CN220599877U - 一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，包括撬装基座、电机、减速机、膨胀机、干气密封装置，电机通过减速机与膨胀机传动连接；膨胀机的内部设置有密封气区与隔离气区，干气密封装置包括密封气供气部、隔离气供气部、泄漏气回气部，密封气供气部与膨胀机的入口气源连接，密封气供气部与密封气区连接；隔离气供气部与隔离气源连接，隔离气供气部与隔离气区连接；膨胀机的内部设置有泄漏气接口，泄漏气接口与泄漏气回气部连接，泄漏气回气部还与隔离气供气部连接；本实用新型通过密封气与隔离气在膨胀机内部形成双级密封，保证了密封性，且通过隔离气对密封气进行隔离，避免密封气泄漏后与转子的轴承接触，有效保护转子的轴承。

Description

一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置

技术领域

本实用新型属于膨胀机发电的技术领域，涉及一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置。

背景技术

现有的透平膨胀机发电系统中，透平膨胀机是核心部件之一，透平膨胀机能否正常工作影响到了整个膨胀机发电系统能够正常运行。现有的透平膨胀机中设置有单端面干气密封结构形成单级密封，其密封性在膨胀机长时间工作后难以保证。一旦单端面干气密封结构发生泄漏，从端面处泄漏的高温高压密封气就会流动至膨胀机转子结构的轴承处，进而影响轴承的正常工作，甚至造成轴承损毁，最终造成膨胀机故障。因此，现有的膨胀机发电系统中的透平膨胀机存在单级密封可靠性不足、密封气泄漏会损坏轴承的缺陷。

针对现有的膨胀机发电系统中的透平膨胀机存在的上述技术问题，本实用新型公开了一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，通过密封气与隔离气在膨胀机内部形成双级密封，保证了膨胀机的密封性，同时通过隔离气对密封气进行隔离，避免密封气泄漏后与转子的轴承接触，有效保护转子的轴承。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，包括撬装基座，所述撬装基座上模块化撬装有电机、减速机、膨胀机、干气密封装置，所述电机的输出端与减速机的输入端传动连接，所述减速机的输出端与膨胀机的转子传动连接；所述膨胀机的内部设置有密封气区与隔离气区，所述干气密封装置包括密封气供气部、隔离气供气部、泄漏气回气部，所述密封气供气部的进端与膨胀机的入口气源连接，所述密封气供气部的出端与密封气区连接；所述隔离气供气部的进端与隔离气源连接，所述隔离气供气部的出端与隔离气区连接；所述膨胀机的内部设置有泄漏气接口，所述泄漏气接口与泄漏气回气部连接，所述泄漏气回气部还通过回气旁路与隔离气供气部连接。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述密封气供气部包括密封气进气管路、密封气调压管路、密封气供气管路，所述密封气进气管路的进端与膨胀机的入口气源连接，所述密封气进气管路的出端并联设置有两路密封气调压管路，所述密封气调压管路上依次串联设置有密封气主调压阀、过滤器、密封气辅助调压阀；两路密封气调压管路的出端均与密封气供气管路连接，所述密封气供气管路上依次串联设置有密封气截止阀、流量计、压力表，所述密封气供气管路的出端与密封气区连接，所述密封气进气管路的出端与密封气供气管路的进端之间设置有密封气压差变送器。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述隔离气供气部包括隔离气进气管路、隔离气供气管路，所述隔离气进气管路的进端与隔离气源连接，所述隔离气进气管路的出端通过孔板与隔离气供气管路连接，所述隔离气进气管路上依次串联设置有隔离气调压部与隔离气降压部。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述隔离气调压部包括依次串联设置的隔离气主调压阀、过滤器、隔离气辅助调压阀，所述隔离气主调压阀的进端与隔离气辅助调压阀的出端之间设置有隔离气压差变送器。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述隔离气降压部包括相互并联的减压管路与减压旁路，所述减压管路上依次串联设置有第一球阀、隔离气减压阀、第二球阀，所述减压旁路上设置有隔离气截止阀。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述隔离气进气管路的一侧并联设置有隔离气监测旁路，所述隔离气检测旁路上串联设置有隔离气旁路截止阀、双截止阀组、压力变送器。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，还包括循环润滑装置，所述循环润滑装置的供油端分别与电机、减速机、膨胀机连接，且循环润滑装置的供油端与膨胀机之间的通断根据隔离气监测旁路的压力进行反馈控制。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述泄漏气回气部包括主回气管路，所述主回气管路的一侧并联设置有回气旁路和回气泄压旁路，所述回气旁路的进端与主回气管路连接，所述回气旁路的出端与隔离气供气部连接；所述回气旁路上依次串联设置有第一回气截止阀、截止三阀组、第二回气截止阀，所述截止三阀组的一侧并联设置有压差变送器；所述回气泄压旁路上依次串联设置有第一回气闸阀、爆破片、第二回气闸阀。

