專利名稱：大功率液力透平能量回收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能量回收或能量轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自大型合成氨尿素裝置工藝引進(jìn)以來(lái)，液力透平在我國(guó)石化裝置上的應(yīng)用已有近 40年歷史，隨著合成氨或合成尿素裝置大型化以及煉油加氫裝置壓力的不斷提高，特別是國(guó)家對(duì)節(jié)能降耗要求的進(jìn)一步提高，能量回收裝置即液力透平的應(yīng)用越來(lái)越普遍。近年來(lái)，隨著國(guó)家節(jié)能減排的激勵(lì)政策的不斷出臺(tái)，企業(yè)節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)一些泵產(chǎn)品制造企業(yè)開始進(jìn)行液力透平的研制。大連深藍(lán)泵業(yè)為大連西太平洋石化有限公司加氫進(jìn)料機(jī)組進(jìn)口高壓多級(jí)液力透平改造過(guò)程中提供了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，并成功在線運(yùn)行； 溫州嘉利特公司為用戶提供的高壓多級(jí)液力透平也已在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用；資料顯示上海第一水泵廠生產(chǎn)的液力透平最大回收功率350kW ；還有其他企業(yè)在開展相關(guān)研制工作或已有相關(guān)技術(shù)。液力透平與水力發(fā)電裝置的水力渦輪在介質(zhì)、流量和揚(yáng)程、被驅(qū)動(dòng)設(shè)備、性能參數(shù)等方面有較大區(qū)別，液力透平的設(shè)計(jì)運(yùn)行特點(diǎn)，決定了液力透平效率、特別是大功率液力透平效率將受到普遍關(guān)注。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)將石油化工、煉油等工業(yè)裝置中存在的高壓能源轉(zhuǎn)換為機(jī)械驅(qū)動(dòng)能源，解決了工業(yè)裝置余能利用問(wèn)題，降低了工業(yè)裝置的能源消耗。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，包括液力透平、被驅(qū)動(dòng)泵、高壓設(shè)備以及低壓設(shè)備，高壓設(shè)備的出口通過(guò)管線A與液力透平的入口相連接，液力透平的出口與低壓設(shè)備的入口相連接，液力透平通過(guò)聯(lián)軸器與被驅(qū)動(dòng)泵相連接，且被驅(qū)動(dòng)泵的入口與低壓設(shè)備的出口相連接，被驅(qū)動(dòng)泵的出口與高壓設(shè)備的入口相連接。所述的管線A上還設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥C和壓力傳感器A。所述的液力透平的軸頭上還設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器。所述的管線D上還設(shè)有壓力傳感器B。所述的高壓設(shè)備的出口與液力透平的出口之間還設(shè)有管線B以及在管線B上安裝的流量調(diào)節(jié)閥A。所述的被驅(qū)動(dòng)泵的出口與低壓設(shè)備的入口之間還設(shè)有管線F以及管線F上安裝的流量調(diào)節(jié)閥B。所述的被驅(qū)動(dòng)泵中的葉輪為單級(jí)葉輪。所述的液力透平為單級(jí)葉輪。所述的被驅(qū)動(dòng)泵中的葉輪為多級(jí)葉輪，且多級(jí)葉輪為串聯(lián)安裝。
3[0015]所述的被驅(qū)動(dòng)泵中的葉輪為多級(jí)葉輪，且多級(jí)葉輪為背對(duì)背安裝。本發(fā)明的顯著效果在于本發(fā)明所述的一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)用于合成氨裝置的貧液能量回收中，每小時(shí)可回收IOOOkW以上的能力，直接用于驅(qū)動(dòng)半貧液泵， 可以節(jié)省半貧液泵循環(huán)系統(tǒng)一半的電力消耗；同時(shí)，該系統(tǒng)安全性高，可在石油化工及煉油工藝系統(tǒng)正常布置之外，很方便地成為新增功能部分。

