Спосіб вибухозахисту вбудованого електрообладнання компресорної установки для транспортування вибухонебезпечних газів

Спосіб вибухозахисту вбудованого електрообладнання компресорної установки для транспортування вибухонебезпечних газів, до складу якої входить компресор з електромагнітними підшипниками і принаймні двоступеневими газодинамічними ущільненнями, привідний двигун та умонтована в кожух привідна муфта, що включає подачу захисного газу від джерела захисного газу, розташованого за межами вибухонебезпечної зони установки, під надмірним тиском в захисні оболонки електрообладнання і продування захисних оболонок на режимах передпускового продування та усі х видів зупинень компресорної установки, охорону захисних оболонок електрообладнання від C2 2 (19) 1 3 83488 4 мічними ущільненнями, привідний двигун, умонто- на робочих режимах подають захисний газ вану в кожух привідну муфту, з видом вибухозахи(повітря) від компресора привідного двигуна, присту «заповнення або продування оболонки електчому захисний газ, що подається від компресора рообладнання захисним газом під надмірним привідного двигуна, заздалегідь охолоджують; тиском», при якому захисний газ подають від одно- перемикання джерел захисного газу здійсго джерела захисного газу. [Шай хутдинов А.З., нюють автоматично, після досягнення заданого Соколовский М.И., Саков Ю.Л., Варин В.В., Яновсзначення тиску в системі подачі захисного газу; кий Β.Α., Логунов С.Б., Сарычев А.П., Спирин А.В., - вимірюють різницю тиску між захисними обоНосков А.В. Создание нагнетателя НЦ-16М лонками електрообладнання і другими ступенями «Урал» с электромагнитным подвесом и сухими газодинамічних ущільнень і, у разі зниження різниуплотнениями // Компрессорная техника и пневмаці тиску до величини нижче заданої, зупиняють тика. М.: 2003, №6, с. 3-6; Гузельбаев Я.З., Андрикомпресорну установку і відключають напругу жианов А.В., Сидоров В.П., Страхов Г.П. Конструкция влення електромагнітів; электромагнитных подшипников системы магнит- вимірюють витрату або тиск захисного газу ного подвеса ротора нагнетателей для газоперена виходах із захисних оболонок електрообладкачивающих агрегатов ГПА-16 «Волга», ГПА-12 нання і, у разі зниження тиску або витрати до ве«Урал»//Сборник научных трудов. «Проектироваличини нижче заданої, зупиняють компресорну ние и исследование компрессорных машин» Вып. установку і відключають напругу живлення елект4. Казань, 1999, с.251-256 (прототип)]. ромагнітів; Даний спосіб не забезпечує належної надійно- вилучають замкнутий провідний контур за сті вибухозахисту вбудованого електрообладнаннаявності напруги живлення на електромагнітах ня, а значить і компресорної установки в цілому, для попередження утворення підшипникових оскільки у вказаному способі відсутній контроль струмів; різниці тиску між захисними оболонками електро- для запобігання проникненню вибухонебезобладнання і другими ступенями газодинамічних печного газу в захисні оболонки вбудованого елекущільнень, при цьому не усувається небезпека трообладнання з вибухонебезпечного приміщення проникнення вибухонебезпечного середовища в привідний двигун ізолюють, наприклад, вмонтовузахисні оболонки електрообладнання з відсіку двиють в кожух, при цьому кожух двигуна і кожух муфгуна через кожух привідної муфти і утворення підти вентилюють, а повітря із простору під кожухами шипникових струмів. Крім того, при виникненні привідного двигуна і привідної муфти відводять за збоїв в процесі подачі захисного газу в захисні межі вибухонебезпечної зони; оболонки електрообладнання аварійне зупинення - послідовність дій, що забезпечує вибухозаздійснюється з вибігом ротора, коли відсутнє прохист електрообладнання згідно алгоритмів, які дування захисних оболонок, яке забезпечувало б реалізуються системою автоматизованого управїх вибухозахист. ління компресорної установки, здійснюють на усіх Виходячи з викладеного вище, основна технірежимах роботи. чна задача, на рішення якої націлений даний виТаким чином, технічна задача підвищення нанахід, полягає в підвищенні надійності вибухозадійності вибухозахисту вбудованого електрооблахисту вбудованого електрообладнання днання компресорної установки для перекачуванкомпресорної установки для транспортування виня вибухонебезпечного газу, а, отже, і надійності її бухонебезпечних газів, а значить, і в підвищенні роботи вирішується за рахунок використання в надійності компресорної установки в цілому. Крім способі відповідно до винаходу, що заявляється, того, економиться електроенергія, затрачувана на наступних істотних ознак, які і відрізняють даний привідний електродвигун ви хрового