为了更好地实现本实用新型，进一步的，所述主回气管路的一侧还并联设置有连锁停车旁路，所述连锁停车旁路上依次串联设置有第一停车截止阀、截止三阀组、第二停车截止阀，所述截止三阀组的一侧并联设置有流量计。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型通过干气密封装置中的密封气供气部向膨胀机内部的密封气区供给密封气形成一级密封结构，通过干气密封装置中的隔离气供气部向膨胀机内部的隔离气区供给压力更高的隔离气形成二级密封结构，进而保证了膨胀机内部的密封性；同时通过压力更高的隔离气对密封气区进行隔离，即使密封气区发生泄漏，也能通过隔离气将泄漏的密封气隔离并带离膨胀机的内部，进而避免密封气与转子的轴承接触，有效保护了转子的轴承。

附图说明

图1为透平膨胀机撬装发电系统的整体结构示意图；

图2为透平膨胀机撬装发电系统的俯视图；

图3为干气密封装置的气路结构示意图。

其中：1-撬装基座；2-电机；3-减速机；4-膨胀机；5-干气密封装置；6-密封气供气部；7-隔离气供气部；8-泄漏气回气部；9-循环润滑装置。

具体实施方式

以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本实用新型另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语解释部分:本实用新型中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型的具体含义。

实施例1：

本实施例的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，如图1-图3所示，包括撬装基座1，撬装基座1上模块化撬装有电机2、减速机3、膨胀机4、干气密封装置5，电机2的输出端与减速机3的输入端传动连接，减速机3的输出端与膨胀机4的转子传动连接；膨胀机4的内部设置有密封气区与隔离气区，干气密封装置5包括密封气供气部6、隔离气供气部7、泄漏气回气部8，密封气供气部6的进端与膨胀机4的入口气源连接，密封气供气部6的出端与密封气区连接；隔离气供气部7的进端与隔离气源连接，隔离气供气部7的出端与隔离气区连接；膨胀机4的内部设置有泄漏气接口，泄漏气接口与泄漏气回气部8连接，泄漏气回气部8还通过回气旁路与隔离气供气部7连接。

电机2的输出轴通过联轴器与减速器3的输入轴连接，减速器3的输出轴通过联轴器与膨胀机4的转子的转轴连接。膨胀机4的内部对应转子的外侧依次设置有相互独立的密封气区域隔离气区，通过干气密封装置5中的密封气供气部6向密封气区通入密封气以对转子进行干气密封，通过干气密封装置5中的隔离气供气部7向隔离气区通入隔离气，使得隔离气区的压力高于密封气区的压力，进而通过隔离气将密封气与转子的轴承部分隔离，通过惰性的隔离气对转子的轴承进行保护。密封气区与泄漏气回气部8连接，通过监测泄漏气回气部8的泄漏气压与隔离气区的进气气压之间的压差，反馈控制膨胀机4的启停。

即隔离气区的进气气压与泄漏气回气部8的泄漏气压之间的压差高于设定阈值时，此时表明隔离气区能够有效隔离密封器以保护转子的轴承，此时膨胀机4正常工作；隔离气区的进气气压与泄漏气回气部8的泄漏气压之间的压差小于等于设定阈值时，此时表明隔离气区不能有效隔离密封器以保护转子的轴承，此时控制膨胀机4停止工作。

实施例2：

本实施例的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，在实施例1的基础上进行改进，如图3所示，密封气供气部6包括密封气进气管路、密封气调压管路、密封气供气管路，密封气进气管路的进端与膨胀机4的入口气源连接，密封气进气管路的出端并联设置有两路密封气调压管路，密封气调压管路上依次串联设置有密封气主调压阀、过滤器、密封气辅助调压阀；两路密封气调压管路的出端均与密封气供气管路连接，密封气供气管路上依次串联设置有密封气截止阀、流量计、压力表，密封气供气管路的出端与密封气区连接，密封气进气管路的出端与密封气供气管路的进端之间设置有密封气压差变送器。

密封气进气管路的进端通过连接法兰与膨胀机4的入口气源连接，密封气进气管路的出端并联设置有两路密封气调压管路，其中一路密封气调压管路的调压范围为0.5Mpa-3Mpa，另一路密封气调压管路的调压范围为3Mpa-6.5Mpa，即两路密封气调压管路分别对应高低压调压。两路密封气调压管路上均依次串联设置有密封气主调压阀、过滤器、密封气辅助调压阀，通过密封气主调压阀与密封气辅助调压阀的配合实现二级调压，通过过滤器将气体中的杂质过滤。

