[发明专利]一种液体向心透平能量回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及深冷空分与石油、煤化工领域，特别涉及内压缩深冷空分和化工装置中高压液体节流减压的能量转化与回收技术领域，尤其涉及一种替代工业装置中高压液体节流阀的能量转化与回收的液体向心透平能量回收装置。

背景技术

随着我国煤化工工业的快速发展，在大型内压缩空分装置及煤制甲醇、煤制烯烃等工业装置中存在许多高压液体节流减压而能量没有得到有效回收利用的情况，不仅造成了能量浪费，而且在一些情况下还对整套装置运行的经济性带来不利影响。用液体向心透平能量回收装置代替高压液体节流阀，在实现液体节流减压满足工艺要求的前提下，还将高压液体节流降压过程中释放的机械能高效转化成方便利用的电能，经济效益十分显著。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的许多高压液体节流减压而能量没有得到有效回收利用的情况而提供了一种液体向心透平能量回收装置代替高压液体节流阀的液体向心透平能量回收装置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种液体向心透平能量回收装置，包括液体向心透平膨胀机、齿轮减速器、联轴器、发电机、撬装公共底座、润滑油系统、仪电控系统及工艺管道，液体向心透平膨胀机进口管与工艺管道的高压侧连接，出口管与工艺管道的低压侧相连接；所述的液体向心透平膨胀机、齿轮减速器、发电机分别安装在撬装公共底座上，三者之间通过联轴器连接在一起，液体向心透平膨胀机驱动发电机发电；液体向心透平膨胀机的进、出口前后管道上分别设置有用于调节控制的阀门。

所述润滑油系统包括设置在齿轮减速器的低速轴上的主油泵、油箱以及设置在油箱上的电动辅助油泵、阀门及油管路；所述润滑油系统单独成撬与液体向心透平膨胀机并列安装，通过油管路向液体向心透平膨胀机和齿轮减速器供油。

液体向心透平膨胀机主要包括导流蜗壳、一组叶片可同步转动的喷嘴及其调节机构、在主轴两端分别安装向心涡轮和半联轴器、支撑转子的机体和轴承、阻止高压液体泄漏的组合密封以及轴向力低压平衡腔；由调节机构调节安装在液体向心透平膨胀机中的喷嘴实现负荷连续调节；蜗壳固定在支撑立板上，喷嘴及调节机构通过止口定位固定在蜗壳上，主轴与轴承、密封、机体组件通过止口定位与调节机构固定。

所述液体向心透平膨胀机与节流阀并联在工艺管道上，在空分设备开车的初期节流阀工作；液体向心透平膨胀机运行，节流阀处于关闭状态。

本发明的技术方案产生的积极效果如下：

液体向心透平膨胀机、齿轮减速器、三相异步发电机安装在同一撬装公共底座上，它们之间通过联轴器连接在一起，高压液体流过蜗壳、喷嘴、向心涡轮后膨胀降压，工质液体的速度大幅提高，驱动向心涡轮带动主轴高速旋转，主轴通过装在其另一端的联轴器带动减速器驱动发电机发电，再经装有配电、控制、保护等器件组成的仪电控系统并网控制柜向公共电网输电；润滑油系统设置有装在减速器低速轴上的主油泵和装在油箱上的电动辅助油泵，装置在启动过程和停车后由电动辅助油泵向各润滑部位供油，装置正常运行时由主油泵供油，并且当主油泵出现故障时，电动辅助油泵可以联锁启动，维持润滑油正常供应，保护设备安全，二者按照仪电控系统设计的DCS控制逻辑实现自动切换。

附图说明

图1为本发明液体向心透平能量回收装置的俯视结构示意图。

图2为本发明液体向心透平能量回收装置的工作流程图。

图3为本发明液体向心透平膨胀机的结构示意图。

图4为图3中A的局部放大图。

图5为图3中B的局部放大图。

图6为图3中C的局部放大图。

具体实施方式

一种液体向心透平能量回收装置，如图1、2、3、4、5、6所示，包括液体向心透平膨胀机1、齿轮减速器2、联轴器3、发电机4、撬装公共底座5、润滑油系统6、仪电控系统7及工艺管道19；所述的液体向心透平膨胀机1、齿轮减速器2、发电机4分别安装在撬装公共底座5上，三者之间通过联轴器3连接在一起，液体向心透平膨胀机驱动发电机发电；所述润滑油系统包括设置在齿轮减速器的低速轴上的主油泵、油箱以及设置在油箱上的电动辅助油泵、阀门、油管路等，所述润滑油系统6单独成撬与液体向心透平膨胀机1并列安装，通过油管路向液体向心透平膨胀机1和齿轮减速器2供油。