Система ущільнень турбокомпресора

Система ущільнення вала турбокомпресора, що містить встановлені на валу турбокомпресора C2 2 (19) 1 3 85917 і погіршення його економічних показників в результаті значних витрат газу. В основі винаходу лежить технічна задача підвищення економічності та надійності роботи системи ущільнень і турбокомпресора в цілому за рахунок додаткової установки в системі ущільнень клапана аварійного скидання газу, з'єднаного з урівнюючими камерами між ступенями лабіринтних ущільнень, причому привод клапана з'єднаний з сигналізаторами підвищення тиску в лініях відводу протічок після перших ступенів торцевих ущільнень, а порожнина задаючого тиску регулятора перепаду тиску з'єднана з урівнюючими камерами. Поставлена задача вирішується тим, що у пропонованій системі ущільнень турбокомпресора, яка містить встановлені на валу турбокомпресора двоступеневі лабіринтні ущільнення, між ступенями яких розташовані урівнюючі камери, з'єднані між собою урівнюючою лінією, перші й другі ступені торцевих газодинамічних ущільнень, лінію подачі газу в камери між торцевими і лабіринтними ущільненнями, з установленими на ній фільтрами і обмежником витрати, виконаного у вигляді регулятора перепаду тиску, а також лінії відводу протічок після торцевого ущільнення, причому на лініях відводу протічок після торцевих ущільнень встановлені обмежники витрати і сигналізатори підвищення тиску, відповідно до передбачуваного винаходу, додатково встановлений клапан аварійного скидання газу, який з'єднаний з урівнюючими камерами між ступенями внутрішнього лабіринтного ущільнення, причому привод клапана з'єднаний з сигналізаторами підвищення тиску в лініях відводу протічок після перших ступенів торцевих ущільнень, а порожнина задаючого тиску регулятора перепаду тиску з'єднана з урівнюючими камерами. При цьому клапан аварійного скидання газу з'єднаний з урівнюючими камерами, розташованими між ступенями лабіринтного ущільнення окремим трубопроводом, гідравлічний опір якого менший сумарного гідравлічного опору ділянок двоступеневого лабіринтного ущільнення, одна з яких обмежує надходження газу в урівнюючу камеру з боку проточної частини турбокомпресора, а інша - з камери перед торцевим ущільненням. Крім того, клапан аварійного скидання газу може бути з'єднаний окремим трубопроводом з урівнюючою лінією, що з'єдн ує урівнюючі камери, причому сумарний гідравлічний опір згаданих вище тр убопроводу і урівнюючої лінії від місця приєднання клапана до урівнюючих камер між ступенями лабіринтного ущільнення менше сумарного гідравлічного опору ділянок двоступеневого лабіринтного ущільнення, одна з яких обмежує надходження газу в урівнюючу камеру з боку проточної частини турбокомпресора, а інша - з камери перед торцевими ущільненнями. Таким чином, система ущільнень турбокомпресора має наступні істотні відмітні ознаки: - система додатково оснащена клапаном аварійного скидання газу, який з'єднаний з урівнюючими камерами, розташованими між ступенями внутрішнього лабіринтного ущільнення; - клапан аварійного скидання газу може бути з'єднаний окремим трубопроводом з урівнюючою 4 лінією, що з'єднує урівнюючі камери, причому сумарний гідравлічний опір згаданих вище трубопроводу і урівнюючої лінії від місця приєднання клапана до камер між ступенями лабіринтного ущільнення менше, ніж сумарний гідравлічний опір ділянок двоступеневого лабіринтного ущільнення, один з яких обмежує надходження газу в урівнюючу камеру з боку проточної частини турбокомпресора, а іншої - з камери перед торцевим ущільненням; - клапан аварійного скидання газу з'єднаний окремим трубопроводом з урівнюючими камерами, розташованими між ступенями лабіринтного ущільнення, причому, гідравлічний опір трубопроводу менший сумарного гідравлічного опору двоступеневого лабіринтного ущільнення, один з ділянок якого обмежує надходження газу в урівнюючу камеру з боку проточної частини турбокомпресора, а інша - з камери підведення газу до торцевих ущільнень; - привод клапана з'єднаний з сигналізаторами підвищення тиску в лініях відводу протічок після торцевих ущільнень; - порожнина тиску, що задає, регулятора перепаду тисків з'єднана з урівнюючою