Способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата Российский патент 2018 года по МПК F04D29/04 

Изобретение относится к способам, предназначенным для стабилизации перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежных нагнетателей газоперекачивающих агрегатов в случае отключения насосов уплотнения на период времени до запуска аварийного источника питания или в случае кратковременных просадок напряжения (2-20 с) в питающей сети.

Существует несколько типов систем уплотнения для разных типов газоперекачивающих агрегатов, предусматривающих использование в качестве уплотнения плавающих колец типа «масло-газ», графитовых уплотнений, сухих уплотнений. Все вышеперечисленные системы содержат статический аварийный аккумулятор масла уплотнения, предназначенный для обеспечения автономной работы и исключения аварийных остановов газоперекачивающего агрегата по низкому перепаду давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата. Применение указанного аварийного аккумулятора масла уплотнения обеспечивает запас времени (5-10 минут) отключения и стравливания полости центробежного нагнетателя в экстренных ситуациях после останова газоперекачивающего агрегата.

Использование подобных систем уплотнения со статическим аварийным аккумулятором масла уплотнения обеспечивает безопасную работу систем уплотнения центробежных нагнетателей газоперекачивающих агрегатов, но имеет ряд существенных недостатков, основными из которых являются:

- снижение перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата до уровня ниже аварийного значения при отключении насосов уплотнения вследствие резервирования либо вследствие отключения электропитания насосов уплотнения, что, в свою очередь, может привести к аварийному останову газоперекачивающего агрегата по низкому перепаду давления между маслом уплотнения и газом;

- при отключении (даже кратковременном) насосов уплотнения со статического аварийного аккумулятора масла уплотнения на узлы и детали системы уплотнения поступает загазованное масло, что приводит к негативному воздействию и износу узлов системы уплотнения;

- гидравлические удары в системе уплотнения при включении/отключении электропитания насосов уплотнения, которые приводят к разрушению и снижению срока службы графитовых контактных уплотнений, что, в свою очередь, также может привести к аварийному останову газоперекачивающего агрегата по низкому перепаду давления между маслом уплотнения и газом;

- высокие эксплуатационные затраты на ремонт уплотнений, наладку и обслуживание в связи с высокой стоимостью комплектующих и проведением нерегламентированных ремонтов центробежных нагнетателей газоперекачивающих агрегатов.

Известен способ, предназначенный для стабилизации давления масла в системе смазки газоперекачивающих агрегатов после потери напряжения в питающей сети до пуска аварийного генератора (публикация заявки на изобретение РФ №2015153317/06(082223)).

Указанный способ стабилизации давления масла в системе смазки газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, выполненного в виде размещенного между верхней и нижней опорами перпендикулярно коллектору смазки газоперекачивающего агрегата гидроцилиндра, содержащего корпус, верхнюю и нижнюю крышки, поршень с, по меньшей мере, одним уплотнением и направляющей лентой и воздухопровод, причем верхняя крышка гидроцилиндра снабжена штуцером для подключения воздухопровода, содержащего регулятор давления, настраиваемый на необходимое минимальное давление во время работы устройства, при этом способ содержит этапы, на которых:

поршень перемещают из верхнего положения, в котором при давлении масла в системе смазки газоперекачивающего агрегата, значение которого превышает значение давления воздуха на поршень, упомянутый поршень соприкасается с верхней крышкой гидроцилиндра, заполненного маслом, в нижнее положение под воздействием давления воздуха при аварийном падении давления масла в системе смазки, вытесняя, таким образом, масло в коллектор смазки газоперекачивающего агрегата;

подключают аварийный генератор для обеспечения электроснабжения газоперекачивающего агрегата;

причем параметры воздухопровода задают таким образом, чтобы значение давления воздуха варьировалось в диапазоне значений больше аварийной и меньше предупредительной уставки для обеспечения максимального времени работы устройства.

