передвижная парообразующая установка

Формула изобретения

Передвижная парообразующая установка, содержащая парогенератор с горелочным устройством, пульт запуска и контроля процесса парообразования, вентилятор, топливный и водяной насосы, отличающаяся тем, что она снабжена агрегатом объемного гидропривода, взаимодействующего, например, с электродвигателем или двигателем автомобиля, снабжена гидромотором, соединенным через упругую муфту с валом вентилятора, топливным и водяным насосами, выполненными в виде силовых гидроцилиндров, поршни которых жестко связаны общим штоком с золотником на входе и выходе рабочей жидкости от агрегата объемного гидропривода и обратными клапанами на входе и выходе перекачиваемой рабочей среды в парогенератор с горелочным устройством, дополнительно снабжена регуляторами расхода рабочей жидкости, установленными в каждой отдельной линии подачи давления к гидромотору, топливному и водяному насосам.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, к производству специализированной технологической техники и может быть использовано при новом проектировании оборудования, обеспечивающего технологичность и энергосбережение.

Известны парообразующие установки, содержащие энергетический блок с парогенератором [1, 2, 3, 4, 5, 6]. Известны также парообразующие установки [6, 7, 8, 9,10]. Известные парообразующие установки имеют ограниченные функциональные возможности. Известна передвижная парообразующая установка, содержащая парогенератор с горелочным устройством, пульт запуска и контроля процесса парообразования, вентилятор, топливный и водяной насосы [11]. Известная передвижная парообразующая установка имеет ограниченные функциональные возможности, не отвечает требованиям энергономики, не используется полностью грузоподъемность автомобиля, т.к. при увеличении емкости для воды ухудшается оптимальная развесовка по осям автомобиля.

Техническая задача состоит в расширении функциональных возможностей установки за счет использования новых технических решений размещения элементов и включения дополнительных комплектующих для обеспечения плавной регулировки процесса от подачи горячей воды до выхода перегретого пара.

Решение технической задачи достигается тем, что установка, снабженная агрегатом объемного гидропривода, взаимодействующая с двигателем автомобиля или с электродвигателем, снабжена гидромотором, соединенным через упругую муфту с валом вентилятора, топливным и водяным насосами, выполненными в виде силовых гидроцилиндров, поршни которых связаны общим штоком, с золотниками на входе и выходе рабочей жидкости от агрегата объемного гидропривода и обратными клапанами на входе и выходе перекачиваемой среды в парогенератор с горелочным устройством, дополнительно снабжена регуляторами расхода рабочей жидкости, установленными в каждой отдельной линии подачи давления к гидромотору, топливному и водяному насосам.

На фиг.1 изображена передвижная парообразующая установка, общий вид.

На фиг.2 изображен парогенератор с горелочным устройством.

На фиг.3 изображена схема подачи воздуха, воды, пара в парогенератор.

Передвижная парообразующая установка содержит:

- запасное колесо 1,

- консоль 2 с ручной лебедкой для подъема запасного колеса,

- бак 3 для масла,

- агрегат объемного гидропривода 4,

- струбцины 5,

- раму 6 автомобиля,

- раму 7,

- платформу 8,

- настил 9 с утеплителем,

- емкость 10 для топлива,

- емкость 11 для воды,

- горловину 12 для заправки топливом,

- люк 13 для заливки воды,

- крышу кузова 14,

- крышку 15,

- искрогаситель 16,

- парогенератор 17,

- пульт запуска 18 и контроля за процессом парообразования,

- регуляторы 19 расхода рабочей жидкости,

- топливный насос 20,

- водяной насос 21.

На фиг.3 условные обозначения:

ГМ - гидромотор,

ГН - гидронасос,

РР - регулятор расхода,

К - клапан,

М - манометр,

Ф - фильтр,

Т - теплоохладитель,

АОГП - агрегат объемного гидропривода,

Д - двигатель,

БУ - блок управления.

Передвижная парообразующая установка снабжена агрегатом объемного гидропривода АОГП, вал которого соединен с валом дополнительного отбора мощности двигателя автомобиля Д или, например, с валом электродвигателя Д. Масло из бака АОГП подается в гидропанель, затем через регуляторы расхода РР к индивидуальным дополнительным устройствам. Возврат масла из дополнительных устройств осуществляется последовательно через гидропанель, фильтр Ф, теплоохладитель Т в бак. Вал вентилятора соединен с валом гидромотора ГМ. Регулятор расхода РР в линии гидромотора ГМ обеспечивает работу узла и подачу воздуха в горелочное устройство парогенератора в определенном режиме. Регуляторы расхода РР в линиях гидронасосов ГН обеспечивают работу парогенератора в результате подачи топлива и воды в определенных расчетных пропорциях.

Передвижная парообразующая установка автономна. Кузов 14 установлен на платформе 8. Рама 7 платформы струбцинами 5 соединяется с рамой 6 автомобиля или прицепа. На платформе 8 в кузове 14 установлены бак 3 для масла, емкость 10 для топлива, емкость 11 для воды, парогенератор 17. Переносной пульт запуска 18 и контроля за процессом парообразования установлен рядом с регуляторами расхода 19, доступ к которым осуществляется при открытых дверях кузова. Пульт 18 может быть вынесен на расстояние в зависимости от длины кабеля и использован для дистанционного управления. На настиле 9 платформы 8 рядом с парогенератором 17 установлены топливный 20 и водяной 21 насосы.

В противоположной части кузова располагается запасное колесо 1 автомобиля, если парообразующая установка на шасси. В случае использования установки на прицепе в качестве миникотельной на настиле платформы, в этой части располагается электродвигатель и АОГП с блоком управления БУ.