компресора, спосіб від прототипу. який забезпечує забір і подачу захисного газу від На робочих режимах в захисні оболонки вбуджерела, розташованого за межами вибухонебездованого електрообладнання захисний газ подапечної зони. ють від компресора привідного двигуна, причому Вказана технічна задача вирішується, завдяки захисний газ, що подається від компресора привістворенню способу вибухозахисту вбудованого дного двигуна, заздалегідь охолоджують. Наявелектрообладнання компресорної установки для ність даної ознаки істотно відрізняє спосіб, що затранспортування вибухонебезпечних газів, який, являється, від прототипу і інших способів, відомих як і відомі, включає подачу захисного газу під надз рівня техніки. Перевага полягає в тому, що згамірним тиском від джерела захисного газу, розтадана вище ознака дозволяє здійснити комбіновану шованого за межами вибухонебезпечної зони подачу захисного газу в захисні оболонки вбудоустановки, в захисні оболонки електрообладнання ваного електрообладнання, а саме, на режимах і продування захисних оболонок на режимах пепередпускового продування і усіх видів зупинень редпускового продування і всіх видів зупинень компресорної установки забезпечити подачу захикомпресорної установки, охорону захисних оболосного газу по відомій схемі, наприклад, від вихронок електрообладнання від проникнення вибухового компресора або вентилятора з приводом від небезпечних газів, виконання послідовності дій, спеціального вибухозахи щеного електродвигуна, із що забезпечують вибухозахист електрообладнанзабором захисного газу за межами вибухонебезня, згідно алгоритмів, які реалізуються системою печної зони, а на робочих режимах компресорної автоматизованого управління компресорної устаустановки виконати подачу заздалегідь охолодженовки, але в якому, відповідно до винаходу, що ного захисного газу від компресора привідного заявляється: двигуна. Таким чином, в процесі тривалої роботи компресора, коли можливе утворення вибухонебе 5 83488 6 зпечної суміші, здійснюється надійний вибухозаЗа таких умов, у разі будь-якого порушення алгохист вбудованого електрообладнання протягом ритму або у разі відхилень від заданих значень, усього робочого циклу, при цьому вентилятор або пуск компресорної установки виявиться неможливихровий компресор включається на короткий вим, а на робочих режимах наступить зупинення із проміжок часу, що набагато збільшує ресурс і назняттям напруги живлення з електромагнітів, що дійність їх роботи, а отже, і надійність вибухозахиповністю забезпечує надійний вибухозахист вбусту. Крім того, економиться електроенергія. дованого електрообладнання протягом усього Перемикання джерел захисного газу здійснюциклу функціонування установки. ють автоматично після досягнення заданого знаПриведені істотні характерні ознаки є новими, чення тиску в системі подачі захисного газу, що оскільки в існуючому рівні техніки відсутнє те хнічзабезпечує стабільне перевищення тиску в систене рішення, в якому поставлена технічна задача мі подачі захисного газу в порівнянні із заданим, розв'язувалася б за рахунок подібного поєднання створюючи передумови надійного вибухозахисту аналогічних ознак, і відповідними критерію рівня вбудованого електрообладнання протягом усього винахідництва, оскільки заявлене поєднання історобочого циклу компресорної установки. тних характерних ознак відсутнє в те хнічних ріВимірюють різницю тиску між захисними обошеннях існуючого рівня техніки, неочевидне для лонками електрообладнання і другими ступенями фа хівця в даній області техніки і є необхідним і газодинамічних ущільнень і, у разі зниження різнидостатнім для досягнення якісно нового, в порівці тиску до величини нижче заданої, зупиняють нянні з існуючим рівнем техніки, позитивного техкомпресорну установку і відключають напругу жинічного ефекту. влення електромагнітів, внаслідок чого, усуваючи Далі наведений опис реалізації способу, що можливість проникнення вибухонебезпечного газу заявляється, з посиланнями на ілюстративний в захисні оболонки електрообладнання, забезпематеріал. чують надійний його вибухозахист. На Фіг.1/1; 1/2 показана схема пристрою для Вимірюють витрату або тиск захисного газу на здійснення запропонованого способу вибухозахисвиходах із захисних оболонок електрообладнання ту. і, у разі зниження тиску або витрати до величини На Фіг.2 схематично представлений алгоритм нижче заданої, зупиняють компресорну установку і управління при пуску компресорної установки. відключають напругу живлення електромагнітів, На Фіг.3 схематично представлений алгоритм завдяки чому запобігають виникненню аварійної управління