本发明专利技术公开了一种密闭式天然气管道发电、过滤装置，该装置密封性能好、结构简单、发电效率高且能在发电的同时分离原料气中的液固杂质，还能将电能安全有效的输出到外部。一种密闭式天然气管道发电、过滤装置，包括发电系统、接线系统、旁通系统、排污系统，所述发电系统、排污系统串联在天然气管道上，发电系统用于将天然气的压能转换为机械能，再将机械能转换为电能；所述接线系统与发电系统电连接，用于输出发电系统产生的电能；所述排污系统位于发电系统的上游端，用于分离天然气携带的杂质；所述旁通系统与排污系统并联，用于排污系统关闭时保证发电系统正常工作。时保证发电系统正常工作。时保证发电系统正常工作。
【技术实现步骤摘要】
一种密闭式天然气管道发电、过滤装置
[0001]本专利技术涉及
，特别是涉及一种密闭式天然气管道发电、过滤装置。
技术介绍
[0002]从天然气井开采出来的原料气一般压力较高，并且含有一定量的水、硫化氢、二氧化碳及一些固体杂质。人们生产生活中使用的天然气压力有明确的规定，因此现在的天然气开采运输工业过程中，通常会对天然气进行节流降压的处理后供用户使用，这将导致大量的冗余压能被浪费掉，在节流降压的过程中，由于天然气压力急剧下降将导致节流降压位置的温度骤降，极易发生冰堵现象，降低管线的流动能力引起固体杂质堆积堵塞管道或产生物理性破坏，或者对阀门及仪表造成破坏。同时原料气中的硫化氢等酸性气体极易溶于水产生具有腐蚀性的酸性气体，对管道及设备产生腐蚀作用。在高压天然气运输过程中其中的固体颗粒会对管壁造成冲蚀破坏。
[0003]倘若将天然气运输过程中节流降压的压能回收利用起来，并设计相应的装置将天然气中存在的水和固体颗粒进行分离，在保证天然气正常运输前提下带来很好的经济效益并减少一部分人们对能源的需求。天然气管道发电装置能够利用管道中的压差进行发电，将以往节流降压浪费的压能转化为电能，起到节能环保的作用。天然气管道发电装置具有如下特点：
[0004]1利用天然气原料气的高压能进行降压发电，将以往节流降压浪费的压能转化为电能，可大大节约成本；
[0005]2天然气管道发电装置结构简单、体积小，可直接与天然气运输管道相连且不影响天然气的正常开采和运输；
[0006]3天然气管道发电装置的密封十分重要，一旦发生泄漏很可能会引起天然气管道爆炸等安全事故；
[0007]4从天然气井开采出来的原料气含有一定量的水、硫化氢、二氧化碳及一些固体杂质，高压天然气通过天然气管道发电装置极易对其造成冲蚀、腐蚀等破坏；
[0008]5天然气节流降压过程中，节流降压位置的温度会骤降，极易产生冰堵现象，降低管线的流动能力或对天然气管道发电装置产生物理破坏。
[0009]近年来，国内公开了部分天然气管道发电装置，如专利号“CN201610323265.4”公布了一种磁力驱动式天然气管道发电机，该装置通过磁极实现动力的隔空传递，由于磁阻过大导致无法保证发电效率；对天然气中含有的杂质并没有采取分离措施容易造成叶轮冲蚀和管道堵塞。专利号CN01228655.9公布了一种全封闭天然气管道发电机，该装置并没有考虑电力从完全封闭的管道输出到外部，该装置的叶轮容易受到高速流动的固体杂质的冲蚀。专利号CN201611067678.7公布了一种撬装式天然气管道发电机，该装置同样存在天然气内含的杂质堆积堵塞管道或产生物理性破坏的问题。
技术实现思路
[0010]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种密闭式天然气管道发电、过滤装置，该装置密封性能好、结构简单、发电效率高且能在发电的同时分离原料气中的液固杂质，还能将电能安全有效的输出到外部。