Упомянутый способ позволяет предупреждать провалы давления масла в системе смазки газоперекачивающего агрегата в период времени после потери напряжения в питающей сети до пуска аварийного генератора и, как следствие, обеспечивает предупреждение аварийного останова газоперекачивающего агрегата по аварийно низкому значению давления масла. Тем не менее, данный способ не подлежит реализации в системе уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата, что не позволяет в случае отключения насосов уплотнения посредством реализации данного способа стабилизировать перепад давления между маслом уплотнения и газом и, как следствие, предупредить негативное воздействие на узлы системы уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата, обусловленное гидравлическими ударами в системе уплотнения и поступлением загазованного масла на узлы системы уплотнения.

Изобретение позволяет решить техническую проблему создания способа, позволяющего обеспечить стабилизацию перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата в случае отключения насосов уплотнения на период времени до запуска аварийного источника питания или в случае кратковременных просадок напряжения (2-20 с) в питающей сети.

Технический результат, достигаемый при реализации указанного способа, заключается в предотвращении негативного воздействия на узлы системы уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата, обусловленного гидравлическими ударами в системе уплотнения и поступлением загазованного масла на узлы системы уплотнения при включении/отключении электропитания насосов уплотнения, и, как следствие, в снижении эксплуатационных затрат на ремонт данных узлов по причине износа или разрушения.

Указанные технические проблема и результат соответственно решается и достигается тем, что способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, выполненного в виде размещенного вертикально гидроцилиндра, содержащего корпус, верхнюю крышку, нижнюю крышку, поршень с, по меньшей мере, одним уплотнением по маслу уплотнения, одним уплотнением по газу и направляющей лентой, причем верхняя крышка гидроцилиндра снабжена штуцером, выполненным с возможностью подключения линии газа с выхода центробежного нагнетателя, нижняя крышка гидроцилиндра снабжена штуцером, выполненным с возможностью подключения линии масла уплотнения от коллектора масла уплотнения газоперекачивающего агрегата, при этом способ содержит этапы, на которых:

поршень перемещают из верхнего положения, в котором при давлении масла уплотнения в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата, значение которого превышает значение давления газа в полости центробежного нагнетателя, поршень соприкасается с верхней крышкой гидроцилиндра при заполнении гидроцилиндра маслом уплотнения, в нижнее положение под воздействием давления газа при аварийном падении перепада давления между маслом уплотнения и газом, вытесняя, таким образом, масло уплотнения в коллектор масла уплотнения газоперекачивающего агрегата,

подключают аварийный источник питания для обеспечения электроснабжения газоперекачивающего агрегата,

при этом давление газа обеспечивают посредством управляющего регулятора, выполненного таким образом, чтобы значение перепада давления между маслом уплотнения и газом варьировалось в интервале значений больше аварийной и меньше предупредительной уставки для обеспечения максимального времени работы устройства.

Указанные технические проблема и результат соответственно решается и достигается тем, что способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, корпус, верхняя крышка, нижняя крышка гидроцилиндра которого имеют толщину и прочность, достаточные для работы в условиях повышенного давления газа и масла уплотнения.

Указанные технические проблема и результат соответственно решается и достигается тем, что способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, управляющий регулятор которого содержит регулирующий поршень, на противоположных концах которого расположены седла, выполненные с возможностью запирания и открытия высокого и низкого давления газа; регулирующие шайбы и пружину, обеспечивающие регулировку срабатывания значения перепада давления между маслом уплотнения и газом.

Способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата иллюстрируется описанием предпочтительного варианта его осуществления и графическими материалами, где на фиг. 1 изображен управляющий регулятор, а на фиг. 2 устройство, посредством которого реализуют способ, изображено в подготовленном к работе состоянии.

Далее со ссылкой на прилагаемые графические материалы описан реализуемый предпочтительный вариант осуществления способа стабилизации перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата.

