天然氣透平膨脹機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種天然氣透平膨脹機，尤其是一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域的天然氣透平膨脹機。本實用新型提供有一種可使轉(zhuǎn)子軸向推力平衡，提高軸承承載力，保證設(shè)備平穩(wěn)運行，有效避免軸承燒毀的天然氣透平膨脹機，包括前止推軸承、后止推軸承和葉輪，所述前止推軸承、后止推軸承與葉輪的回轉(zhuǎn)中心重合，還包括推力平衡系統(tǒng)，所述平衡系統(tǒng)由壓力檢測系統(tǒng)、控制器、電磁液壓閥和氣閥組成，所述壓力檢測系統(tǒng)的信號采集段與前止推軸承和后止推軸承連接，所述壓力檢測系統(tǒng)的信號輸出端與控制器的信號輸出端連接，所述電磁液壓閥與氣壓閥連通。本申請采用推力平衡系統(tǒng)可以實時動態(tài)維持軸向推力平衡，可以有效防止止推軸承超載和損壞。
【專利說明】
天然氣透平膨脹機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種天然氣透平膨脹機，尤其是一種應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域的天然氣透平膨脹機。
【背景技術(shù)】
[0002]透平膨脹機是低溫法空分裝置及氣體分離和液化裝置中的重要部機之一。向心徑流式透平膨脹機這門技術(shù)可以追溯到1930年。透平膨脹機首先應(yīng)用于空氣分離工業(yè)，而后在1960年又被用于天然氣工業(yè)?，F(xiàn)在，透平膨脹機已不僅用于空氣分離、天然氣液化、乙烯冷箱、氫氦液化等低溫裝置中制取各種溫度級的低溫冷量，在國外還已廣泛應(yīng)用于余壓、廢熱的能量回收。天然氣透平膨脹機是以天然氣為介質(zhì)的透平膨脹機，從90年代以來，天然氣透平膨脹機的技術(shù)得到大幅提高，但由于在設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)上的原因，其運行工況不穩(wěn)定，機組效率還停留在80%以下，轉(zhuǎn)子的軸向推力很難達到平衡，而軸承承載力低，運轉(zhuǎn)可靠性較差，經(jīng)常發(fā)生軸承燒毀。因此現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種可使轉(zhuǎn)子軸向推力平衡，提高軸承承載力，保證設(shè)備平穩(wěn)運行，有效避免軸承燒毀的天然氣透平膨脹機。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可使轉(zhuǎn)子軸向推力平衡，提高軸承承載力，保證設(shè)備平穩(wěn)運行，有效避免軸承燒毀的天然氣透平膨脹機。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的天然氣透平膨脹機，包括前止推軸承、后止推軸承和葉輪，所述前止推軸承、后止推軸承與葉輪的回轉(zhuǎn)中心重合，還包括推力平衡系統(tǒng)，所述平衡系統(tǒng)由壓力檢測系統(tǒng)、控制器、電磁液壓閥和氣閥組成，所述壓力檢測系統(tǒng)的信號采集段與前止推軸承和后止推軸承連接，所述壓力檢測系統(tǒng)的信號輸出端與控制器的信號輸出端連接，所述電磁液壓閥與氣壓閥連通，所述氣壓閥的移動與氣源連通，另一端與葉輪輪背連通。
[0005]進一步的是，所述壓力檢測系統(tǒng)為壓力變送器。
[0006]進一步的是，在所述氣源和葉輪輪背之間還設(shè)置有開關(guān)氣閥。
[0007]進一步的是，所述前止推軸承和后止推軸承的徑向油鍥型面為三維螺旋槽結(jié)構(gòu)。
[0008]本實用新型的有益效果是:本申請采用推力平衡系統(tǒng)可以實時動態(tài)維持軸向推力平衡，可以有效防止止推軸承超載和損壞。本申請將現(xiàn)有技術(shù)中止推軸承的扇形斜面改為與油膜面更加契合的空間曲面或三維螺旋槽結(jié)構(gòu)，從而使軸承的線速度由60m/s增加到90m/s，承載能力更強。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖中零部件、部位及編號:葉輪1、電磁液壓閥2、氣閥3。