[0011]本专利技术的目的是这样实现的：
[0012]一种密闭式天然气管道发电、过滤装置，包括发电系统、接线系统、旁通系统、排污系统，所述发电系统、排污系统串联在天然气管道上，发电系统用于将天然气的压能转换为机械能，再将机械能转换为电能；所述接线系统与发电系统电连接，用于输出发电系统产生的电能；所述排污系统位于发电系统的上游端，用于分离天然气携带的杂质；所述旁通系统与排污系统并联，用于排污系统关闭时保证发电系统正常工作。
[0013]优选地，所述发电系统包括从上到下依次固定连接的隔离端盖、发电机隔离壳、叶轮壳体、叶轮端盖，所述发电机隔离壳呈筒状，所述叶轮壳体呈倒盆状，所述隔离端盖、发电机隔离壳、叶轮壳体通过螺栓连接并通过密封圈密封，形成上密闭腔体，所述叶轮壳体、叶轮端盖通过螺栓连接并通过密封圈密封，形成下密闭腔体，所述上密闭腔体内安装有发电机，所述发电机固定与叶轮壳体的上表面，所述发电机的转轴穿过叶轮壳体伸入下密闭腔体内，且通过轴承支撑于叶轮端盖，所述下密闭腔体内设有叶轮，所述叶轮安装在发电机的转轴上，所述叶轮壳体外设有天然气工作管线，所述天然气工作管线与下密闭腔体连通，且与叶轮一侧的叶片相对，用于通过天然气沿叶轮切向推动叶轮旋转。
[0014]优选地，所述旁通系统包括依次串联的进口三通阀、U形旁通管、出口三通阀，所述进口三通阀、出口三通阀连接在天然气工作管线上，用于通过控制进口三通阀和出口三通阀改变天然气的流向。
[0015]优选地，所述接线系统包括接线柱，所述接线柱呈圆筒状，接线柱下部外表面设有台阶，接线柱作为电流传递的导体将电流输出，所述隔离端盖上设有接线柱安装孔，接线柱上套接有上密封圈、下密封圈，所述下密封圈通过接线柱的台阶定位，接线柱的上端穿过接线柱安装孔，并通过螺母锁紧，下密封圈的上表面与隔离端盖的下表面贴合，上密封圈的下表面与隔离端盖的上表面贴合，形成密封；接线柱的内孔中设有电缆，电缆与接线柱的孔壁之间填充有玻璃纤维，形成密封，电缆的一端与发电机电连接，电缆的另一端用于输出发电机产生的电能。
[0016]优选地，所述发电机的转轴上设有上环形槽和下环形槽，所述上环形槽内安装有密封圈，使发电机的转轴、叶轮壳体之间形成密封；所述下环形槽内安装有弹性挡圈，形成对叶轮的轴向定位。
[0017]优选地，所述叶片为弧形，叶片的凹面与天然气工作管线相对，用于增大叶片受到的天然气的推力。
[0018]优选地，所述天然气工作管线入口端安装有锥形喷嘴，用于减小天然气气流截面积，增大天然气流速，增大叶片受到的天然气的推力。
[0019]优选地，所述排污系统包括从上到下依次串联的排污罐、上排污阀、储污箱、下排污阀，所述排污罐的上部设置有入口管、出口管，所述入口管、出口管等高，且连接于进口三通阀、出口三通阀之间，所述排污罐内设有隔离桶，所述隔离桶的顶部通过斜向隔离板与排污罐的内壁固定连接，将排污罐的内部分隔为上腔、下腔，斜向隔离板用于对天然气流导
向，所述上腔与出口管连通，所述下腔与入口管连通，所述上排污阀连接于下腔底部，所述隔离桶内安装有滤芯，所述滤芯导通上腔、下腔，且形成过滤作用。
[0020]优选地，所述隔离桶的外周面固定有螺旋向下延伸的去污板，螺旋去污板用于改变天然气流向，使天然气延隔离桶形成天然气绕流，螺旋去污板的上表面设置有多个球状凸起，球状凸起用于在天然气绕流过程中分离出固体杂质。
[0021]优选地，所述排污罐的上端具有密封固定的罐盖，所搜滤芯的上端固定在罐盖上。
[0022]由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：
