CN217499056U - 一种能够实现气压控制的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够实现气压控制的系统，该系统包括与膨胀发电机组相连通的进气管道和排气管道，进气管道上依次设置有进气切断阀、进气压力变送组件、进气流量组件、进气温度变送器和进气快速切断阀，排气管道上依次设置有止回阀、排气切断阀、排气变送装置和排气温度变送器。该系统能够作为气压控制和气体回收系统用于熔制玻璃中。本实用新型的能够实现气压控制的系统，采用“透平膨胀机+变速齿轮箱+发电机”的方式设置膨胀发电机组，实现了气体压差的控制；采用排气变送装置实现了对透平膨胀机排气压力的控制。该系统通过对气体压差和排气压力的控制，保证了熔制玻璃过程中排气压力的稳定性。

Description

一种能够实现气压控制的系统

技术领域

本实用新型属于玻璃制造技术领域，涉及玻璃制造设备，具体涉及一种能够实现气压控制的系统。

背景技术

在池窑内采用明火加热玻璃原料制得熔融态玻璃液，是玻璃制造工艺的关键工序，在目前的环保政策及保民生用气的要求下，玻璃制造企业通常采用“煤制气”装置，将煤炭转化为燃气用作熔制玻璃的气体，能够减少对天然气的依赖程度。“煤制气”过程中产生的气体压力远高于玻璃池窑所需的体压力，而直接对气体节流减压则会造成能源浪费，同时还会产生噪声。为了避免上述现象，在熔制玻璃时可以采用透平膨胀发电机组进行减压，这样既能够回收气体并将回收气体用于发电，又能够减少噪声。

在冶金工艺，常采用位于高炉下序的TRT(高炉煤气余压透平发电装置，一种透平膨胀发电机组)来精确控制高炉顶压，以保证高炉系统的稳定运行。TRT主要包括透平膨胀机和发电机，在冶金过程中，TRT的典型技术参数为：转速为3000r/min，进气压力0.2～0.25bar，进气温度200～250℃，排气压力为10～20kPa。

与冶金工艺不同的是，在熔制玻璃时，透平膨胀发电机组位于玻璃窑炉的上序，且由于熔制玻璃的气体介质组分不同于高炉煤气介质组分，因此二者所需的技术参数不同。在熔制玻璃过程中，透平膨胀发电机组的典型技术参数为：进气压力20～40bar，进气温度100～200℃，排气压力为500～800kPa。

由上述分析可知，由于两种工艺所需技术参数差异极大，若直接将用于冶金工艺的TRT迁移应用于熔制玻璃工艺中，则难以保证熔制玻璃过程中排气压力的稳定性以及透平膨胀发电机组自身的高效运行。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供了一种能够实现气压控制的系统，解决现有技术难以保证熔制玻璃过程中排气压力的稳定性的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种能够实现气压控制的系统，包括透平膨胀机，透平膨胀机上设置有进气管道与排气管道，进气管道上设置有进气口，排气管道上设置有排气口；

所述的进气管道上依次设置有进气切断阀、进气压力变送组件、进气流量组件、进气温度变送器和进气快速切断阀；

所述的排气管道上依次设置有止回阀、排气切断阀、排气压力变送装置和排气温度变送器；

所述的排气压力变送装置包括一端依次设置在排气管道上的第一排气压力变送器根部阀、第二排气压力变送器根部阀和第三排气压力变送器根部阀，第一排气压力变送器根部阀、第二排气压力变送器根部阀和第三排气压力变送器根部阀的另一端分别连接有第一排气压力变送器、第二排气压力变送器和第三排气压力变送器。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的进气管道还与旁路管道的一端相连通，旁路管道的一端设置在进气口与进气切断阀之间；旁路管道的另一端与排气管道相连通，旁路管道的另一端设置在排气切断阀和第一排气压力变送器之间；所述的旁路管道上依次设置有第一旁路切断阀、旁路调节阀和第二旁路切断阀。

所述的旁路管道还与备用管道相连通，备用管道的一端设置在旁路管道的一端与第一旁路切断阀之间，备用管道的另一端设置在第二旁路切断阀和旁路管道的另一端之间；所述的备用管道上设置有备用旁通阀。