камерою між ступенями лабіринтного ущільнення. Перераховані вище істотні відмітні ознаки необхідні й достатні для рішення поставленої технічної задачі, а саме, підвищення економічності і надійності системи ущільнень турбокомпресора: - оснащення системи ущільнень клапаном аварійного скидання газу, який з'єднаний з урівнюючими камерами, розташованими між ступенями лабіринтних ущільнень, при аварійному останові турбокомпресора через розгерметизацію торцевих ущільнень забезпечує за дуже короткий проміжок часу зменшення тиску в урівнюючих камерах, а, отже, і в порожнині задаючого тиску регулятора, при цьому витрата газу через регулятор зменшиться, що забезпечує і зниження тиску газу в камерах між торцевими і лабіринтними ущільненнями і, завдяки цьому, дозволить зменшити протічку газу через 1-і ступені торцевого ущільнення, і тим самим, виключити перетік газу до підшипникової камери і утворення вибухонебезпечної суміші, що в кінцевому результаті знижує витрати газу при аварійному останові і забезпечує підвищення надійності турбокомпресора в цілому; - з'єднання привода клапана із сигналізаторами підвищення тиску в лініях відводу протічок після перших ступенів торцевих ущільнень дозволяє відкривати клапан аварійного скидання газу тільки при аварійному останові турбокомпресора при підвищенні тиску в будь-якій з ліній відводу протічок після перших ступенів торцевих ущільнень; - з'єднання клапана аварійного скидання газу з урівнюючими камерами, розташованими між ступенями лабіринтного ущільнення окремим трубопроводом, гідравлічний опір якого менше сумарного гідравлічного опору двоступеневих лабіринтних ущільнень, одна з ділянок котрого обмежує надходження газу в урівнюючі камери з боку проточної частини турбокомпресора, а інша - з камер підведення газу до торцевих ущільнень, створює умови, при яких газ надходить у вирівнюючі камери в ме 5 85917 ншій кількості, ніж скидається з них, що й забезпечує зниження тиску; - з'єднання клапана аварійного скидання газу окремим трубопроводом з вирівнюючою лінією, що з'єднує вирівнюючі камери, причому сумарний гідравлічний опір згаданих вище трубопроводу й зрівняльної лінії від місця приєднання клапана до вирівнюючих камер, розташованих між ступенями лабіринтних ущільнень, менший сумарного гідравлічного опору лабіринтного ущільнення, одна з ділянок якого обмежує надходження газу у вирівнюючу камеру з боку проточної частини турбокомпресора, а інша - з камери підведення газу до торцевих ущільнень, створює умови, при яких газ надходить в урівнюючі камери в меншій кількості, ніж скидається з них, що й забезпечує зниження тиску в цих камерах; - з'єднання порожнини задаючого тиску регулятора з вирівнюючими камерами створює умови, при яких в камерах перед торцевими ущільненнями підтримується тиск вищий, ніж тиск у вирівнюючих камерах лише на величину настроювання регулятора перепаду тисків. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 і Фіг.2 представлені приклади конкретного здійснення винаходу. На Фіг.1 представлена система ущільнень турбокомпресора, в якій клапан аварійного скидання газу з'єднаний окремим трубопроводом зі зрівняльними камерами між ступенями лабіринтних ущільнень. На Фіг.2 представлена система ущільнень турбокомпресора, клапан аварійного скидання газу якої з'єднаний окремим трубопроводом з вирівнюючою лінією підведення очищеного газу на ділянці після обмежника витрати до камер між лабіринтними і торцевими ущільненнями. Система ущільнень на Фіг.1 містить властиво вузли торцевих ущільнень 1, встановлені на валу 2 компресора 3, 2-х ступеневі лабіринтні ущільнення 4, між ступенями яких виконані вирівнюючі камери 5, лінію підведення газу 6, що з'єднує нагнітаючий патрубок 7 компресора з камерою 8 між торцевими й лабіринтними ущільненнями, на якій встановлені фільтри 9 і обмежник витрати 10, виконаний у вигляді регулятора перепаду тиску, порожнина задаючого тиску 11, що з'єднана трубопроводом 12 з вирівнюючою лінією 13. Камери 5 з'єднані трубопроводом 14, оснащеним клапаном 15 аварійного скидання газу, відкриття й закриття якого здійснюється приводом 16. Система ущільнень також має лінію відводу протічок 17 після