【具體實施方式】
[0011 ]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0012]如圖1所示，本實用新型的天然氣透平膨脹機，包括前止推軸承、后止推軸承和葉輪I，所述前止推軸承、后止推軸承與葉輪I的回轉(zhuǎn)中心重合，還包括推力平衡系統(tǒng)，所述平衡系統(tǒng)由壓力檢測系統(tǒng)、控制器、電磁液壓閥2和氣閥3組成，所述壓力檢測系統(tǒng)的信號采集段與前止推軸承和后止推軸承連接，所述壓力檢測系統(tǒng)的信號輸出端與控制器的信號輸出端連接，所述電磁液壓閥2與氣壓閥連通，所述氣壓閥的移動與氣源連通，另一端與葉輪I輪背連通。推力平衡系統(tǒng)用來對前后止推軸承中的油膜壓差進行監(jiān)控，其工作過程為壓力檢測系統(tǒng)檢測前止推軸承和后止推軸承的油膜壓力，檢測到的壓力傳輸給控制器，由控制器計算出前后止推軸承的油膜壓差，并根據(jù)壓差來控制電磁液壓閥2的開合，從而控制氣閥3的開合。當(dāng)需要增加輪背壓力使源流經(jīng)氣閥3后流入輪背處，當(dāng)需要降低輪背壓力時可以打開氣閥3泄氣。采用推力平衡系統(tǒng)可以實時動態(tài)維持軸向推力平衡，可以有效防止止推軸承超載和損壞。
[0013]所述壓力檢測系統(tǒng)為壓力變送器。壓力變送器將止推軸承的壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡髠鬏斀o止推軸承。
[0014]在所述氣源和葉輪I輪背之間還設(shè)置有開關(guān)氣閥3。在氣源和葉輪I輪背之間設(shè)置的開關(guān)氣閥3可以方便操作人員對輪背壓力進行手動控制。
[0015]所述前止推軸承和后止推軸承的徑向油鍥型面為三維螺旋槽結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有技術(shù)中前止推軸承和后止推軸承為扇形斜面，接觸面積小，承載能力差，改為與油膜面更加契合的空間曲面或三維螺旋槽結(jié)構(gòu)，從而使軸承的線速度由60m/s增加到90m/s，承載能力更強。
[0016]此外為了提高機組效率，將葉輪I進口氣流角控制在87度至91度，出口相對氣流角控制在28度到32度，通過調(diào)整葉型和進出口角度來達到一個理想的流場，從而提高膨脹機效率。
【主權(quán)項】
1.天然氣透平膨脹機，包括前止推軸承、后止推軸承和葉輪，所述前止推軸承、后止推軸承與葉輪的回轉(zhuǎn)中心重合，其特征在于:還包括推力平衡系統(tǒng)，所述平衡系統(tǒng)由壓力檢測系統(tǒng)、控制器、電磁液壓閥(2)和氣閥(3)組成，所述壓力檢測系統(tǒng)的信號采集段與前止推軸承和后止推軸承連接，所述壓力檢測系統(tǒng)的信號輸出端與控制器的信號輸出端連接，所述電磁液壓閥(2)與氣壓閥連通，所述氣壓閥的移動與氣源連通，另一端與葉輪輪背(I)連通。2.如權(quán)利要求1所述的天然氣透平膨脹機，其特征在于:所述壓力檢測系統(tǒng)為壓力變送器。3.如權(quán)利要求1所述的天然氣透平膨脹機，其特征在于:在所述氣源和葉輪輪背(I)之間還設(shè)置有開關(guān)氣閥(3)。4.如權(quán)利要求1所述的天然氣透平膨脹機，其特征在于:所述前止推軸承和后止推軸承的徑向油鍥型面為三維螺旋槽結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F01D25/16GK205532737SQ201620034252
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月14日
【發(fā)明人】徐紅先, 胡曉波, 李德元, 余濤, 魏忠昕, 段衛(wèi)鋒, 胡德東, 尹琦嶺, 蘭宦勤, 曹英斌, 尹光耀, 王志強, 劉俊富
【申請人】四川華宇機械成套設(shè)備有限公司