CN202047872U - 管道天然气发电机组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种管道天然气发电机组，其特征在于：包括动力装置、联轴器、永磁发电机、控制器和蓄电池组；所述动力装置串入天然气管线内，动力装置通过联轴器与永磁发电机的动力输入端相连接；所述永磁发电机的电能输出端通过控制器与蓄电池组相连接。该管道天然气发电机组适用于为天然气开发、集输场站的数字化管理、安全监控、自动化控制等提供电源；为工艺流程的重要阀件、控制器件提供防冻保温电源；还可以为加注缓蚀剂、加注甲醇、加注发泡剂等工艺装置提供电源，实现气田药剂加注的自动化和无人职守化，从而大幅度的降低生产成本，降低安全风险，为天然气开发争取效益。还可以用于天然气开发、生产的其他领域，具有广泛的适应性。
Description
技术领域
本实用新型涉及天然气应用技术领域，具体涉及一种利用管道天然气发电的发电机组。
背景技术
天然气开发及天然气集输场站大多处于戈壁、沙漠或荒野，架设电气线路十分困难而且投资巨大。因此相当多数的井站、管线阀室及集输场站没有供配电设施及发电装备，给天然气生产、集输及安全管理来来极大困难。
目前，天然气开发现场的电能应用主要集中在以下几个方面：1、场站天然气生产和集输领域的数字化管理、动态参数远传、计量、自动化管理，场站进出管线安装安全截断装置，故障状态自动截断或远程控制截断，对场站和重要管线段进行电子巡视和视屏监控等生产及安全技术措施都需要电源；2、天然气生产及集输流程、管线的节流、控制阀件，容易结冰堵塞，需要电源来防冻保温。
另外，天然气开发过程中，需要加注缓蚀剂，减缓管线设施的腐蚀；需要加注甲醇等，预防水合物堵塞管线；到中后期，需要加注发泡剂，以辅助排出井内积液，稳定生产。目前加注各种药剂均靠车载机组巡回实施，因而带来许多弊端：1、各类药物均属集中注入，有违于连续稳定加入药剂的基本原则，既浪费药剂，也不利于天然气连续稳定开采；2、加注装置靠员工劳动强度大，车辆运行及员工操作存在很大的安全风险；3、加注装置及车辆耗用汽油、柴油，运行成本很高。因此，快速实现气田药剂的自动加注是很有意义的，然而，场站电源问题是首当其冲的问题之一。
为解决现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种新的解决方案。
发明内容
本实用新型要解决的问题，一是如何有效地利用场站的现有资源，将集输管线内天然气的流动能量，转化为稳定电源，从而为没有电源的天然气开发、集输场站的生产、安全、管理提供电源；二是电源装置应当具有结构简单、运行可靠、维护成本低、不污染环境、不浪费能源、供电可靠性好等优点。
为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案为：提供一种管道天然气发电机组，其特征在于：包括动力装置、联轴器、永磁发电机、控制器和蓄电池组；所述动力装置串入天然气管线内，动力装置通过联轴器与永磁发电机的动力输入端相连接；所述永磁发电机的电能输出端通过控制器与蓄电池组相连接。
所述动力装置包括下壳体、叶轮、叶轮轴和上壳体；所述下壳体和上壳体相互连接构成一密封腔体，叶轮设置在密封腔体内；所述下壳体上设置有用于天然气流通的进气口和排气口，进气口偏心设置；所述下壳体内设置有用于扶正叶轮轴的扶正套。
所述叶轮轴和上壳体之间设置有用于承重和扶正的轴承组和用于对天然气进行密封的密封组件。
所述动力装置通过进气口和排气口与串入天然气管线，动力装置的进气端和出气端分别设置有控制天然气的截止阀；同时，与动力装置相并联的天然气管线上设置有用于调节天然气流量的节流阀。
所述控制器包括充电、放电、逆变功能模块和欠压、过电压、过功率、短路保护模块。
所述上壳体上设置有用于注入润滑脂对叶轮轴、轴承组及密封组件进行润滑的油嘴。
综上所述，本实用新型所提供的管道天然气发电机组具有如下优点：
1、有效地利用天然气场站的现有资源，通过设置安全可靠的动力装置和发电装置，可利用管道天然气流动能量驱动叶轮轴转动，从而驱动永磁发电机进行发电，通过控制和储电系统形成稳定电源；
2、调节天然气流量，就可以调节机组转速和发电量。因此，机组可以依据负荷要求调整发电量，实现发电与用电的协调。
3、管道天然气发电机组具有结构简单、运行可靠、维护成本低、不污染环境、不浪费能源、供电可靠性好等优点；
4、管道天然气发电机组适用于为天然气开发、集输场站的生产管理、视屏监控、安全截断、工艺流程的计量、自动化控制等提供可靠电源；为工艺管线的重要阀件、控制器件提供防冻保温电源，防止结冰堵塞，提高管线流程运行的可靠性；还可以为加注缓蚀剂、加注甲醇、加注发泡剂等工艺措施提供电源，使药剂加注的自动化和无人职守成为可能，从而大幅度的降低生产成本，降低安全风险，为天然气开发争取效益；管道天然气发电机组可以用于天然气开发、生产的其他领域，具有广泛的适应性。
附图说明
图1为管道天然气发电机组的安装原理图；
图2为管道天然气发电机组的结构示意图；
图3为动力装置上进气口和排气口的剖视图。
其中，1、动力装置；11、进气口；12、排气口；13、下壳体；14、叶轮；15、扶正套；16、上壳体；17、轴承组；18、叶轮轴；19、油嘴；2、联轴器；3、永磁发电机；4、蓄电池组；5、控制器；6、节流阀；7、截止阀；8、密封 组件。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述：