першого ступеня торцевого ущільнення, на якій встановлені обмежник витрати 18 і сигналізатор підвищення тиску 19, і лінію відводу протічок 20 після другого ступеня торцевого ущільнення. В системі ущільнень на Фіг.2 клапан 15 аварійного скидання газу з'єднаний трубопроводом 14 зі вирівнюючою лінією 13, що з'єднує вирівнюючі камери 5. Система ущільнень працює в такий спосіб. Газ з нагнітаючого патрубка 7 турбокомпресора 3 по лінії підведення 6 надходить у фільтр 9, а потім, пройшовши через обмежник витрати, виконаний у вигляді регулятора перепаду тисків 10, у камери 8 6 між торцевими 1 і лабіринтними 4 ущільненнями. З камер 8 основний потік газу проходить через лабіринтні ущільнення 4 спочатку в вирівнюючі камери 5 і далі в проточну частину компресора 3. При цьому регулятор 10 підтримує тиск у камерах 8 вищий, ніж тиск у вирівнюючих камерах 5 на величину настроювання регулятора (як правило на 0.2...05кг/см 2). Одночасно частина газу проходить через перші ступені торцевих ущільнень 1 у лінії відводу протічок 17 і далі через обмежник витрати 18 на скидання в атмосферу. Чим більша витрата газу через обмежник витрати 18, тим вищий тиск у лінії відводу протічок 17. Цей тиск контролюється сигналізатором підвищення тиску 19. Частина газу, який пройшов через перші ступені торцевих ущільнень 1, проходить через другі ступені торцевих ущільнень і далі - у лінію відводу протічок 20. При нормальній роботі торцевих ущільнень витрата газу через них невелика і звичайно не перевищує: через 1-і ступені - 20...70нл/хв, а через 2-і ступені - 2...5нл/хв. По мірі розгерметизації торцевих ущільнень зростають протічки газу через перший ступінь торцевого ущільнення й, отже, підвищується перепад тиску на обмежнику витрати 18, що приводить до зросту тиску в лінії відводу 17. При певному тиску в цій лінії сигналізатор підвищення тиску 19 видає попереджувальний сигнал, а при подальшому підвищенні тиску - сигнал на аварійний останов турбокомпресора. Одночасно подається сигнал на привод 16, який відкриває клапан 15 і газ з вирівнюючих камер по трубопроводу 14 через клапан 15 надходить у лінію відводу протічок. При цьому, незалежно від тиску в проточній частині турбокомпресора, у вирівнюючих камерах між ступенями лабіринтних ущільнень установлюється тиск, рівний тиску в лінії відводу протічок, тобто практично атмосферне. Це забезпечується тим, що гідравлічний опір клапана 15 аварійного скидання газу і трубопроводу 14, що з'єднує його з камерами 5, значно нижчий опору протікання газу через ступені лабіринтного ущільнення 4. Одночасно, тиск газу в порожнині 11 регулятора перепаду тиску почне знижуватися, при цьому регулятор 10 зменшить подачу газ у в камери між торцевими й лабіринтними ущільненнями, тобто тиск у камерах 5 також буде падати. Таким чином, тиск у камерах 5 перед торцевими ущільненнями понизиться, отже, протічки газу через 1-і ступені торцевих ущільнень значно зменшаться. При з'єднанні клапана аварійного скидання газу 15 тр убопроводом 14 з вирівнюючою лінією, у випадку аварійного останову турбокомпресора в результаті розгерметизації торцевого ущільнення, газ надходить з вирівнюючих камер по лінії 13, а потім по трубопроводу 14 через клапан 15 у лінію відводу протічок. Сумарний гідравлічний опір згаданих вище тр убопроводу і вирівнюючої лінії від місця приєднання клапана до вирівнюючих камер менший сумарного гідравлічного опору двоступеневого лабіринтного ущільнення, одна з ділянок якого обмежує надходження газу у вирівнюючу камеру з боку проточної частини компресора, а інша - з камери підведення газу до торцевих ущільнень. Завдяки цьому створюються умови, при 7 85917 яких газ надходить у вирівнюючі камери в меншій кількості, ніж виводиться з них, що й забезпечує зниження тиску в ци х камерах. Відкриття клапана 15 і скидання газу з вирівнюючих камер здійснюється тільки при аварійному Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 8 останові турбокомпресора в результаті розгерметизації торцевих ущільнень. При нормальних або аварійних остановах турбокомпресора з інших причин клапан аварійного скидання не відкривається. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601