管外壁设置有若干相互平行的螺旋导流片。

进一步地，所述固定装置位于导流管的两端，包括若干呈辐射状均匀分布地连接在导流管内壁和中心圆管外壁之间圆柱形直杆，从而减少对气体的阻力。

进一步地，所述螺旋导流片的数量与下游叶轮叶片数量相一致，保证气流尽可能均匀地冲击每个叶片。

进一步地，所述导流管内壁上设有3～6条互相平行的螺旋导流片。

进一步地，所述中心圆管外壁上设有3～6条互相平行的螺旋导流片。

进一步地，所述螺旋导流片高度为2～5mm，确保对气流的引导效果。

进一步地，所述导流管轴截面底角、叶片同叶轮轴线的夹角相一致，保证气流在所述螺旋导流片引导下垂直冲击叶片表面。

进一步地，所述导流管轴截面底角30～60°。

进一步地，所述螺旋导流片两端处的切线方向与所述导流管的径向夹角、叶片同叶轮轴线的夹角相一致，保证气流在所述螺旋导流片引导下垂直冲击叶片表面。

进一步地，所述中心圆管的迎击天然气的一端设置有弹头形导流头，以降低阻力。

本发明适用于小微型燃气管网压力能发电工艺装置，安装在叶轮发电机的前置位，通过改变流体流动状态以增大叶轮机械能，提高发电功率。

本发明与现有技术和现状相比具有以下的有益效果：