Устройство стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата Российский патент 2019 года по МПК F04D29/04 

Изобретение относится к устройствам, 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 сек) 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.

Известно устройство, предназначенное для стабилизации давления масла в системе смазки газоперекачивающих агрегатов после потери напряжения в питающей сети до пуска аварийного генератора (публикация заявки на изобретение РФ №2015153315/06(082218)).

Указанное устройство стабилизации давления масла в системе смазки газоперекачивающего агрегата выполнено 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, а поршень выполнен с возможностью линейного перемещения между верхним положением, 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, и нижним положением, в которое поршень перемещается под воздействием давления воздуха при аварийном падении давления масла в системе смазки, вытесняя, таким образом, масло в коллектор смазки газоперекачивающего агрегата, при этом воздухопровод содержит регулятор давления, настраиваемый на необходимое минимальное давление во время работы устройства, причем воздухопровод выполнен таким образом, чтобы значение давления воздуха варьировалось в диапазоне значений больше аварийной и меньше предупредительной уставки для обеспечения максимального времени работы устройства.

Упомянутое устройство 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, данное устройство не применимо для системы уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата, что не позволяет в случае отключения насосов уплотнения стабилизировать посредством данного устройства 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 устройства, обеспечивающего 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 применении указанного устройства, 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 устройство стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата выполнено 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, а поршень выполнен с возможностью линейного перемещения между верхним положением, 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, и нижним положением, в которое поршень перемещается 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, при этом устройство содержит управляющий регулятор, выполненный 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.

Указанные технические проблема и результат соответственно решается и достигается тем, что корпус, верхняя крышка, нижняя крышка гидроцилиндра устройства стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата 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 управляющий регулятор устройства стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата 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.

Устройство 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 изображено в подготовленном к работе состоянии.

Далее со ссылкой на прилагаемые графические материалы описано устройство стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата, выполненное в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления полезной модели.

Управляющий регулятор содержит корпус, состоящий из двух соединенных между собой болтами 3 частей нижней - 1 и верхней - 2, а также регулирующий поршень 6 с уплотнительными кольцами 8. Для обеспечения регулирования перепада уплотнительного масла используется пружина 14 и регулирующие шайбы 7.

На противоположных концах регулирующего поршня 6 расположены седло 4 и седло 5, выполненные с возможностью запирания и открытия высокого и низкого давления газа, посредством штуцера 15.

Подвод газа из полости нагнетателя осуществляется через штуцер 9, подвод давления уплотнительного масла через штуцер 10, подвод давления газа на входе в нагнетатель осуществляется через штуцер 11, давление газа на управление гидроцилиндром подается через объединенные штуцеры 12 и 13.

Устройство стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата представляет собой размещенный в непосредственной близости к коллектору 29 масла уплотнения газоперекачивающего агрегата гидроцилиндр, содержащий корпус 22, верхнюю крышку 20, 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.

Нижняя крышка 21 гидроцилиндра снабжена штуцером 25, выполненным с возможностью подключения линии масла уплотнения от коллектора 29 масла уплотнения газоперекачивающего агрегата. Верхняя крышка 20 снабжена штуцером 24, выполненным с возможностью подключения линии газа с выхода центробежного нагнетателя:

Поршень 23 выполнен с возможностью линейного перемещения между верхним положением, в котором при давлении масла уплотнения в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата, значение которого превышает значение давления газа в полости центробежного нагнетателя, поршень 23 соприкасается с верхней крышкой 20 гидроцилиндра при заполнении гидроцилиндра маслом уплотнения, и нижним положением, в которое поршень 23 перемещается под воздействием давления газа при падении перепада давления между маслом уплотнения и газом ниже настроенного значения управляющего регулятора, вытесняя, таким образом, масло уплотнения в коллектор 29 масла уплотнения газоперекачивающего агрегата.

Устройство стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата содержит управляющий регулятор, выполненный с возможностью подачи в гидроцилиндр давления с входа центробежного нагнетателя при заполнении гидроцилиндра маслом уплотнения или давления с выхода центробежного нагнетателя при вытеснении масла уплотнения в коллектор 29 масла уплотнения при снижении перепада давления между маслом уплотнения и газом ниже настроенного значения, что не позволяет опуститься перепаду давления между маслом уплотнения и газом ниже аварийного значения.

Для осуществления изобретения устройство стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата 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 верхней крышки 20 гидроцилиндра.

Для осуществления изобретения устройство стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата содержит шаровой кран 27, предназначенные для отключения данного устройства.

Далее описана работа устройства стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата.

Основные конструктивные элементы устройства 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 перемещается 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 начинает линейное перемещение в верхнее положение, а полость гидроцилиндра заполняется маслом уплотнения. При этом поршень 23 осуществляет линейное перемещение по направлению к верхней крышке 20 гидроцилиндра, снабженной штуцером 24 подключения линии газа с выхода центробежного нагнетателя, 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) регулирующий поршень под действием пружины управляющего регулятора открывает седло управляющего регулятора со стороны высокого давления на выходе центробежного нагнетателя, при этом указанное давление подается в гидроцилиндр, и поршень 23 гидроцилиндра под действием давления газа перемещается 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 в системе уплотнения 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 настраивается путем подбора толщин регулирующих шайб и силой упругости пружины 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, использование устройства 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 его формулы.

Изобретение относится к устройству стабилизации перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежных нагнетателей газоперекачивающих агрегатов. Устройство содержит корпус, верхнюю крышку, нижнюю крышку, поршень с по меньшей мере одним уплотнением по маслу уплотнения, одним уплотнением по газу и направляющей лентой. Верхняя и нижняя крышки снабжены штуцерами, а поршень выполнен с возможностью линейного перемещения между верхним положением, в котором при давлении масла уплотнения, значение которого превышает значение давления газа в полости центробежного нагнетателя, поршень соприкасается с верхней крышкой гидроцилиндра при заполнении гидроцилиндра маслом уплотнения, и нижним положением, в которое поршень перемещается под воздействием давления газа при аварийном падении перепада давления между маслом уплотнения и газом, вытесняя, таким образом, масло уплотнения в коллектор масла уплотнения. Устройство содержит управляющий регулятор, обеспечивающий значение перепада давления между маслом уплотнения и газом в интервале значений больше аварийной и меньше предупредительной уставки. Технический результат - снижение эксплуатационных затрат на ремонт устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство стабилизации перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения центробежного нагнетателя газоперекачивающего агрегата, выполненное 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, а поршень выполнен с возможностью линейного перемещения между верхним положением, 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, и нижним положением, в которое поршень перемещается 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, при этом устройство содержит управляющий регулятор, выполненный 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.

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

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что управляющий регулятор 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.