所述的进气管道还与启动管道相连通，启动管道的一端设置在进气口与进气切断阀之间，启动管道的另一端设置在进气切断阀与进气压力变送组件之间；启动管道上设置有启动阀。

所述的透平膨胀机上设置有静叶执行器。

所述的进气压力变送组件包括一端设置在进气管道上的进气压力变送器根部阀，进气压力变送器根部阀的另一端与进气压力变送器相连接。

所述的进气流量组件包括一端设置在进气管道上的流量孔板，流量孔板的另一端连接有进气流量计。

所述的能够实现气压控制的系统还包括膨胀发电机组，所述的膨胀发电机组包括透平膨胀机，透平膨胀机通过第一联轴器与变速齿轮箱的输入轴相连接，变速齿轮箱的输出轴通过第二联轴器与发电机相连接。

所述的变速齿轮箱的输入轴上设置有盘车。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型的能够实现气压控制的系统，采用“透平膨胀机+变速齿轮箱+发电机”的方式设置膨胀发电机组，实现了气体压差的控制；采用排气变送装置检测并获取排气压力目标值，再根据该排气压力目标值调节静叶角度，通过上述过程实现了对透平膨胀机排气压力的控制。该系统通过对气体压差和排气压力的控制，保证了熔制玻璃过程中排气压力的稳定性。

附图说明

图1为能够实现气压控制的系统的整体结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-进气管道，2-进气口，3-膨胀发电机组，4-进气切断阀，5-进气压力变送组件，6-进气流量组件，7-进气温度变送器，8-进气快速切断阀，9-排气管道，10-排气口，11-止回阀，12-排气切断阀，13-排气压力变送装置，14-排气温度变送器，15-旁路管道，16-第一旁路切断阀，17-旁路调节阀，18-第二旁路切断阀，19-备用管道，20-备用旁通阀，21-启动管道，22-启动阀；

301-透平膨胀机，302-第一联轴器，303-变速齿轮箱，304-第二联轴器，305-发电机，306-静叶执行器，307-盘车；

501-进气压力变送器根部阀，502-进气压力变送器；

601-流量孔板，602-进气流量计；

1301-第一排气压力变送器根部阀，1302-第二排气压力变送器根部阀，1303-第三排气压力变送器根部阀，1304-第一排气压力变送器，1305-第二排气压力变送器，1306-第三排气压力变送器。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

需要说明的是，本实用新型中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。例如盘车采用已知常用的盘车，也称作盘车装置，例如手动盘车或电动盘车。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例：

本实施例给出了一种能够实现气压控制的系统，如图1所示，包括透平膨胀机301，透平膨胀机301上设置有进气管道1与排气管道9，进气管道1上设置有进气口2，排气管道9上设置有排气口10；其特征在于：

进气管道1上依次设置有进气切断阀4、进气压力变送组件5、进气流量组件6、进气温度变送器7和进气快速切断阀8；

排气管道9上依次设置有止回阀11、排气切断阀12、排气压力变送装置13和排气温度变送器14；

排气压力变送装置13包括一端依次设置在排气管道9上的第一排气压力变送器根部阀1301、第二排气压力变送器根部阀1302和第三排气压力变送器根部阀1303，第一排气压力变送器根部阀1301、第二排气压力变送器根部阀1302和第三排气压力变送器根部阀1303的另一端分别连接有第一排气压力变送器1304、第二排气压力变送器1305和第三排气压力变送器1306。

本实施例中，由于玻璃窑炉需稳定的燃烧压力，因此需要透平膨胀机301的排气压力维持在允许的波动范围内。控制排气压力的具体过程为：采用第一排气压力变送器1304、第二排气压力变送器1305和第三排气压力变送器1306检测并获取三个排气压力值，取三个排气压力值的中间值即为排气压力目标值，根据该排气压力目标值调节静叶角度，能够实现对透平膨胀机301排气压力的控制。

本实施例中，采用了多级膨胀的方案，即在透平膨胀机301内设置多级动叶和多级静叶；由于用于熔制玻璃的燃气中含有微量气态水，其排气温度不低于20℃且无需对排气温度进行精准控制，因此无需中间复热和排气复热环节。

用于熔制玻璃的燃气中包括可燃烧介质，该可燃烧介质泄漏至大气遇明火会燃烧，进而危及到操作人员生命安全及财产安全。为了避免上述事故发生，本实施例中，采用了串联式干气密封结构，串联式干气密封结构采用多级密封的方案，包括一级密封、二级密封和隔离密封，其中一级密封采用进入透平膨胀机301的气体，二级密封和隔离密封采用氮气。