Управляющий регулятор состоит из корпуса 1, крышки 2, которые соединяются при помощи болтов 3. В крышке 2 и корпусе 1 имеются полости, в которых перемещается управляющий поршень 6 с уплотнительными кольцами 8. На обоих концах управляющего поршня 6 имеются седла 4 и 5 для перепуска и закрытия высокого давления газа на выходе нагнетателя и давления газа на входе в нагнетатель соответственно. Для обеспечения регулирования необходимого значения перепада уплотнительного масла используется пружина 14 и регулирующие шайбы 7. Подвод газа из полости нагнетателя осуществляется через штуцер 9 подвода газа из полости нагнетателя, подвод давления уплотнительного масла осуществляется через штуцер 10 подвода давления уплотнительного масла, подвод давления газа на входе в нагнетатель осуществляется через штуцер 11 подвода давления газа на входе в нагнетатель. Давление газа на управление гидроцилиндром подается через объединенные штуцеры 12 и 13. Давление газа на выходе нагнетателя подается на седло 4 для перепуска и закрытия высокого давления газа на выходе нагнетателя посредством штуцера 15. Таким образом, управляющий регулятор подает на выход через объединенные штуцеры 12 и 13 давление газа на входе в нагнетатель при нормальной работе системы уплотнения. При снижении перепада под действием пружины 14 перекрывается седло 5 для перепуска и закрытия давления газа на входе в нагнетатель и открывается седло 4 для перепуска и закрытия высокого давления газа на выходе нагнетателя и тем самым на выход регулятора поступает давление на выходе нагнетателя.

Способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют посредством устройства, представляющего собой размещенный в непосредственной близости к коллектору 29 масла уплотнения газоперекачивающего агрегата гидроцилиндр, содержащий корпус 22, верхнюю крышку 20 и нижнюю крышку 21 с уплотняющими кольцами 19 и поршнем 23.

Поршень 23 содержит, по меньшей мере, одно уплотнение 18 со стороны газа, одно уплотнение 17 со стороны масла и направляющую ленту 16.

Верхняя крышка 20 гидроцилиндра снабжена штуцером 24 для подключения линии масла уплотнения от коллектора 29 масла уплотнения газоперекачивающего агрегата. Нижняя крышка 21 снабжена штуцером 25 для подключения линии газа с выхода управляющего регулятора.

Для реализации способа стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата устройство содержит обратный клапан 26 и жиклер 28, предназначенные для исключения резкого падения давления при заполнении гидроцилиндра маслом уплотнения при линейном перемещении поршня 23 в сторону нижней крышки 21 гидроцилиндра.

Для реализации способа стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата устройство содержит шаровой кран 27, предназначенный для отключения данного устройства.

Основные конструктивные элементы устройства, посредством которого реализуют способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата, размещают в непосредственной близости к коллектору 29 масла уплотнения газоперекачивающего агрегата.

На остановленном газоперекачивающем агрегате, когда давление масла в системе уплотнения равно нулю, поршень 23 перемещают в нижнее положение под воздействием давления газа на выходе центробежного нагнетателя.

При пуске посредством маслонасоса системы уплотнения газоперекачивающего агрегата давление увеличивается и при достижении значения, превышающего значение давления в полости центробежного нагнетателя, поршень 23 перемещают в верхнее положение, а полость гидроцилиндра заполняют маслом уплотнения. При этом поршень 23 перемещают по направлению к верхней крышке 20 гидроцилиндра, снабженной штуцером 25 для подключения линии газа с выхода управляющего регулятора, до соприкосновения с ней.

При достижении значения перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата ниже значения настройки управляющего регулятора (больше аварийной и меньше предупредительной уставки) управляющий поршень 6 под действием пружины 14 управляющего регулятора открывает седло 4 для перепуска и закрытия высокого давления газа на выходе нагнетателя, при этом указанное давление подают в гидроцилиндр, и поршень 23 гидроцилиндра под действием давления газа перемещают в нижнее положение, обеспечивая необходимое значение перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата.

Время работы устройства стабилизации перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата определяется объемом вытесняемого масла уплотнения под поршнем 23 и значением перепада, на которое настроен управляющий регулятор. Для этого площадь поперечного сечения поршня 23 и длину корпуса 22 гидроцилиндра подбирают соответствующим образом.

