Відцентровий компресор

1. Відцентровий компресор, переважно в двоступеневому або багатоступеневому виконанні, який містить зовнішній корпус з кришками, усередині якого розташована проточна частина і ротор, встановлений на двох опорних і одному упорному магнітних підшипниках, і кінцеві ущільнення, що складаються з внутрішніх лабіринтних ущільнень, торцевих газодинамічних ущільнень і захисних лабіринтних ущільнень, а також канали підведення захисного повітря до магнітних підшипників і, виконані в кришках компресора, канали підведення буферного газу в камеру перед торцевими газодинамічними ущільненнями і канали відведення витоків, який відрізняється тим, що захисне повітря подається через канали в кільцеві камери, утворені корпусами страхувальних підшипників і кришками компресора, а вже з них, через рівномірно розташовані по колу отвори, підводиться до опорних магнітних підшипників, крім того кожна з цих камер сполучена окремими каналами з камерою, додат U 2 (19) 1 3 кінцеві ущільнення, що складаються з внутрішніх лабіринтних ущільнень, ТГДУ і захисних лабіринтних ущільнень, а також, виконані в кришках компресора, канали підведення захисного повітря до МП, канали підведення буферного газу в камери перед ТГДУ і каналами відведення витоків. Спільним недоліком згаданих вище відомих конструкцій є те, що підведення захисного повітря до МП виконане окремим каналом. Причому отвір каналу, через який поступає захисне повітря, розташований в нижній половині підшипника, тобто в зоні найменш навантаженої його частини, де найменше тепловиділення і, отже, при цьому теплознімання буде мінімальним. До того ж тиск захисного повітря в МП підтримують мінімальним, приблизно 500-900Па. Тому кількість повітря, що поступає від МП через захисне лабіринтне ущільнення в камери відведення витоків після других ступенів ТГДУ, незначне. При цьому можливе утворення в цих камерах суміші повітря з природним газом близькою до нижньої межі вибухливості, що значно знижує надійність роботи компресора, оскільки у випадку досягненні цієї межі - відбувається його аварійний установ. Крім того, на деяких режимах роботи компресора, в камерах підведення буферного газу до ТГДУ можливе утворення конденсату (сконденсована рідина-вода, або вуглеводні С6+). Попадання конденсату в торцові ущільнення приводить до різкого збільшення витрати через ущільнення і, як наслідок, до аварійного останову компресора. Особливо це виявляється під час подачі буферного газу при заповненні газового контура компресора технологічним газом і запуску компресора. До того ж транспортування газу з параметрами вологості (із їх перевищенням) в газопроводах зустрічається досить часто (Кислицын Г.Ф., Фрейдман И.С., Злобин СВ. Обеспечение работоспособности сухих газодинамических уплотнений при запуске компрессорной станции// Газотурбинные технологии. - 2009г., №7 (78). С.36-37). Технічним завданням технічного рішення, що заявляється, є усунення вказаного недоліку шляхом поліпшення умов перепуска потоку захисного повітря до МП і ТГДУ, також шляхом короткочасного продування камери підведення буферного газу до ТГДУ. Технічний результат, на досягнення якого направлена корисна модель, що заявляється, полягає в забезпеченні охолоджування і необхідного ступеня вибухозахисту МП і в підвищенні надійності роботи компресора в цілому за рахунок рівномірного підведення захисного повітря до опорних МП і ТГДУ, а також шляхом підбору місць розташування елементів системи контролю вибухозахисту МП щодо каналів відведення витоків після других ступенів ущільнень торців і короткочасного продування камери підведення буферного газу до ТГДУ. Для досягнення вказаного технічного результату у відцентровому компресорі, переважно двоступеневому або багатоступеневому, такому, що містить зовнішній корпус з кришками, усередині якого розташована проточна частина і ротор, встановлений на двох опорних і одному упорному МП, і кінцеві ущільнення, в які входять внутрішні 50622 4 лабіринтні ущільнення, ТГДУ і захисні лабіринтні ущільнення, захисне повітря подається