[0023]1、本专利技术摒弃了动密封结构，提高了发电效率且密封性能更可靠；
[0024]2、本专利技术设有排污系统，降低天然气中含的杂质对发电机系统的影响和破坏；
[0025]3、本专利技术能在发电的同时分离天然气中含有的杂质，且结构简单不需大拆就能轻松的更换滤芯和排出分离的杂质；
[0026]4、本专利技术设有接线系统，可以在保证装置安全性的同时将装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种密闭式天然气管道发电、过滤装置，其特征在于：包括发电系统(1)、接线系统(2)、旁通系统(3)、排污系统(4)，所述发电系统(1)、排污系统(4)串联在天然气管道上，发电系统(1)用于将天然气的压能转换为机械能，再将机械能转换为电能；所述接线系统(2)与发电系统(1)电连接，用于输出发电系统(1)产生的电能；所述排污系统(4)位于发电系统(1)的上游端，用于分离天然气携带的杂质；所述旁通系统(3)与排污系统(4)并联，用于排污系统(4)关闭时保证发电系统(1)正常工作。2.根据权利要求1所述的一种密闭式天然气管道发电、过滤装置，其特征在于：所述发电系统(1)包括从上到下依次固定连接的隔离端盖(11)、发电机隔离壳(13)、叶轮壳体(14)、叶轮端盖(16)，所述发电机隔离壳(13)呈筒状，所述叶轮壳体(14)呈倒盆状，所述隔离端盖(11)、发电机隔离壳(13)、叶轮壳体(14)通过螺栓连接并通过密封圈密封，形成上密闭腔体，所述叶轮壳体(14)、叶轮端盖(16)通过螺栓连接并通过密封圈密封，形成下密闭腔体，所述上密闭腔体内安装有发电机(12)，所述发电机(12)固定与叶轮壳体(14)的上表面，所述发电机(12)的转轴穿过叶轮壳体(14)伸入下密闭腔体内，且通过轴承(17)支撑于叶轮端盖(16)，所述下密闭腔体内设有叶轮(15)，所述叶轮(15)安装在发电机(12)的转轴上，所述叶轮壳体(14)外设有天然气工作管线，所述天然气工作管线与下密闭腔体连通，且与叶轮一侧的叶片相对，用于通过天然气沿叶轮切向推动叶轮旋转。3.根据权利要求2所述的一种密闭式天然气管道发电、过滤装置，其特征在于：所述旁通系统(3)包括依次串联的进口三通阀(31)、U形旁通管、出口三通阀(32)，所述进口三通阀(31)、出口三通阀(32)连接在天然气工作管线上，用于通过控制进口三通阀(31)和出口三通阀(32)改变天然气的流向。4.根据权利要求2所述的一种密闭式天然气管道发电、过滤装置，其特征在于：所述接线系统(2)包括接线柱(21)，所述接线柱(21)呈圆筒状，接线柱(21)下部外表面设有台阶，接线柱(21)作为电流传递的导体将电流输出，所述隔离端盖(11)上设有接线柱安装孔(18)，接线柱(21)上套接有上密封圈(23)、下密封圈(22)，所述下密封圈(22)通过接线柱(21)的台阶定位，接线柱(21)的上端穿过接线柱安装孔(18)，并通过螺母(24)锁紧，下密封圈(22)的上表面与隔离端盖(11)的下表面贴合，上密封圈(23)的下表面与隔离端盖(11)的上表面贴合，形成密封；接线柱(21)的内孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：任连城，谭智勇，谢帅，王博，杨杰文，董超群，龚银春，郭正伟，刘建勋，赵佳乐，王久华，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：发明
国别省市：
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