一种基于自由活塞膨胀/压缩机-直线电机的增压系统

摘要

一种基于自由活塞膨胀/压缩机-直线电机的增压系统，该系统主要由余压回收系统、电路转换系统、增压系统和控制系统四部分组成。本发明可将天然气发电机组输气管道中的余压能转化为电能进行存储，并且同时驱动一台自由活塞膨胀/压缩机将空气压缩后分别提供给天然气发电机组进气系统和自由活塞膨胀/压缩机调压系统。相较于目前采用透平式机械作为做功单元的余压发电系统，这种余压发电系统具有工作可靠，系统能量利用率及机电一体化程度高，膨胀/压缩机出口天然气或者增压空气压力波动调节灵活的优点。

主权项

一种基于自由活塞膨胀/压缩机‑直线电机的增压系统，其特征在于：该系统主要包括余压回收系统、电路转换系统、增压系统和控制系统四部分；上述的余压回收系统包括过滤分离器(2)、蒸汽加热器(3)、调压单元(4)、自由活塞膨胀/压缩机A(22)、自由活塞膨胀/压缩机B(24)、直线电机A(23)以及相应的连接管路；上述电路转换系统包括滤波器I(27)、变流器(28)、滤波器II(29)、电量感应器(30)、电能存储器(33)以及相应的连接线路；上述增压系统包括直线电机B(35)、自由活塞膨胀/压缩机(41)、中冷器(34)、减压阀(15)以及相应的连接管路；上述控制系统包括电动阀(5、9、11、12、14、20、21、25、31、47、37、38、42、43)、入口ESD阀(1)、旁路开关电磁阀(6)、开关继电器(32)、控制模块(10)、中冷器出口天然气温度传感器(17)、中冷器出口天然气压力传感器(16)、中冷器出口天然气流量传感器(18)、第一位移传感器(13)、第二位移传感器(36)、缸内压力传感器(19、26、40)、中冷器出口空气温度传感器(7)、中冷器出口空气压力传感器(8)以及相应的连接线路；上述固定天然气发电机组余压增压系统内各部件的连接关系是：余压回收系统的连接关系是：天然气发电机组主输气管道上依次布置有入口ESD阀(1)、过滤分离器(2)、蒸汽加热器(3)，蒸汽加热器(3)与调压单元(4)之间的输气管路通过三通接头连接，该三通接头的另一端与电动阀一(5)相连，调压单元(4)的另一端与天然气发电机组进气系统相连；自由活塞膨胀/压缩机A(22)、自由活塞膨胀/压缩机B(24)的连杆分别与直线电机A(23)动子通过转接头相连；电路转换系统的连接关系是：滤波器I(27)一端与直线电机A(23)相连，另一端与变流器(28)相连；变流器(28)与滤波器II(29)、电量感应器(30)、电能存储器(33)、开关继电器(32)通过连接线路依次相连；增压系统的连接关系是：自由活塞膨胀/压缩机C(41)的活塞连杆组与直线电机B(35)动子通过转接头相连；自由活塞膨胀/压缩机C(41)工质出口与中冷器(34)通过管路相连；中冷器(34)与天然气发电机组之间的空气管路通过三通接头相连，该三通接头的另一端与减压阀(15)相连；减压阀(15)布置在该三通接头与调压气缸进气总管之间的管路上；调压气缸C(39)与自由活塞膨胀/压缩机C(41)相连，三缸内压力传感器(40)设置在调压气缸C(39)一侧；控制系统的连接关系是：第一位移传感器(13)一端与直线电机动子相连，另一端与控制模块(10)相连；电动阀一(5)一端设置在膨胀/压缩机主进气通路上三通接头与天然气主输气管道上三通接头之间，另一端与控制模块(10)相连；电动阀四(12)、电动阀五(14)一端均设置在主进气通路与膨胀/压缩机入口之间，另一端分别与控制模块(10)相连；电动阀三(11)、电动阀八(25)一端分别设置在中冷器(34)出口与调压气缸入口之间的管路上，另一端与控制模块(10)相连；电动阀七(21)、电动阀九(31)一端分别设置在膨胀/压缩机出口与主排气通路之间，另一端分别与控制模块(10)相连；电动阀六(20)、电动阀十四(47)分别设置在调压气缸的排气通路上，另一端与控制模块(10)相连；电动阀十二(42)设置在膨胀/压缩机C进气通路上，另一端与控制模块(10)相连；电动阀十(37)一端布置在中冷器入口与膨胀/压缩机排气口之间的管路上，另一端与控制模块(10)相连；电动阀十一(38)、电动阀十三(43)分别布置在调压气缸入口和出口管路上，其另一端分别与控制模块(10)相连；中冷器出口天然气压力传感器(16)、中冷器出口天然气温度传感器(17)、中冷器出口天然气流量传感器(18)一端分别与中冷器出口管路相连，另一端分别与控制模块(10)相连；开关继电器(32)一端与电能存贮器(33)相连，另一端与直线电机B(35)相连；电动阀二(9)设置在中冷器(34)与天然气发电机组之间的天然气通路上；旁路开关电磁阀(6)一端设置在中冷器(34)与天然气发电机组之间的三通接头管路上，另一端设置蒸汽加热器(3)、调压单元(4)之间的三通接头与电动阀一(5)之间管路上，旁路开关电磁阀(6)与控制模块(10)连接；中冷器出口空气温度传感器(7)、中冷器出口空气压力传感器(8)设置在中冷器(34)与天然气发电机组之间的空气通路上，中冷器出口空气温度传感器(7)、中冷器出口空气压力传感器(8)分别与控制模块(10)相连。