нормальним, аварійним і екстреним ситуації при збоях в системі забезпечення заданої зупиненням компресорної установки. витрати і тиску захисного газу в захисних оболонСхематично представлений пристрій, Фіг.1/1; ках. 1/2, для здійснення запропонованого способу виВилучають замкнутий провідний контур за набухозахисту вбудованого електрообладнання комявності напруги живлення на електромагнітах, з пресорної установки для транспортування вибухометою запобігання утворенню підшипникових небезпечного газу, яка включає компресор (1), струмів. Оскільки наявність підшипникових струмів умонтовані в кожухи привідний газотурбінний двиможе викликати іскріння і за наявності вибухонегун (2) і привідну муфту (3), що передає крутильбезпечної суміші привести до її запалювання або ний момент ротору компресора від газотурбінного вибуху, вилучення замкнутого провідного контуру двигуна, двоступеневі газодинамічні ущільнення запобігає виникненню аварійної ситуації і забезпе(4), причому ротор компресора (1) оснащений магчує надійність вибухозахисту. нітним підвісом с електромагнітними підшипникаДля запобігання проникненню вибухонебезпеми (5). чного газу в захисні оболонки вбудованого електПристрій включає захисні оболонки (6) електрообладнання з вибухонебезпечної зони привідрообладнання, роль яких виконують підшипникові ний двигун ізолюють, наприклад, умонтовують в камери системи магнітного підвісу ротора компрекожух, а кожух двигуна і кожух муфти вентилюють, сора (1); систему подачі захисного газу (повітря) в причому повітря із простору під кожухами привідзахисні оболонки електрообладнання, до складу ного двигуна і привідної муфти відводять за межі якої входить фільтр Ф3, вихровий повітряний комвибухонебезпечної зони. Реалізація даних ознак пресор (7) для відбору захисного повітря від джевинаходу, що заявляється, забезпечує наявність рела, розташованого зовні вибухонебезпечної надмірного тиску під кожухом привідного двигуна і зони установки, і для продування захисних оболопід кожухом муфти, що перешкоджає попаданню нок (6) на режимах передпускового продування і вибухонебезпечного газу ззовні (з вибухонебезпевсіх видів зупинень компресорної установки, а тачної зони). У разі попадання вибухонебезпечних кож обладнання для відбору захисного газу від газів під кожухи привідного двигуна і привідної мукомпресора (8) привідного двигуна (2) і охолоджуфти, вентиляція різко знижує нижню концентраційвання його перед продуванням захисних оболонок ну межу запалювання (НКМЗ), оскільки при венти(6) електрообладнання на робочих режимах усталюванні вибухонебезпечний газ разом з повітрям новки, включаючи фільтри Φ1, Φ2 і повітряний викидається в атмосферу, що є однією з складоохолоджувач (9), регулятори тиску РДВ1 і РДВ2, вих забезпечення надійного вибухозахисту. датчики витрати або тиску Р2, Ρ12 та тиску Р3, При цьому послідовність дій, що забезпечують температури ТЕ1, ТЕ2, ТЕ3, ТЕ6, ТЕ7, ТЕ8, тр убовибухозахист електрообладнання згідно алгоритпроводи подачі повітря (10, 11); систему контрольмів, які реалізуються, системою автоматизованого но-вимірювальних приладів, підключену до систеуправління компресорної установки, здійснюють ми автоматизованого управління установки, до на всіх режимах роботи компресорної установки. складу якої входять датчики контролю різниці тис 7 83488 8 ку Р5, Ρ10 між захисними оболонками (6) електроним двигуном 2500 ¸ 3000об/хв, коли тиск захиснообладнання і другими ступенями газодинамічних го повітря, контрольований датчиком тиску Р3, ущільнень, і датчики контролю витрати або тиску досягає заданого значення, при якому після регуР2, Ρ12, встановлені на виходах із захисних оболятора тиску РДВ2 забезпечується необхідний лонок (6) електрообладнання; систему запобігання тиск в захисних оболонках, задана витрата і необпроникненню вибухонебезпечного газу в захисні хідна температура захисного повітря, система авоболонки (6) електрообладнання через кожух (12) томатизованого управління компресорної установпривідного двигуна і кожух (13) привідної муфти, ки відключає електродвигун вихрового компресора що включає вентилятори (14) для продування ко(7). При цьому, зворотні клапани КО1 і КО2 пережуха (12) привідного двигуна, при цьому привідна шкоджають надходженню повітря в повітропровід муфта (3) оснащена дисковим елементом(15), що (11) вихрового компресора (7). Таким чином, на забезпечує надмірний тиск під кожухом (13) муфробочих режимах (при оборотах привідного двигути, вмонтованим лабіринтовим ущільненням (16) і на більше 3000об/хв) вибухозахист і охолоджуванвідкритим усмоктуючим патрубком (17). ня вбудованого обладнання здійснюється