一种尾气分离二级可调增压装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种尾气分离二级可调增压装置，属于发动机节能减排领域。
【背景技术】
[0002]现有石油钻井工艺中起钻、下钻对柴油机要求非常高，需要迅速将柴油机的输出功率提升到最大功率。石油钻井柴油机长时间处于工作和怠速之间切换，即800r/min或1400r/mino而现有石油钻井柴油机采用传统一级涡轮增压技术，涡轮增压器在低转速情况会产生严重的涡轮迟滞现象，功率提升较慢，在起下钻时，提高了井下事故风险，不能满足以上钻井工艺需求；并且石油钻井柴油机工作时间久，排出大量有害尾气，造成极大环境污染。故采用二级涡轮增压解决如上问题。
[0003]在石油钻井柴油机上使用二级涡轮增压与使用现有一级涡轮增压相比，使用二级涡轮增压将气体能量从原先的一个涡轮级分配到两个涡轮级中，降低压气端转子叶片应力，降低单位时间转子的转数，即减少轴承转动所产生的热应力从而延长涡轮增压器的使用寿命。使用二级涡轮增压可以提高发动机充气效率，提高燃油经济性，避免发动机高速大负荷工况出现缸内爆发压力过高等危害。同时由于石油钻井柴油机工作环境稳定，适宜在二级涡轮增压系统的涡轮端后端安装旋风分离器，将尾气排入旋风分离器中进行分离，达到节能减排的目的。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是为了克服现有技术不足，提供一种尾气分离二级可调增压装置，应用于石油钻井柴油机满足现有钻井工艺要求的发动机功率提升和尾气净化，当石油钻井柴油机在低转速下工作时高压级涡轮增压器主要工作；当石油钻井柴油机切换至工作情况时，高压级及低压级涡轮增压器联合工作。所有排出的尾气通过管路进入旁的旋风分离器。
[0005]本实用新型采用以下技术方案:
[0006]本实用新型一种尾气分离二级可调增压装置，主要由高压级涡轮增压器、低压级涡轮增压器、中冷器、旋风分离器、进气路、排气路组成。所述排气路依次连接高压级涡轮增压器涡轮端、排气路高压级压力传感器、高压级废气调节阀、低压级涡轮增压器涡轮端、排气路低压级压力传感器、低压级废气调节阀、放气阀，并最终连接旋风分离器；所述进气路依次连接高压级压力传感器、高压级涡轮增压器压气端、中冷器、低压级压力传感器、低压级涡轮增压器压气端。中央控制单元均与进气路高压级压力传感器、排气路高压级压力传感器、高压级废气调节阀、放气阀、进气路低压级压力传感器、排气路低压级压力传感器、低压级废气调节阀相联，并接受中央控制单元的控制。
[0007]本实用新型与现有技术相比有如下优点:
[0008]1、钻井柴油机工作环境平稳、无振动，在二级增压器后连接旋风分离器，旋风分离器内部流场稳定，可获得较好的尾气净化效果。2、在石油钻井柴油机上应用二级增压系统与传统增压技术相比，输出功率提高更快，更好满足现场需要并且涡轮增压器更不容易损坏。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型一种尾气分离二级可调增压装置结构示意图。
[0010]图1中，1.进气路高压级压力传感器，2.高压级涡轮增压器压气端，3.进气路低压级压力传感器，4.中冷器，5.低压级涡轮增压器压气端，6.排气路低压级压力传感器，7.高压级涡轮增压器涡轮端，8.高压级废气调节阀，9.排气路高压级压力传感器，10.放气阀，
11.旋风分离器，12.低压级废气调节阀，13.低压级涡轮增压器涡轮端，14.吸附滤纸。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型的技术方案作具体描述:
[0012]本实用新型一种尾气分离二级可调增压装置，主要由高压级涡轮增压器、低压级涡轮增压器、中冷器4、旋风分离器11、进气路、排气路组成。所述排气路依次连接高压级涡轮增压器涡轮端7、排气路高压级压力传感器9、高压级废气调节阀8、排气路低压级压力传感器6、低压级废气调节阀12、低压级涡轮增压器涡轮端13、放气阀10，并最终连接旋风分离器11 ;所述进气路依次连接进气路高压级压力传感器1、高压级涡轮增压器压气端2、进气路低压级压力传感器3、中冷器4、低压级涡轮增压器压气端5。中央控制单元与进气路高压级压力传感器1、排气路高压级压力传感器9、高压级废气调节阀8、放气阀10、进气路低压级压力传感器3、排气路低压级压力传感器6、低压级废气调节阀12相联，其中高压级废气调节阀8、放气阀10、低压级废气调节阀12接受中央控制单元的控制。
