本發(fā)明屬于有機(jī)工質(zhì)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于有機(jī)工質(zhì)透平-齒輪箱發(fā)電裝置軸密封系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

提高能源利用率是我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，傳統(tǒng)的利用余熱蒸汽驅(qū)動蒸汽輪機(jī)發(fā)電適用于高、中溫余熱的回收，對各工業(yè)領(lǐng)域存在的大量低溫余熱缺乏有效技術(shù)手段回收。

有機(jī)工質(zhì)透平-齒輪箱發(fā)電裝置以鹵代烴、氫氟烴等低沸點工質(zhì)為介質(zhì)，推動透平做功，經(jīng)減速后，帶動發(fā)電機(jī)工作，實現(xiàn)不同溫度范圍內(nèi)的低溫?zé)崮芑厥铡?/p>

很多有機(jī)工質(zhì)具有大氣臭氧破壞能力和溫室效應(yīng)，工質(zhì)的外泄會對環(huán)境造成危害。并且，有機(jī)工質(zhì)價格昂貴，外泄漏會造成發(fā)電裝置運行成本增加。同時，不凝結(jié)空氣漏進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)，會影響系統(tǒng)換熱能力，降低發(fā)電效率。

由于大多數(shù)低溫余熱的熱源存在波動，因此透平-齒輪箱發(fā)電裝置在一定范圍內(nèi)變工況運行。工況的頻繁變化，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸運行不平穩(wěn)，軸密封工作環(huán)境差,甚至密封失效.

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種既能避免有機(jī)工質(zhì)向外泄漏，又能阻止空氣進(jìn)入發(fā)電裝置，并且自適應(yīng)于熱源波動，密封特性動態(tài)調(diào)節(jié)的有機(jī)工質(zhì)透平-齒輪箱發(fā)電裝置軸密封系統(tǒng)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供了一種用于有機(jī)工質(zhì)透平-齒輪箱發(fā)電裝置軸密封系統(tǒng)，包括雙端面接觸式機(jī)械密封組件、阻封油油站、節(jié)流閥、溢流閥、流量計、密封腔溫度傳感器、密封腔壓力傳感器、供油壓力傳感器、阻封油供應(yīng)管路及阻封油回收管路；

所述雙端面接觸式機(jī)械密封組件安裝在齒輪箱高速軸上并且位于透平密封殼體內(nèi)部；透平密封殼體上開設(shè)有阻封油供油口和阻封油回油口；阻封油供油口通過阻封油供應(yīng)管路與阻封油油站連通；阻封油回油口通過阻封油回收管路與阻封油油站連通；

所述透平密封殼體上安裝密封腔壓力和溫度傳感器；

阻封油供應(yīng)管路上安裝溢流閥、流量計、供油壓力傳感器；阻封油回收管路上安裝節(jié)流閥。

為了對有機(jī)工質(zhì)和阻封油進(jìn)行分離，再對有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行回收利用，該系統(tǒng)還包括工質(zhì)回收管路；透平密封殼體上開設(shè)有有機(jī)工質(zhì)及阻封油混合物排放口；透平蝸殼上設(shè)置有純凈工質(zhì)回收口；工質(zhì)回收管路連接在有工質(zhì)及阻封油混合物排放口和純凈工質(zhì)回收口之間；工質(zhì)回收管路上沿有機(jī)工質(zhì)的流向依次安裝油汽分離器和氣體干燥器。

為了對透平內(nèi)的阻封油和齒輪箱內(nèi)的潤滑油回收再利用。該系統(tǒng)還包括潤滑油回收管路以及油回收儲罐；齒輪箱殼體上還開設(shè)有潤滑油回收口；潤滑油回收管路連接在油回收儲罐和潤滑油回收口之間。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、該系統(tǒng)通過雙端面接觸式機(jī)械密封組件、節(jié)流閥、溢流閥、流量計、密封腔溫度傳感器、密封腔壓力傳感器、供油壓力傳感器等組成了一個密封性強(qiáng)的閉環(huán)的阻封油油路，不僅能避免有機(jī)工質(zhì)向外泄漏，還能阻止空氣進(jìn)入發(fā)電裝置，并且隨著熱源波動，節(jié)流閥、溢流閥反饋溫度、壓力傳感器信號，對阻封油供油流量、壓力主動調(diào)節(jié)，提高系統(tǒng)密封性能。

2、本發(fā)明采用工質(zhì)回收管路、油汽分離器和氣體干燥器為了對有機(jī)工質(zhì)和阻封油進(jìn)行分離，再對純凈的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行回收利用，節(jié)省了資源。

3、本發(fā)明采用潤滑油回收管路以及油回收儲罐為了對透平內(nèi)的阻封油和齒輪箱內(nèi)的潤滑油回收再利用，進(jìn)一步的節(jié)省資源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為蝸殼、葉輪和透平密封殼體的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記如下：