圖1為本發(fā)明所述的一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)框圖；圖中1、高壓設(shè)備；2、低壓設(shè)備；3、液力透平；4、被驅(qū)動(dòng)泵；5、管線A ;6、管線B ;7、 聯(lián)軸器；8、管線C ；9、管線D ；10、管線E ；11、流量調(diào)節(jié)閥A ；12、流量調(diào)節(jié)閥C ；13、轉(zhuǎn)速傳感器；14、流量調(diào)節(jié)閥B ；15、壓力傳感器A ;16、壓力傳感器B ;17、管線F。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，包括液力透平3、被驅(qū)動(dòng)泵4、高壓設(shè)備1以及低壓設(shè)備2，其中，高壓設(shè)備1的一個(gè)出口通過(guò)管線A5與液力透平3的入口相連接、高壓設(shè)備1的另一個(gè)出口通過(guò)管線B6與液力透平3的出口相連接，且在管線A5上串行安裝有流量調(diào)節(jié)閥C12和壓力傳感器A15，管線B6上安裝有流量調(diào)節(jié)閥All ；液力透平3 通過(guò)聯(lián)軸器7與被驅(qū)動(dòng)泵4相連接，并在液力透平3的軸頭上安裝有轉(zhuǎn)速傳感器13，且聯(lián)軸器7可以在超速情況下將液力透平3與被驅(qū)動(dòng)泵4脫離，其中，被驅(qū)動(dòng)泵4由葉輪和擴(kuò)壓器組成，葉輪為單級(jí)葉輪或多級(jí)葉輪，且多級(jí)葉輪是串聯(lián)安裝或背對(duì)背安裝，被驅(qū)動(dòng)泵4的出口通過(guò)管線D9與高壓設(shè)備1的入口相連接，并在管線D9上安裝有壓力傳感器B16，被驅(qū)動(dòng)泵4的入口通過(guò)管線C8與低壓設(shè)備2的出口相連接，低壓設(shè)備2的一個(gè)入口通過(guò)管線ElO 與液力透平3的出口端相連接，低壓設(shè)備2的另一個(gè)入口通過(guò)管線F17與被驅(qū)動(dòng)泵4的出口相連接，并在管線F17上安裝有流量調(diào)節(jié)閥B14。本發(fā)明所述的一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)的具體工作過(guò)程為高壓設(shè)備1 內(nèi)攜帶高能量的液體介質(zhì)通過(guò)管線A5進(jìn)入液力透平3，介質(zhì)在液力透平3殼體的導(dǎo)流下進(jìn)入液力透平3的葉輪，并驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)做功，同時(shí)介質(zhì)的壓力能降低，并通過(guò)管線ElO回流到低壓設(shè)備2中；液力透平3通過(guò)聯(lián)軸器7與被驅(qū)動(dòng)泵4相連接，因此，液力透平3葉輪的旋轉(zhuǎn)，可以驅(qū)動(dòng)被驅(qū)動(dòng)泵4葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)；低壓設(shè)備2內(nèi)的介質(zhì)通過(guò)管線C8流入到被驅(qū)動(dòng)泵4 內(nèi)，介質(zhì)經(jīng)過(guò)被驅(qū)動(dòng)泵4中葉輪和擴(kuò)壓器的共同作用下，將介質(zhì)升高壓力，進(jìn)入到被驅(qū)動(dòng)泵 4的出口處，并通過(guò)管線D9流入到高壓設(shè)備1中。安裝在液力透平3軸頭上的轉(zhuǎn)速傳感器 13測(cè)得液力透平3的轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定工況規(guī)定的高值，且管線D9上安裝的壓力傳感器B16測(cè)得被驅(qū)動(dòng)泵4出口壓力明顯增加時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)液力透平3進(jìn)口端管線A5上安裝的流量調(diào)節(jié)閥C12的開度，減少流量，實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速的目的；當(dāng)出現(xiàn)特殊情況，液力透平3轉(zhuǎn)速持續(xù)上升到聯(lián)軸器7脫口轉(zhuǎn)速時(shí)，可以將流量調(diào)節(jié)閥C12全關(guān)；當(dāng)高壓設(shè)備1內(nèi)介質(zhì)較多，且液力透平3所需流量較少時(shí)，可以調(diào)節(jié)管線B6上安裝的流量調(diào)節(jié)閥Al 1，使高壓設(shè)備1內(nèi)的部分介質(zhì)直接通過(guò)管線B6和管線ElO直接流入到低壓設(shè)備2中，被驅(qū)動(dòng)泵4出口與低壓設(shè)備 2入口直接的管線F17及其管線F17上安裝的流量調(diào)節(jié)閥B14可以在被驅(qū)動(dòng)泵4啟動(dòng)初期系統(tǒng)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，保持最小流量，保證系統(tǒng)的運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，包括液力透平(3)、被驅(qū)動(dòng)泵0)、高壓設(shè)備(1) 