повітЗапропонований спосіб захисту вбудованого рям, відібраним від компресора привідного електрообладнання компресорної установки для двигуна до ти х пір, поки здійснюється транспортутранспортування вибухонебезпечних газів реалівання вибухонебезпечного газу. Величина витрати зується таким чином. і тиску повітря в системі подачі захисного газу (поПри виконанні передпускових умов, передбавітря) може регулюватися за допомогою регуляточених алгоритмом, Фіг.2, запуску компресорної ра тиску РДВ2. При зниженні встановлених знаустановки, системою автоматизованого управлінчень параметрів вибухозахисту система ня установки включають привідний електродвигун автоматизованого управління компресорної устаповітряного вихрового компресора (7) продуктивновки видає оператору сигнали «попередження», ністю не менше 5м 3/хв з підвищенням тиску до а при досягненні аварійних значень (уставок) ви1200Па. дається команда на «нормальне», «аварійне» або Протягом 180 сек. здійснюють передпускове «екстрене» зупинення компресорної установки, продування захисних оболонок (6) і повітропровоФіг.3. Обороти привідного двигуна при цьому знидів з метою забезпечення не менше ніж п'ятикратжуються, тиск в системі подачі захисного газу (поного обміну середовища в захисних оболонках і вітря) зменшується, а при отриманні тиску, контповітропроводах. Досягши відповідності значень рольованого датчиком РЗ, менше встановленого, захисних параметрів заданим величинам, а саме: система автоматизованого управління компресор- різниці тиску між захисною оболонкою опорної установки видає команду на включення вихроного підшипника і другим ступенем газодинамічнового компресора (7), який забезпечує подачу захиго ущільнення з боку приводу більше 250Па; сного повітря в оболонки до припинення - різниці тиску між захисною оболонкою опоробертання ротора компресора (1) і відключення но-упорного підшипника і другим ступенем газодинапруги живлення електромагнітів, після чого винамічного ущільнення з боку вільного кінця більше хровий компресор (7) відключається системою 250Па; автоматизованого управління установки. - витрати на виході захисної оболонки опорноВідповідно до винаходу, в процесі роботи виго підшипника не менше 2м 3/хв або тиску більше лучають замкнутий провідний контур за наявності 150Па; напруги живлення на електромагнітах, з метою - витрати на виході захисної оболонки опорнозапобігання утворенню підшипникових стр умів. 3 упорного підшипника не менше 4м /xв або тиску Замкнутий електричний контур має місце тільки більше 150Па, при зупиненій машині або при вибігу ротора на подається напруга живлення на електромагністрахувальних підшипниках. При цьому електроти упорного і опорних підшипників, внаслідок чого магніти знеструмлені, а входячи в “підвішений” ротор відцентрового .компресора «підвішується», і стан, ротор не обертається. Крім того, для запобінадалі його положення в зазорах стра хувальних гання проникненню вибухонебезпечного газу в підшипників постійно регулюється системою захисні оболонки вбудованого електрообладнання управління магнітними підшипниками, забезпечуз вибухонебезпечного приміщення кожух привідноючи зазор між ротором і страхувальними підшипго двигуна і кожух привідної муфти постійно венниками. При отриманні інформації «магнітний підтилюють, а повітря із простору під кожухами привіс включений» і при досягненні значення відного двигуна і привідної муфти відводять за вертикального зазору більше 400 мкм, що свідчить межі вибухонебезпечної зони. про те, що ротор «підвішений», система автоматиТаким чином, використання даного винаходу зованого управління видає команду на пуск привізабезпечує підвищення надійності вибухозахисту дного двигуна. У міру набору оборотів привідним вбудованого електрообладнання компресорної двигуном, тиск повітря, відібраного від компресора установки для транспортування вибухонебезпечпривідного двигуна (2), в повітропроводі (10) збіних газів, а значить, надійності роботи компресорльшується. При цьому повітря охолоджується в ної установки в цілому. Крім того, економиться повітряному охолоджувачі (9), редукується регуляелектроенергія, затрачувана на привідний електтором тиску РДВ1, фільтрується фільтрами Ф1, родвигун вихрового компресора, що забезпечує Ф2, причому тиск перед регулятором РДВ2 контзабір і подачу захисного газу від джерела, розтаролюється датчиком тиску Р3, а температура шованого за межами вибухонебезпечної зони. датчиком температури ТЕ3. При набиранні привід 9 83488 10 11 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 83488 Підписне 12 Тираж 26 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