Управляющий регулятор настаивают путем подбора толщин регулирующих шайб 7 и силой упругости пружины 14 управляющего регулятора таким образом, чтобы обеспечивать значение перепада давления между маслом уплотнения и газом в интервале значений больше аварийной и меньше предупредительной уставки для обеспечения максимального времени работы устройства.

Таким образом, реализация способа стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата позволяет предотвратить негативное воздействие на узлы системы уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата, обусловленное гидравлическими ударами в системе уплотнения и поступлением загазованного масла на узлы системы уплотнения при включении/отключении электропитания насосов уплотнения, и, как следствие, позволяет снизить эксплуатационные затраты на ремонт данных узлов по причине износа или разрушения.

Необходимо понимать, что приведенный выше для примера вариант осуществления изобретения не является ограничивающим объем изобретения и после ознакомления с настоящим описанием специалисты в данной области техники могут предложить множество изменений и дополнений к описанному варианту осуществления, все из которых попадают в объем правовой охраны изобретения, определяемый совокупностью признаков формулы изобретения.

Изобретение относится к способам, предназначенным для стабилизации перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежных нагнетателей газоперекачивающих агрегатов. Способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, выполненного в виде размещенного вертикально гидроцилиндра, содержащего корпус, верхнюю крышку, нижнюю крышку, поршень с уплотнением по маслу уплотнения, одним уплотнением по газу и направляющей лентой, верхняя и нижняя крышки гидроцилиндра снабжены штуцерами. Способ содержит этапы, на которых: поршень перемещают из верхнего положения, в нижнее положение под воздействием давления газа при аварийном падении перепада давления между маслом уплотнения и газом, вытесняя, масло уплотнения в коллектор масла уплотнения газоперекачивающего агрегата, подключают аварийный источник питания, при этом давление газа обеспечивают применением управляющего регулятора. Технический результат - предотвращение негативного воздействия на узлы системы уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата, реализуемый при помощи устройства, выполненного в виде размещенного вертикально гидроцилиндра, содержащего корпус, верхнюю крышку, нижнюю крышку, поршень с, по меньшей мере, одним уплотнением по маслу уплотнения, одним уплотнением по газу и направляющей лентой, причем верхняя крышка гидроцилиндра снабжена штуцером, выполненным с возможностью подключения линии газа с выхода центробежного нагнетателя, нижняя крышка гидроцилиндра снабжена штуцером, выполненным с возможностью подключения линии масла уплотнения от коллектора масла уплотнения газоперекачивающего агрегата, при этом способ содержит этапы, на которых:

поршень перемещают из верхнего положения, в котором при давлении масла уплотнения в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата, значение которого превышает значение давления газа в полости центробежного нагнетателя, поршень соприкасается с верхней крышкой гидроцилиндра при заполнении гидроцилиндра маслом уплотнения, в нижнее положение под воздействием давления газа при аварийном падении перепада давления между маслом уплотнения и газом, вытесняя, таким образом, масло уплотнения в коллектор масла уплотнения газоперекачивающего агрегата,

подключают аварийный источник питания для обеспечения электроснабжения газоперекачивающего агрегата,

при этом давление газа обеспечивают применением управляющего регулятора, выполненного таким образом, чтобы значение перепада давления между маслом уплотнения и газом варьировалось в интервале значений больше аварийной и меньше предупредительной уставки для обеспечения максимального времени работы устройства.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что корпус, верхняя крышка, нижняя крышка гидроцилиндра устройства имеют толщину и прочность, достаточные для работы в условиях повышенного давления газа и масла уплотнения.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что управляющий регулятор устройства содержит регулирующий поршень, на противоположных концах которого расположены седла, выполненные с возможностью запирания и открытия высокого и низкого давления газа; регулирующие шайбы и пружину, обеспечивающие регулировку срабатывания значения перепада давления между маслом уплотнения и газом.