以及低壓設(shè)備O)，其特征在于高壓設(shè)備(1)的一個(gè)出口通過(guò)管線A(5)與液力透平(3)的入口相連接，液力透平C3)的出口通過(guò)管線E (10)與低壓設(shè)備( 的一個(gè)入口相連接，液力透平C3)通過(guò)聯(lián)軸器(7)與被驅(qū)動(dòng)泵(4)相連接，且被驅(qū)動(dòng)泵(4)的入口通過(guò)管線C(8)與低壓設(shè)備O)的出口相連接，被驅(qū)動(dòng)泵(4)的出口與高壓設(shè)備(1)的入口通過(guò)管線D(9)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的高壓設(shè)備(1)的另一個(gè)出口與液力透平(3)的出口之間還設(shè)有管線B(6)以及在管線B(6)上安裝的流量調(diào)節(jié)閥A(Il)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的被驅(qū)動(dòng)泵⑷的出口與低壓設(shè)備⑵的入口之間還設(shè)有管線F(17)以及管線F(17)上安裝的流量調(diào)節(jié)閥B(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的管線A(5)上還設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥C(12)和壓力傳感器A(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的液力透平(3)的軸頭上還設(shè)有轉(zhuǎn)速傳感器(13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，其特征在于所述的管線D (9)上還設(shè)有壓力傳感器B (16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任意一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，其特征在于 所述的被驅(qū)動(dòng)泵中的葉輪為單級(jí)葉輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任意一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，其特征在于 所述的液力透平(3)中的葉輪為單級(jí)葉輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任意一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，其特征在于 所述的被驅(qū)動(dòng)泵中的葉輪為多級(jí)葉輪，且多級(jí)葉輪為串聯(lián)安裝。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任意一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)，其特征在于 所述的被驅(qū)動(dòng)泵中的葉輪為多級(jí)葉輪，且多級(jí)葉輪為背對(duì)背安裝。
專利摘要本實(shí)用新型涉及能力回收或能力轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種大功率液力透平能量回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括液力透平、被驅(qū)動(dòng)泵、高壓設(shè)備以及低壓設(shè)備，高壓設(shè)備的出口通過(guò)管線A與液力透平的入口相連接，液力透平的出口與低壓設(shè)備的入口相連接，液力透平通過(guò)聯(lián)軸器與被驅(qū)動(dòng)泵相連接，且被驅(qū)動(dòng)泵的入口與低壓設(shè)備的出口相連接，被驅(qū)動(dòng)泵的出口與高壓設(shè)備的入口相連接。該系統(tǒng)用于合成氨裝置的貧液能量回收中，每小時(shí)可回收1000kW以上的能力，直接用于驅(qū)動(dòng)半貧液泵，可以節(jié)省半貧液泵循環(huán)系統(tǒng)一半的電力消耗；同時(shí)，該系統(tǒng)安全性高，可在石油化工及煉油工藝系統(tǒng)正常布置之外，很方便地成為新增功能部分。
文檔編號(hào)F01D15/08GK202181928SQ20112026773
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者吳玉珍, 張楠 申請(qǐng)人:北京航天動(dòng)力研究所