作为本实施例的一种具体方案，进气管道1还与旁路管道15的一端相连通，旁路管道15的一端设置在进气口2与进气切断阀4之间；旁路管道15的另一端与排气管道9相连通，旁路管道15的另一端设置在排气切断阀12和第一排气压力变送器1304之间；旁路管道15上依次设置有第一旁路切断阀16、旁路调节阀17和第二旁路切断阀18。

本实施例中，采用现有技术中常用的前馈控制手段，实时记录透平膨胀机301的进气流量、进气压力、进气温度和排气压力；采用现有技术中已知的机组控制系统，根据上述技术参数核算旁路调节阀17的开度。

在膨胀发电机组3发生故障需要紧急停机时，采用进气快速切断阀8将膨胀发电机组3在短时间内切断后，将旁路调节阀17快速打开至机组控制系统给定的开度。通过上述过程实现故障发生时的机阀切换控制，进而实现对膨胀发电机组3的保护。

本实施例中，进气管道1上设置的进气快速切断阀8采用现有技术中已知的液动阀门，该进气快速切断阀8的动力源为高压液压油；旁路管道15上设置的旁路调节阀17采用现有技术中已知的气动阀门，该旁路调节阀17的动力源为高压仪表气。由于进气快速切断阀8和旁路调节阀17的动力源不同，因此阀门动作时间会有所差别，进气快速切断阀8的动作时间短于旁路调节阀17的动作时间。在膨胀发电机组3发生故障需要紧急停机时，进气快速切断阀8和旁路调节阀17同时动作，合理设置二者的动作时间差，能够实现在机阀切换控制过程中，维持排气压力的稳定。

作为本实施例的一种具体方案，旁路管道15还与备用管道19相连通，备用管道19的一端设置在旁路管道15的一端与第一旁路切断阀16之间，备用管道19的另一端设置在第二旁路切断阀18和旁路管道15的另一端之间；备用管道19上设置有备用旁通阀20。

本实施例中，透平膨胀机301、发电机305和变速齿轮箱303为控制气体压差的主用设备，旁路调节阀17为发生故障时控制气体压差的备用设备。备用旁通阀20在膨胀发电机组3和旁路调节阀17均发生故障时的应急设备，备用旁通阀20采用现有技术中已知的常规电动阀。

作为本实施例的一种具体方案，进气管道1还与启动管道21相连通，启动管道21的一端设置在进气口2与进气切断阀4之间，启动管道21的另一端设置在进气切断阀4与进气压力变送组件5之间；启动管道21上设置有启动阀22。本实施例中，启动阀22用于启动膨胀发电机组3。

作为本实施例的一种具体方案，透平膨胀机301上设置有静叶执行器306。本实施例中，静叶执行器306用于调节透平膨胀机301的静叶角度。

作为本实施例的一种具体方案，进气压力变送组件5包括一端设置在进气管道1上的进气压力变送器根部阀501，进气压力变送器根部阀501的另一端与进气压力变送器502相连接。本实施例中，进气压力变送器502用于检测燃气的气体压力。

作为本实施例的一种具体方案，进气流量组件6包括一端设置在进气管道1上的流量孔板601，流量孔板601的另一端连接有进气流量计602。本实施例中，进气流量计602用于检测燃气的气体流量。

作为本实施例的一种具体方案，该能够实现气压控制的系统还包括膨胀发电机组3，膨胀发电机组3包括透平膨胀机301，透平膨胀机301通过第一联轴器302与变速齿轮箱303的输入轴相连接，变速齿轮箱303的输出轴通过第二联轴器304与发电机305相连接。

本实施例中，变速齿轮箱303通常采用减速齿轮箱，由于熔制玻璃过程中的压差高且气体总焓降高，因此采用高转速的透平膨胀机301，且透平膨胀机301的转速高于发电机305的转速，并在透平膨胀机301和发电机305之间设置变速齿轮箱303，以实现对气体压差的控制。

作为本实施例的一种具体方案，变速齿轮箱303的输入轴上设置有盘车307。本实施例中，启动电机前，用盘车307将透平膨胀机301转动几圈，用以判断由透平膨胀机301带动的负荷是否有卡死而阻力增大的情况，从而避免由于透平膨胀机301的启动负荷变大而损坏透平膨胀机301。

本实用新型的工作过程如下：

第一，将进气快速切断阀8和排气切断阀12设置为全开状态，将进气切断阀4设置为全关状态，将少量气体从进气口2处通入，使得少量气体流入启动管道21中，通过启动阀22冲转膨胀发电机组3，完成机组启动。

