СИСТЕМА УПЛОТНЕНИЙ ТУРБОКОМПРЕССОРА Российский патент 1999 года по МПК F04D29/10 F04D17/12 

Предлагаемое изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в системах уплотнений турбокомпрессоров различного назначения, в частности в системах уплотнений газоперекачивающих агрегатов.

Известна система уплотнений центробежного компрессора фирмы "John Crane" [1] , состоящая из торцовых уплотнений, системы очистки и подачи газа к уплотнениям и системы отвода утечек.

Недостатком указанной системы уплотнений является наличие дросселя на линии подачи газа из нагнетательного патрубка компрессора в уплотнения. Наличие дросселя приводит к нестабильному перепаду давления между давлением газа перед торцовыми уплотнениями и давлением всасывания компрессора при различных режимах его работы. Этот перепад определяет расход газа через внутренние лабиринтные уплотнения в рабочие полости компрессора. Причем с ростом рабочего давления этот перепад увеличивается, что приводит к увеличению перетока газа во всасывающую полость компрессора, а следовательно, к уменьшению его КПД.

В основу изобретения система уплотнений турбокомпрессора поставлена задача повышения надежности и экономичности работы системы уплотнений путем установки регулятора перепада давлении на линии подвода газа, что позволит обеспечить необходимый стабильный перепад давлений между давлением газа перед торцовыми уплотнениями и давлением всасывания турбокомпрессора на различных режимах работы.

Поставленная задача достигается тем, что в системе уплотнений турбокомпрессора, содержащей соответственно узлы торцовых газодинамических и лабиринтных уплотнений, установленных на валу туброкомпрессора, линию подачи газа, которая соединяет нагнетательный патрубок компрессора с камерой между торцовыми и лабиринтными уплотнениями и на которой установлены фильтры и ограничитель расхода, а также линию отвода утечек после первой и второй ступеней торцового уплотнения, на которой установлены расходомеры и эжектор, согласно изобретению ограничитель расхода выполнен в виде регулятора перепада давлений, задатчик давления которого соединен дополнительным трубопроводом со всасывающим патрубком турбокомпрессора.

Таким образом, система уплотнений турбокомпрессора обладает следующим существенным отличительным признаком:
выполнение ограничителя расхода в виде регулятора перепада давлений, установленного в системе уплотнений на линии подачи газа в уплотнение, при этом задатчик давления регулятора соединен дополнительным трубопроводом со всасывающим патрубком, позволяет поддерживать требуемый стабильный перепад давлений между давлением газа на входе в торцевое уплотнение и давлением всасывания независимо от режима работы турбокомпрессора и представляет существенное отличие от прототипа.

Заявляемая конструкция системы уплотнений турбокомпрессора позволяет повысить надежность и экономичность турбокомпрессора и может быть применена в качестве системы уплотнений на трубокомпрессорах, перекачивающих различные газовые среды, в химической, газовой и других областях промышленности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена предлагаемая система уплотнений турбокомпрессора газоперекачивающего агрегата. Система уплотнений содержит собственно узлы торцовых газодинамических 1 и лабиринтных 2 уплотнений, установленные на валу 3 компрессора 4 линии подвода 5 газа, соединяющего нагнетательный патрубок 6 компрессора с камерой 7 между торцевыми и лабиринтными уплотнениями, на которых установлены фильтры 8 и регулятор перепада давлений "газ-газ" 9, к которому подводится задающее давление газа линией 10 от всасывающего патрубка 11 компрессора, а также линии отвода утечек 12 и 13 после первой и второй ступеней торцовых уплотнений, и на которых установлены расходомеры 14 и эжектор 15.

Система работает следующим образом. Газ из нагнетательного патрубка 6 компрессора 4 по линии подвода 5 поступает в фильтр 8, а затем в регулятор перепада давлений 9, причем задающее давление газа к регулятору 9 подводится от всасывающего патрубка 11 компрессора 4 линией 10. После регулятора перепада давлений газ с давлением несколько выше, чем давление всасывания поступает в камеру 7 между торцовыми 1 лабиринтными 2 уплотнениями. При этом его давление выше, чем давление всасывания компрессора на определенную величину. Отсюда основной поток газа под действием перепада, устанавливаемого регулятором 9, проходит через лабиринтные уплотнения 2 во внутренние полости компрессора 4. Одновременно часть газа проходит через первые ступени торцевых уплотнений 1 в линию отвода 12 и далее через расходомер 14 и эжектор 15 в атмосферу. При этом эжектором создается разряжение в линии отвода 13, т.е. утечка после второй ступени торцового газодинамического уплотнения отводится с помощью эжектора в атмосферу и не попадает в подшипниковые камеры турбокомпрессора. По величине расхода Q₁ и Q₂, фиксируемых расходомерами 14, косвенно определяют техническое состояние торцевых уплотнений.

Очищенный газ, идущий через лабиринтные уплотнения во внутреннюю полость компрессора, не допускает попадания неочищенного газа к торцовому уплотнению и обеспечивает охлаждение его первых ступеней. Причем перепад, устанавливаемый регулятором, обеспечивает минимальный требуемый расход газа через лабиринтное уплотнение.

Заявляемое техническое решение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями обладает значительными технико-экономическими преимуществами, заключающимися в повышении надежности и экономичности путем поддержания номинального превышения давления очищенного газа перед узлами уплотнений над давлением всасывания компрессора и минимального расхода через лабиринтные и торцовые уплотнения при различных режимах работы компрессора.

Таким образом, предлагаемая система уплотнений дает возможность их широкого промышленного применения в турбокомпрессорах, перекачивающих различные газовые среды в химической, газовой и других областях промышленности.

Система уплотнений может быть использована в системах уплотнений турбокомпрессоров различного назначения, в частности в системах уплотнений газоперекачивающих агрегатов. Ограничитель расхода системы уплотнений выполнен в виде регулятора перепада давлений, задатчик давления которого соединен дополнительным трубопроводом со всасывающим патрубком турбокомпрессора. Это позволяет поддержать номинальное превышение давления очищенного газа перед узлами уплотнений над давлением всасывания компрессора и минимальный расход через лабиринтные и торцевые уплотнения при различных режимах работы. 1 ил.

Система уплотнения турбокомпрессора, содержащая собственно узлы торцовых газодинамических и лабиринтных уплотнений, установленных на валу турбокомпрессора, линию подачи газа, соединяющую нагнетательный патрубок турбокомпрессора с камерой между торцовыми и лабиринтными уплотнениями и с установленными на ней фильтрами и ограничителем расхода, а также линию отвода утечек после первой и второй ступеней торцового уплотнения, на которой установлены расходомеры и эжектор, отличающаяся тем, что ограничитель расхода на линии подвода газа выполнен в виде регулятора перепада давлений, задатчик давления которого соединен дополнительным трубопроводом со всасывающим патрубком турбокомпрессора.