密封气供气管路上依次串联设置有密封气截止阀、流量计、压力表，密封气截止阀平时处于常开状态，紧急情况时用于切断密封气供气管路。通过流量计监测进入密封气区的气体流量，通过压力表监测进入密封气区的气体压力。

进一步的，在密封气进气管路的出端与密封气供气管路的进端之间并联设置有三截止阀组，通过三截止阀组稳定气压，同时在三截止阀组的两端设置有密封气压差变送器，以监测密封气经过调压后的压差。

进一步的，在密封气进气管路的出端设置有压力表，通过压力表监测密封气进气管路的气压，结合密封气压差变送器监测到的压差，即可解算得到经过调压后的气体压力。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，在实施例1或2的基础上进行改进，如图3所示，隔离气供气部7包括隔离气进气管路、隔离气供气管路，隔离气进气管路的进端与隔离气源连接，隔离气进气管路的出端通过孔板与隔离气供气管路连接，隔离气进气管路上依次串联设置有隔离气调压部与隔离气降压部。

隔离气进气管路的进端与隔离气源连接，隔离气源为氮气气源。隔离气调压部用于调节隔离气的压力，隔离气降压部用于在隔离气压力超标时及时对隔离气进行降压。

进一步的，隔离气调压部包括依次串联设置的隔离气主调压阀、过滤器、隔离气辅助调压阀，隔离气主调压阀的进端与隔离气辅助调压阀的出端之间设置有隔离气压差变送器。

通过隔离气主调压阀、隔离气辅助调压阀构成双调压结构，能够更加快速准确的调节隔离气的压力，同时通过过滤器将隔离气中的杂质过滤。隔离气压差变送器则用于检测经过调压后隔离气的压差。隔离气进气管路上则设置有压力表，通过压力表检测隔离气的进气压力，结合隔离气压差变送器检测的压差，进而解算得到经过调压后的隔离气的压力。

进一步的，隔离气降压部包括相互并联的减压管路与减压旁路，减压管路上依次串联设置有第一球阀、隔离气减压阀、第二球阀，减压旁路上设置有隔离气截止阀。

当解算得到的调压后的隔离气压力超标，此时需要对隔离气进行降压，此时开启第一球阀与第二球阀，即可通过隔离气减压阀对隔离气进行降压。当解算得到的调压后的隔离气压力没有超标，此时关闭第一球阀与第二球阀，同时开启减压旁路上的隔离气截止阀，此时隔离气经过减压旁路进入隔离气供气管路。

本实施例的其他部分与实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，在实施例1-3任一项的基础上进行改进，如图3所示，隔离气进气管路的一侧并联设置有隔离气监测旁路，隔离气检测旁路上串联设置有隔离气旁路截止阀、双截止阀组、压力变送器。

进一步的，还包括循环润滑装置9，循环润滑装置9的供油端分别与电机2、减速机3、膨胀机4连接，且循环润滑装置9的供油端与膨胀机4之间的通断根据隔离气监测旁路的压力进行反馈控制。

隔离气进气管路的出端的一侧并联设置有隔离气监测旁路，隔离气监测旁路上的隔离气旁路截止阀、双截止阀组开启，进而通过压力变送器检测隔离气进气管路出端的气压，通过隔离气进气管路出端的气压反馈控制循环润滑装置9与膨胀机4之间供油管路上电磁阀的通断。即隔离气进气管路出端的气压小于等于设定阈值时，此时隔离气的气压不足以将密封气隔离，此时即反馈控制循环润滑装置9与膨胀机4之间供油管路上电磁阀关闭，以免润滑油泄漏。隔离气进气管路出端的气压大于设定阈值时，此时隔离气的气压足以将密封气隔离，此时即反馈控制循环润滑装置9与膨胀机4之间供油管路上电磁阀开启，以向膨胀机4供给润滑油进行润滑。

本实施例的其他部分与实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，在实施例1-4任一项的基础上进行改进，如图3所示，泄漏气回气部8包括主回气管路，主回气管路的一侧并联设置有回气旁路和回气泄压旁路，回气旁路的进端与主回气管路连接，回气旁路的出端与隔离气供气部7连接；回气旁路上依次串联设置有第一回气截止阀、截止三阀组、第二回气截止阀，截止三阀组的一侧并联设置有压差变送器；回气泄压旁路上依次串联设置有第一回气闸阀、爆破片、第二回气闸阀。