через канали в кільцеві камери, що утворені корпусами страхувальних підшипників і кришками компресора, а вже з них, через рівномірно розташовані по колу отвори (або через отвори, згруповані в секції) підводиться до опорних МП, причому ці камери сполучені окремими каналами з камерою, виконаною в кожному захисному лабіринтному ущільненні і розділяючою лабіринт на дві ділянки. Вимір перепаду тиску між тиском захисного повітря і тиском в лініях відведення витоку після других ступенів ТГДУ здійснюється між камерами відведення витоку після других ступенів ТГДУ і камерою в захисному лабіринтному ущільненні. У нижній частці камер підведення буферного газу до ТГДУ виконані дренажні канали, сполучені з трубопроводами скидання, в яких встановлені запірні крани. Таким чином, відцентровий компресор має наступні істотні відмітні ознаки: - захисне повітря подається через канали в кільцеві камери, утворені корпусами страхувальних підшипників і кришками компресора, а вже з цих камер, через рівномірно розташовані по колу отвори, підводиться до опорних МП; - захисне повітря з кільцевих камер, утворених корпусами страхувальних підшипників і кришками компресора, підводиться до опорних МП через отвори, згруповані в секції; - кільцеві камери підведення захисного повітря сполучені окремими каналами з камерою, виконаною в кожному захисному лабіринтному ущільненні, і розділяючою лабіринт на дві ділянки; - вимір перепаду тиску між тиском захисного повітря і тиском в лініях відведення витоку після других ступенів ТГДУ здійснюється між камерами відведення витоку після других ступенів ТГДУ і камерою в захисному лабіринтному ущільненні; - у нижній частині камер підведення буферного газу до ТГДУ виконані дренажні канали, сполучені з трубопроводами скидання, в яких встановлені запірні крани. Перераховані вище істотні відмітні ознаки необхідні і достатні для вирішення поставленого технічного завдання, а саме, в забезпеченні охолоджування і необхідного ступеня вибухозахисту МП і в підвищенні надійності роботи відцентрового компресора в цілому: - підведення захисного повітря з кільцевих камер, утворених корпусами страхувальних підшипників і кришками компресора, через рівномірно розташовані по колу отвори, до опорних МП забезпечить рівномірне охолоджування всіх частин опорного підшипника; - підведення захисного повітря з кільцевих камер, утворених корпусами страхувальних підшипників і кришками компресора, до опорних магнітних підшипників через отвори, згруповані в окремі секції, які розташовані навпроти найбільш нагрітих ділянок підшипника забезпечить їх надійне охолоджування; - з'єднання кільцевих камер підведення захисного повітря окремими каналами з камерою, виконаною в кожному захисному лабіринтному ущільненні, і розділяючою лабіринт на дві ділянки, 5 забезпечує подачу в камери відведення витоків після других ступенів торцевих ущільнень такої кількості повітря, щоб виключити утворення в них вибухонебезпечної суміші, що значно підвищує надійність роботи компресора; - виконання виміру перепаду тиску між тиском захисного повітря в камерах захисних лабіринтових ущільнень відносно камер відведення витоку після других ступенів ТГДУ дозволяє постійно контролювати перевищення тиску захисного повітря над тиском в камерах відведення витоку після других ступенів ТГДУ, що забезпечить надійне замикання витоку природного газу через ущільнення; - виконання в нижній частці камер підведення буферного газу до ТГДУ, дренажних каналів і з'єднання їх з трубопроводами скидання, в яких встановлені запірні крани, дозволить виконувати, при необхідності, короткочасне продування камери підведення буферного газу до ТГДУ, що забезпечить підвищення надійності роботи компресора і дозволить практично повністю виключити попадання конденсату у вузли ущільнень. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 показаний подовжній розріз відцентрового компресора (з трубопроводом підведення захисного повітря до МП), а на Фіг.2 і Фіг.3 - відповідно вигляд А і Б Фіг.1. Відцентровий компресор містить зовнішній корпус 1 (патрубки не показані) з кришками 2, а також ротор 3, встановлений на двох опорних 4 і одному упорному 5 підшипниках, і кінцеві ущільнення, до яких входять внутрішні лабіринтні ущільнення 6, ТГДУ 7 і захисні лабіринтні ущільнення 8. Захисні лабіринтні ущільнення 8 встановлено в корпусах 9 радіальних страхувальних підшипників і містять камери 10, що розділяють лабіринт на дві ділянки. Ці камери 10 сполучені окремими каналами 11 з кільцевими камерами 12, які утворені кришками 2 і корпусами 9. Джерело захисного повітря сполучене каналами 13 з камерами 12, в яких по колу виконані отвори 14. Між захисними лабіринтними ущільненнями 8 і ущільненнями 7 розташовані камери 15 відведення витоків після других ступенів торцевих ущільнень 7. Крім того, між ТГДУ 7 і внутрішніми лабіринтними ущільненнями 6 розташовані камери 16, в яких по каналах 17 підводиться буферний газ.У нижній частині камер 16 є дренажні канали 18, в яких встановлені запірні крани 19. Відцентровий компресор працює таким чином. При роботі компресора потік захисного повітря по каналах 13 подається в кільцеві камери 12, утворені кришками 2 і корпусами 9. З камер 12 захисне повітря, дроселює в отворах 14, поступає до опорних МП 4, забезпечуючи, при рівномірному розташуванні отворів по колу, надходження однакової кількості повітря на всю поверхню підшипни 50622 6 ка, а у випадку якщо отвори будуть згруповані в секції - охолоджування найбільш нагрітих ділянок МП. Таким чином, забезпечується нормальний температурний режим опорних МП. Одночасно захисне повітря з кільцевих камер 12 по каналах 11 надходить до камер 10, що розділяють кожне із захисних лабіринтних ущільнень 8 на дві ділянки. З камер 10 частина повітря дроселює у бік підшипників 4, а частина в камеру 15 відведення витоку після других ступенів ТГДУ. При цьому в ці камери поступає така кількість повітря, що виключає утворення в них вибухонебезпечної суміші, чим значно підвищується надійність роботи компресора. Вимір перепаду тиску між тиском захисного повітря і тиском в лініях відведення витоку після других ступенів ТГДУ здійснюється між камерами 15 відведення витоку після других ступенів і камерою 10 в захисному лабіринтному ущільненні, оскільки в цій камері тиск повітря практично дорівнює тиску в кільцевих камерах 12. Це дозволяє постійно контролювати перевищення тиску захисного повітря над тиском в камерах 15 відведення витоку після других ступенів ТГДУ, що забезпечить надійне замикання витоку природного газу через ущільнення і, отже, підвищить надійність компресора в цілому. При роботі компресора в камеру 16 постійно подається буферний газ з тиском, що декілька перевищує тиск в проточній частці компресора. Протягом часу, на деяких режимах роботи компресора, в нижній частці камери 16 поступово скупчується конденсат (сконденсована рідина - вода або вуглеводні С6+). Попадання конденсату в торцеві ущільнення приводить до різкого збільшення витрати через ущільнення і, як наслідок, до аварійного останову компресора. Особливо це виявляється під час подачі буферного газу до заповнення і під час заповнення газового контуру компресора технологічним газом. На цих режимах при редукуванні буферного газу часто відбувається випадання вологи і вуглеводневого конденсату. Для видалення конденсату в нижній частині камер 16 виконані дренажні канали 17, в яких встановлені запірні крани 18. Це дозволить виконувати, при необхідності, короткочасне продування камер 16 підвода буферного газу до ТГДУ, що забезпечить підвищення надійності роботи компресора і дозволить практично повністю виключити попадання конденсату у вузли ущільнень. Таким чином, дана конструкція відцентрового компресора дозволить забезпечити охолоджування і необхідний ступінь вибухозахисту МП і виключити попадання конденсату в ТГДУ, що значно підвищує надійність роботи компресора в цілому протягом всього періоду експлуатації. Дане технічне рішення може бути використане і в інших турбокомпресорах. 7 50622 8 9 Комп’ютерна верстка О. Рябко 50622 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601