[0013]进气路中，进气路高压级压力传感器I安装在高压级涡轮增压器压气端2前端，进气路低压级压力传感器3安装在高压级涡轮增压器压气端2后端；排气路中，排气路高压级压力传感器9安装在高压级涡轮增压器涡轮端7后端，排气路低压级压力传感器6安装在低压级涡轮增压器涡轮端13前端。
[0014]排气路中，高压级涡轮增压器涡轮端7后端装有高压级废气调节阀8和排气路高压级压力传感器9，低压级涡轮增压器涡轮端13前端装有低压级废气调节阀12和排气路低压级压力传感器6。高压级涡轮增压器涡轮端7排气口与低压级涡轮增压器涡轮端13排气口连接到放气阀，最终连接到旋风分离器11。
[0015]工作原理:
[0016]当石油钻井柴油机启动时废气流量很低，废气进入高压级涡轮增压器，高压级废气调节阀8开启，低压级废气调节阀12关闭，排气阀10开启，只有高压级涡轮增压器工作，即废气流量低时保持高压级涡轮增压器工作效率，低压级涡轮增压器相当于被短路；随着钻井柴油机废气流量增大，高压级涡轮增压器涡轮端流量超过其额定流量，高压级废气调节阀8开度调到最大，低压级废气调节阀12打开，排气阀10开启，高压级涡轮增压器与低压级涡轮增压器联合工作。进气路高压级压力传感器1、进气路低压级压力传感器3、排气路高压级压力传感器9、排气路低压级压力传感器6分别将压力值转换为电信号传到中央控制单元，中央控制单元依据压力信号调整高压级废气调节阀8与、压级废气调节阀12、放气阀10开度，使该系统满足石油钻井工艺中对石油钻井柴油机的要求，并避免出现喘振，失速等现象。所有废气流入高压级涡轮增压器和低压级涡轮增压器做功后最终进入旋风分离器11中，旋风分离器11内套有带螺纹的吸附滤纸14，通过机械手段和化学手段有效分离尾气中的悬浮颗粒，分离完毕后废气颗粒吸附在吸附滤纸并从旋风分离器11底部排出，分离后尾气从旋风分离器11顶部排入大气。
【主权项】
1.一种尾气分离二级可调增压装置，主要由高压级涡轮增压器、低压级涡轮增压器、中冷器(4)、旋风分离器(11)、进气路、排气路组成，其特征在于:所述排气路依次连接高压级涡轮增压器涡轮端(7)、排气路高压级压力传感器(9)、高压级废气调节阀(8)、排气路低压级压力传感器(6)、低压级废气调节阀(12)、低压级涡轮增压器涡轮端(13)、放气阀(10)，并最终连接旋风分离器(11);所述进气路依次连接进气路高压级压力传感器(1)、高压级涡轮增压器压气端(2)、进气路低压级压力传感器(3)、中冷器(4)、低压级涡轮增压器压气端(5);中央控制单元均与进气路高压级压力传感器(I)、排气路高压级压力传感器(9)、高压级废气调节阀(8)、放气阀(10)、进气路低压级压力传感器(3)、排气路低压级压力传感器(6)、低压级废气调节阀(12)相联。
2.根据权利要求1所述的一种尾气分离二级可调增压装置，其特征在于:进气路中，进气路高压级压力传感器(I)安装在高压级涡轮增压器压气端(2)前端，进气路低压级压力传感器(3)安装在高压级涡轮增压器压气端(2)后端；排气路中，排气路高压级压力传感器(9)安装在高压级涡轮增压器涡轮端(7)后端，排气路低压级压力传感器(6)安装在低压级涡轮增压器涡轮端(13)前端。
【专利摘要】本实用新型涉及一种尾气分离二级可调增压装置，它主要由高压级涡轮增压器、低压级涡轮增压器、中冷器、旋风分离器、进气路、排气路组成。所述排气路依次连接高压级涡轮增压器涡轮端、排气路高压级压力传感器、高压级废气调节阀、低压级涡轮增压器涡轮端、排气路低压级压力传感器、低压级废气调节阀、放气阀，并最终连接旋风分离器；所述进气路依次连接高压级压力传感器、高压级涡轮增压器压气端、中冷器、低压级压力传感器、低压级涡轮增压器压气端。中央控制单元均与进气路高压级压力传感器、排气路高压级压力传感器、低压级废气调节阀相联。本实用新型旋风分离器内部流场稳定，可获得较好的尾气净化效果；输出功率提高更快。
【IPC分类】F02B37-013, F01N3-08, F02B37-12
【公开号】CN204532522
【申请号】CN201520175435
【发明人】钟功祥, 穆伯锋, 吕志忠, 彭彩珍
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月26日