进一步的，主回气管路的一侧还并联设置有连锁停车旁路，连锁停车旁路上依次串联设置有第一停车截止阀、截止三阀组、第二停车截止阀，截止三阀组的一侧并联设置有流量计。

压差变送器与中控终端连接，通过回气旁路上的压差变送器检测泄漏气压与隔离气进气气压之间的压差并将压差发送至中控终端，当泄漏气压与隔离气进气气压之间的压差大于0.05Mpa时，此时即中控终端反馈控制膨胀机4停机。同时中控终端控制连锁停车旁路上的第一停车截止阀、第二停车截止阀关闭以及时停机。当泄漏气回气部8的泄漏气压超过安全阈值时，此时回气泄压旁路上的爆破片破裂以进行紧急泄压。

本实施例的其他部分与实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，包括撬装基座（1），其特征在于，所述撬装基座（1）上模块化撬装有电机（2）、减速机（3）、膨胀机（4）、干气密封装置（5），所述电机（2）的输出端与减速机（3）的输入端传动连接，所述减速机（3）的输出端与膨胀机（4）的转子传动连接；所述膨胀机（4）的内部设置有密封气区与隔离气区，所述干气密封装置（5）包括密封气供气部（6）、隔离气供气部（7）、泄漏气回气部（8），所述密封气供气部（6）的进端与膨胀机（4）的入口气源连接，所述密封气供气部（6）的出端与密封气区连接；所述隔离气供气部（7）的进端与隔离气源连接，所述隔离气供气部（7）的出端与隔离气区连接；所述膨胀机（4）的内部设置有泄漏气接口，所述泄漏气接口与泄漏气回气部（8）连接，所述泄漏气回气部（8）还通过回气旁路与隔离气供气部（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，其特征在于，所述密封气供气部（6）包括密封气进气管路、密封气调压管路、密封气供气管路，所述密封气进气管路的进端与膨胀机（4）的入口气源连接，所述密封气进气管路的出端并联设置有两路密封气调压管路，所述密封气调压管路上依次串联设置有密封气主调压阀、过滤器、密封气辅助调压阀；两路密封气调压管路的出端均与密封气供气管路连接，所述密封气供气管路上依次串联设置有密封气截止阀、流量计、压力表，所述密封气供气管路的出端与密封气区连接，所述密封气进气管路的出端与密封气供气管路的进端之间设置有密封气压差变送器。

3.根据权利要求1所述的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，其特征在于，所述隔离气供气部（7）包括隔离气进气管路、隔离气供气管路，所述隔离气进气管路的进端与隔离气源连接，所述隔离气进气管路的出端通过孔板与隔离气供气管路连接，所述隔离气进气管路上依次串联设置有隔离气调压部与隔离气降压部。

4.根据权利要求3所述的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，其特征在于，所述隔离气调压部包括依次串联设置的隔离气主调压阀、过滤器、隔离气辅助调压阀，所述隔离气主调压阀的进端与隔离气辅助调压阀的出端之间设置有隔离气压差变送器。

5.根据权利要求3所述的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，其特征在于，所述隔离气降压部包括相互并联的减压管路与减压旁路，所述减压管路上依次串联设置有第一球阀、隔离气减压阀、第二球阀，所述减压旁路上设置有隔离气截止阀。

6.根据权利要求3所述的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，其特征在于，所述隔离气进气管路的一侧并联设置有隔离气监测旁路，所述隔离气检测旁路上串联设置有隔离气旁路截止阀、双截止阀组、压力变送器。

7.根据权利要求6所述的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，其特征在于，还包括循环润滑装置（9），所述循环润滑装置（9）的供油端分别与电机（2）、减速机（3）、膨胀机（4）连接，且循环润滑装置（9）的供油端与膨胀机（4）之间的通断根据隔离气监测旁路的压力进行反馈控制。

8.根据权利要求1所述的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，其特征在于，所述泄漏气回气部（8）包括主回气管路，所述主回气管路的一侧并联设置有回气旁路和回气泄压旁路，所述回气旁路的进端与主回气管路连接，所述回气旁路的出端与隔离气供气部（7）连接；所述回气旁路上依次串联设置有第一回气截止阀、截止三阀组、第二回气截止阀，所述截止三阀组的一侧并联设置有压差变送器；所述回气泄压旁路上依次串联设置有第一回气闸阀、爆破片、第二回气闸阀。

9.根据权利要求8所述的一种干气密封的透平膨胀机撬装发电装置，其特征在于，所述主回气管路的一侧还并联设置有连锁停车旁路，所述连锁停车旁路上依次串联设置有第一停车截止阀、截止三阀组、第二停车截止阀，所述截止三阀组的一侧并联设置有流量计。