1-阻封油供應(yīng)管路，2-透平裝置，3-密封腔溫度傳感器，4-密封腔壓力傳感器，5-雙端面接觸式機(jī)械密封組件，6-齒輪箱，7-發(fā)電機(jī)，8-潤滑油回收管路，9-油回收儲罐，10-油站，11-阻封油回收管路，12-節(jié)流閥，13-油汽分離器，14-氣體干燥器，15-純凈工質(zhì)回收管路，16-供油壓力傳感器，17-溢流閥，18-流量計、19-葉輪，20-透平密封殼體，21-齒輪箱高速軸、22-阻封油回油口、23-阻封油供油口、24-有機(jī)工質(zhì)及阻封油混合物排放口、25-純凈工質(zhì)回收口、26-潤滑油回收口、27-蝸殼。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種用于有機(jī)工質(zhì)透平-齒輪箱發(fā)電裝置軸密封系統(tǒng)，該系統(tǒng)既能實現(xiàn)有機(jī)工質(zhì)不向外泄漏，空氣不進(jìn)入發(fā)電裝置的零泄漏目標(biāo)，也能實現(xiàn)隨著熱源波動，調(diào)節(jié)密封工作狀態(tài)至最佳的目標(biāo)。

現(xiàn)有的透平裝置2包括蝸殼27、葉輪19以及透平密封殼體20組成，蝸殼27和葉輪19通過有機(jī)工質(zhì)產(chǎn)生動力，透平密封殼體20防止阻封油泄漏。

如圖1和圖2所示，該系統(tǒng)包括雙端面接觸式機(jī)械密封組件5、密封腔溫度傳感器3、密封腔壓力傳感器4、阻封油油站10、節(jié)流閥12、阻封油供應(yīng)管路1、溢流閥17、流量計18、供油壓力傳感器16以及阻封油回收管路11；

雙端面接觸式機(jī)械密封組件5安裝在齒輪箱高速軸21上并且位于透平密封殼體內(nèi)部；該雙端面接觸式機(jī)械密封組件5在靠近蝸殼27內(nèi)葉輪19的一側(cè)密封，阻止有機(jī)工質(zhì)向外界泄漏；靠近齒輪箱6一側(cè)的密封，阻止不凝結(jié)空氣向發(fā)電機(jī)組內(nèi)泄漏；透平密封殼體20上開設(shè)有阻封油供油口23和阻封油回油口22；阻封油油站10通過阻封油供應(yīng)管路1與阻封油供油口23連通；阻封油回油口22通過阻封油回收管路11與阻封油油站10連通；

透平密封殼體20上安裝密封腔壓力傳感器4和密封腔溫度傳感器3；阻封回收管路11上安裝節(jié)流閥12；阻封油供應(yīng)管路1上安裝溢流閥17、流量計18和供油壓力傳感器16。

需要說明的是：設(shè)置在機(jī)組的獨立供油系統(tǒng)提供與有機(jī)工質(zhì)不相容的阻封油，透平密封殼體內(nèi)的壓力高于蝸殼處壓力0.1-0.3mpa。同時，在透平密封殼體上的密封腔壓力傳感器4和密封腔溫度傳感器3，用于檢測壓力和溫度，并反饋給節(jié)流閥12和溢流閥17。當(dāng)透平變工況運行時，蝸殼內(nèi)壓力發(fā)生變化，需要通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥12控制透平密封殼體的供油壓力始終大于蝸殼處壓力0.1-0.3mpa，當(dāng)透平密封殼體內(nèi)溫度大于設(shè)定溫度時，通過調(diào)節(jié)溢流閥17控制供油流量，降低溫度，保證雙端面接觸式機(jī)械密封組件5的動靜摩擦副正常工作。

該系統(tǒng)通過阻封油供應(yīng)管路、阻封油回收管路以及阻封油油站組成了一個閉環(huán)的阻封油油路，使得油站內(nèi)阻封油內(nèi)反復(fù)利用，節(jié)省了資源。

為了對有機(jī)工質(zhì)和阻封油進(jìn)行分離，再對有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行回收利用，該系統(tǒng)還包括工質(zhì)回收管路15；透平密封殼體20上還開設(shè)有有機(jī)工質(zhì)及阻封油混合物排放口24；透平蝸殼上設(shè)置有純凈工質(zhì)回收口25；工質(zhì)回收管路15連接在有機(jī)工質(zhì)及阻封油混合物排放口24和純凈工質(zhì)回收口25之間；工質(zhì)回收管路15上沿有機(jī)工質(zhì)的流向依次安裝油汽分離器13和氣體干燥器14。阻封油與有機(jī)工質(zhì)的混合物收集后通過有機(jī)工質(zhì)回收口排放至工質(zhì)回收管路中，經(jīng)過工質(zhì)回收管路的油汽分離器，分離后的阻封油存入油汽分離器底部，定期回收；分離后的有機(jī)工質(zhì)氣體經(jīng)干燥器，通過純凈工質(zhì)回收口重新回到蝸殼中進(jìn)行二次利用。

為了對透平內(nèi)的阻封油和齒輪箱內(nèi)的潤滑油回收再利用。該系統(tǒng)還包括潤滑油回收管路8以及油回收儲罐9；齒輪箱殼體上還開設(shè)有潤滑油回收口26；潤滑油回收管路8連接在油回收儲罐9和潤滑油回收口26之間。透平密封殼體內(nèi)的阻封油和齒輪箱內(nèi)的潤滑油通過潤滑油回收口經(jīng)過潤滑油回收管路排放至油回收儲罐。

通過上述一系列裝置組成的軸密封系統(tǒng)，實現(xiàn)有機(jī)工質(zhì)、阻封油、潤滑油的零外泄漏，并實現(xiàn)了阻封油供油壓力、流量動態(tài)調(diào)節(jié)，保證機(jī)械密封工作至最佳狀態(tài)。