如图所示，该管道天然气发电机组包括动力装置1、联轴器2和永磁发电机3；所述联轴器2设置在动力装置1和永磁发电机3之间；所述动力装置1包括下壳体13、叶轮14、叶轮轴18和上壳体16；所述下壳体13和上壳体16相互连接构成一密封腔体，叶轮14设置在密封腔体内；所述下壳体13上设置有用于天然气流通的进气口11和排气口12，所述下壳体13内设置有用于扶正叶轮轴18的扶正套15；叶轮轴18另一端与联轴器2相连接；所述叶轮14固定连接在伸入密封腔体内的叶轮轴18上；所述叶轮轴18和上壳体16之间设置有用于承重和扶正的轴承组17和用于对天然气进行密封的密封组件8。所述密封组件8综合利用高压填料、气旋密封、旋转唇型密封等形式和构件，对天然气进行有效密封。
所述动力装置1通过进气口11和排气口12串入天然气管线流程，动力装置1的进气端和出气端分别设置截止阀7，同时设置与动力装置1相并联的天然气管线，管线上设置有用于调节天然气流量的节流阀6，实现天然气分流及调节流量的功能，调节天然气流量就可以调节发电量。
所述上壳体16上设置有用于注入润滑脂对叶轮轴、轴承组及密封组件进行润滑的油嘴19。
所述永磁发电机3的电能输出端通过控制器5与蓄电池组4相连接。控制器5包括有充电、放电、逆变等功能模块及欠压、过电压、过功率、短路等保护模块。永磁发电机发出的电流经控制和存储形成直流电源；或者经逆变后成为交流电电源。
所述动力装置通过联轴器与永磁发电机相联；永磁发电机发出的电能通过控制器与蓄电池组相连接；所述控制器实现充电、放电、逆变等功能及欠压、过电压、过功率、短路等保护功能；管道天然气发电机组提供直流电源，或者经逆变后成为交流电电源。
综上所述，本实用新型所提供的管道天然气发电机组利用天然气流动能量驱动发电机发电，为无供配电设施的天然气井站、集输场站的相关设备提供电源；通过调节天然气流量，满足转速范围，就可以提供所需要的电量。该管道天然气发电机组适用于为天然气开发、集输场站的数字化管理、安全监控、自动化控制等提供电源；为工艺流程的重要阀件、控制器件提供防冻保温电源；还可以为加注缓蚀剂、加注甲醇、加注发泡剂等工艺装置提供电源，实现气田药剂加注的自动化和无人职守化，从而大幅度的降低生产成本，降低安全风险，为天然气开发争取效益。还可以用于天然气开发、生产的其他领域，具有广泛的适应性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种管道天然气发电机组，其特征在于：包括动力装置(1)、联轴器(2)、永磁发电机(3)、控制器(5)和蓄电池组(4)；所述动力装置(1)串入天然气管线内，动力装置(1)通过联轴器(2)与永磁发电机(3)的动力输入端相连接；所述永磁发电机(3)的电能输出端通过控制器(5)与蓄电池组(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的管道天然气发电机组，其特征在于：所述动力装置(1)包括下壳体(13)、叶轮(14)、叶轮轴(18)和上壳体(16)；所述下壳体(13)和上壳体(16)相互连接构成一密封腔体，叶轮(14)设置在密封腔体内；所述下壳体(13)上设置有用于天然气流通的进气口(11)和排气口(12)，进气口(11)偏心设置；所述下壳体(13)内设置有用于扶正叶轮轴(18)的扶正套(15)。
3.根据权利要求2所述的管道天然气发电机组，其特征在于：所述叶轮轴(18)和上壳体(16)之间设置有用于承重和扶正的轴承组(17)和用于对天然气进行密封的密封组件(8)。
4.根据权利要求3所述的管道天然气发电机组，其特征在于：所述动力装置(1)通过进气口(11)和排气口(12)与串入天然气管线，动力装置(1)的进气端和出气端分别设置有控制天然气的截止阀(7)；同时，与动力装置(1)相并联的天然气管线上设置有用于调节天然气流量的节流阀(6)。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的管道天然气发电机组，其特征在于：所述控制器(5)包括充电、放电、逆变功能模块和欠压、过电压、过功率、短路保护模块。
6.根据权利要求3所述的管道天然气发电机组，其特征在于：所述上壳体(16)上设置有用于注入润滑脂对叶轮轴(18)、轴承组(17)及密封组件(8)进行润滑的油嘴(19)。
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|---|---|---|---|---|
| CN105065066A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-11-18 | 华南理工大学 | 一种燃气管道内置的发电装置 |
| CN105927302A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-09-07 | 西南石油大学 | 一种磁力驱动式天然气管道发电机 |
| CN106437912A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-02-22 | 北京市燃气集团有限责任公司 | 一种天然气压差发电系统及其控制方法 |
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