Работа гидропривода ППУ. Агрегат объемного гидропривода 4 - насос [13], преобразуя механическую энергию от приводного двигателя (М,n) в гидравлическую (P, Q), сообщает последнюю в гидросистему. Гидравлическая энергия на выходе из насоса 4 распределяется на три отдельных контура подачи рабочей жидкости (вентилятор, топливо, вода) в соответствии с установками регуляторов расхода 19 и может быть произвольно перераспределена между ними. Если суммарный расход рабочей жидкости, установленный на регуляторах расхода, не превышает основного потока насоса, то избыток рабочей жидкости перед регуляторами расхода вызывает рост давления на выходе из насоса до величины срабатывания регулятора давления насоса. После срабатывания регулятора давления насоса его подача падает до величины, требуемой в данный момент. Настройка предохранительного клапана гидросистемы на 1,5-2 МПа больше величины настройки регулятора давления насоса исключает излишний перегрев рабочей жидкости на клапане.

При изменении установок регуляторов расхода потоков рабочей жидкости происходит автоматическое изменение подачи насоса до требуемой величины (0-110 л/мин), не превышающей максимальную подачу насоса.

Частота вращения гидромотора в [14] контуре будет определяться установкой "его" регулятора расхода, а давление - нагрузкой (моментом) на вал гидромотора, которое ограничивается настройкой регулятора давления насоса. Частота линейного срабатывания гидроприводных топливного и водяного насосов определяется "их" индивидуальными регуляторами расхода, а давление - нагрузкой на поршни того или другого насоса, перекачивающего топливо или воду.

На фиг.4 изображен гидроприводной насос, общий вид.

Гидроприводной насос, используемый в составе передвижной парообразующей установки, содержит: фланец 1, шпильку 2, силовой цилиндр 3, поршень 4, шток 5, золотник 6, перегородку 7. Поршни 4 в силовых гидроцилиндрах 3 совершают возвратно-поступательное перемещение под воздействием рабочей жидкости, циклично перепускаемой золотником 6 в полости под поршни 4. Одновременно поршни 4 выполняют функции поршневого насоса для перекачивания среды, например, топлива через клапанные устройства во фланцах 1. Элементы гидронасоса взаимодействуют следующим образом:

В перегородке 7 расположен золотник 6 с возможностью перемещения в направлении оси. Через внутреннее отверстие в золотнике 6 проходит шток 5, на концах которого жестко закреплены поршни 4. На поршни установлены гидроцилиндры 3, взаимодействующие с перегородкой 7 и фланцами 1. Фланцы 1 стянуты резьбовыми шпильками 2. Внутренние цилиндрические поверхности силовых гидроцилиндров 3 контактируют с цилиндрическими поверхностями перегородки 7 и фланцев 1 по уплотнительным кольцам, расположенным в канавках. Во фланцах 1 установлены входные и выходные патрубки с обратными клапанами для прохода откатываемой среды. В перегородке 7 выполнены радиальные резьбовые отверстия, в которые ввернуты штуцера для прохода рабочей жидкости, один входной штуцер, два других для слива.

Предложенное устройство имеет технико-экономический эффект за счет упрощения конструкции, которая позволяет значительно сократить эксплуатационные расходы в сравнении с другими типами насосов, за счет сокращения металлоемкости, уменьшения габаритов и упрощения технологии изготовления.

Передвижная парообразующая установка в сравнении с базовым объектом имеет расширенные функциональные возможности благодаря применению гидропривода. Гидропривод обладает динамическими характеристиками, что позволяет плавно регулировать процесс парообразования от минимальных значений до максимальных параметров давления и температуры. Установка имеет более высокую производительность за счет более высокой производительности топливного и водяного насосов. Новое расположение парогенератора позволяет оператору осуществлять запуск и контроль за работой непосредственно с земли в задней части транспортного средства.

Передвижная парообразующая установка при использовании в производстве даст положительный технико-экономический эффект за счет повышения производительности выполняемых работ и экономии топлива. Все комплектующие установки изготовлены на отечественном производстве, имеют широкое распространение в других отраслях, что облегчает поставку, взаимозаменяемость, улучшает надежность и работопригодность. Установка может быть переставлена с одного автомобиля на другой без капитальной доработки.

Передвижная парообразующая установка конкурентоспособна, найдет спрос на рынке Российской Федерации и за рубежом.

Источники информации

1. SU, авторское свидетельство, 117022I, кл. F 22 В 1/18, 1985.

2. SU, авторское свидетельство, 1451436, кл. F 22 В 1/18, 1989.

3. US, патент, 4489679, кл. F 22 D 5/00, 1984.

4. US, патент, 4497434, кл. F 22 В 35/00, 1985.

5. US, патент, 4752943, кл. F 22 В 37/16, 1986.

6. US, патент, 4499859, кл. F 22 В 5/02, 1985.

7. SU, авторское свидетельство, 1318709, кл. F 22 В 1/18, 1987.

8. SU, авторское свидетельство, 89544, кл. F 01 К 11/00, 1959.

9. GB, патент, 1453702, кл. F 22 В 1/18, 1976.

10. Установка парогенераторная ППУА-1600/100. Каталог нефтяного оборудования, средств автоматизации приборов и спецматериалов. Т. 2 (Под ред. Скрыпника C. Г.-М.: ВНИИОНГ, 1994, с. 165. Передвижная парообразующая установка.

11. RU, патент, 2099633, кл. F 22 В 1/18, 29/00, 1997.

12. RU, заявка 2000114013, кл. F 04 В 47/06, 2000.

13. Насосы аксиально-поршневые регулируемые тип 313.3.107 ТУ 22-1.020-100-95.

14. Гидромоторы аксиально-поршневые нерегулируемые тип 310.12 ТУ 22-1.020-100-95.

15. Регулятор расхода MПГ 55-24 М.