第二，将进气切断阀4、进气快速切断阀8和排气切断阀12设置为全开状态，将启动阀22设置为全关状态。将用于熔制玻璃的燃气从进气口2通入进气管道1中，该气体流经进气切断阀4、进气压力变送组件5、进气流量组件6、进气温度变送器7和进气快速切断阀8后，进入膨胀发电机组3后通过透平膨胀机301进行膨胀减压。

第三，燃气经膨胀减压后进入排气管道9中，依次流经止回阀11，排气切断阀12，排气压力变送装置13和排气温度变送器14，从排气口10流出并送往后序设备中。

第四，在膨胀发电机组3发生故障需要紧急停机时，将进气切断阀4和进气快速切断阀8关闭，打开第一旁路切断阀16、旁路调节阀17和第二旁路切断阀18，此时高压气体流入旁路管道15中，依次流经第一旁路切断阀16、旁路调节阀17和第二旁路切断阀18并排出。

Claims (9)

1.一种能够实现气压控制的系统，包括透平膨胀机(301)，透平膨胀机(301)上设置有进气管道(1)与排气管道(9)，进气管道(1)上设置有进气口(2)，排气管道(9)上设置有排气口(10)；其特征在于：

所述的进气管道(1)上设置有进气切断阀(4)、进气压力变送组件(5)、进气流量组件(6)、进气温度变送器(7)和进气快速切断阀(8)；

所述的排气管道(9)上设置有止回阀(11)、排气切断阀(12)、排气压力变送装置(13)和排气温度变送器(14)；

所述的排气压力变送装置(13)包括一端设置在排气管道(9)上的第一排气压力变送器根部阀(1301)、第二排气压力变送器根部阀(1302)和第三排气压力变送器根部阀(1303)，第一排气压力变送器根部阀(1301)、第二排气压力变送器根部阀(1302)和第三排气压力变送器根部阀(1303)的另一端分别连接有第一排气压力变送器(1304)、第二排气压力变送器(1305)和第三排气压力变送器(1306)。

2.如权利要求1所述的能够实现气压控制的系统，其特征在于，所述的进气管道(1)还与旁路管道(15)的一端相连通，旁路管道(15)的一端设置在进气口(2)与进气切断阀(4)之间；旁路管道(15)的另一端与排气管道(9)相连通，旁路管道(15)的另一端设置在排气切断阀(12)和第一排气压力变送器(1304)之间；所述的旁路管道(15)上设置有第一旁路切断阀(16)、旁路调节阀(17)和第二旁路切断阀(18)。

3.如权利要求2所述的能够实现气压控制的系统，其特征在于，所述的旁路管道(15)还与备用管道(19)相连通，备用管道(19)的一端设置在旁路管道(15)的一端与第一旁路切断阀(16)之间，备用管道(19)的另一端设置在第二旁路切断阀(18)和旁路管道(15)的另一端之间；所述的备用管道(19)上设置有备用旁通阀(20)。

4.如权利要求1所述的能够实现气压控制的系统，其特征在于，所述的进气管道(1)还与启动管道(21)相连通，启动管道(21)的一端设置在进气口(2)与进气切断阀(4)之间，启动管道(21)的另一端设置在进气切断阀(4)与进气压力变送组件(5)之间；启动管道(21)上设置有启动阀(22)。

5.如权利要求1所述的能够实现气压控制的系统，其特征在于，所述的透平膨胀机(301)上设置有静叶执行器(306)。

6.如权利要求1所述的能够实现气压控制的系统，其特征在于，所述的进气压力变送组件(5)包括一端设置在进气管道(1)上的进气压力变送器根部阀(501)，进气压力变送器根部阀(501)的另一端与进气压力变送器(502)相连接。

7.如权利要求1所述的能够实现气压控制的系统，其特征在于，所述的进气流量组件(6)包括一端设置在进气管道(1)上的流量孔板(601)，流量孔板(601)的另一端连接有进气流量计(602)。

8.如权利要求1所述的能够实现气压控制的系统，其特征在于，还包括膨胀发电机组(3)，所述的膨胀发电机组(3)包括透平膨胀机(301)，透平膨胀机(301)通过第一联轴器(302)与变速齿轮箱(303)的输入轴相连接，变速齿轮箱(303)的输出轴通过第二联轴器(304)与发电机(305)相连接。

9.如权利要求8所述的能够实现气压控制的系统，其特征在于，所述的变速齿轮箱(303)的输入轴上设置有盘车(307)。

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