ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР И СПОСОБ РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОДНОРОДНОГО ВХОДНОГО ПОТОКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ГАЗА Российский патент 2023 года по МПК F04D29/42 

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Объект изобретения, описанный в настоящем документе, относится к центробежным компрессорам, компрессорным системам и способам работы центробежных компрессоров.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Известные центробежные компрессоры имеют корпус с одним впускным отверстием и крыльчатку, расположенную внутри корпуса и после впускного отверстия. Впускное отверстие принимает входной поток технологического газа, подлежащий сжатию крыльчаткой, из одного всасывающего канала, который по текучей среде сообщается с впускным отверстием перед этим каналом.

[0003] Конструкция известных центробежных компрессоров выполнена с учетом того, что входной поток технологического газа является однородным. Чрезмерная неоднородность входного потока может приводить к нарушению функционирования крыльчатки компрессора, ухудшая его характеристики или даже потенциально вызывая помпаж и конструктивное повреждение компрессора.

[0004] Во избежание таких проблем изготовителем компрессора рекомендуется, чтобы участок всасывающего канала, расположенный непосредственно перед впускным отверстием компрессора, был линейным по меньшей мере для заданной длины, чтобы уменьшить или устранить неоднородность входного потока. Таким образом, это правило следует соблюдать при проектировании установок, в частности их трубопроводов, включая один или более компрессоров.

[0005] Вышеупомянутая длина увеличивается с площадью поперечного сечения впускного отверстия компрессора, что, в свою очередь, зависит от размера компрессора и расхода, подлежащего обработке компрессором. Таким образом, несмотря на то что для небольших компрессоров сравнительно легко придерживаться данного правила применения, для больших компрессоров в настоящее время могут потребоваться длинные всасывающие каналы.

[0006] Большие компрессоры привлекательны, поскольку обладают высокой эффективностью и способностью обрабатывать большие объемные потоки. Однако в случае больших компрессоров прямолинейные всасывающие каналы могут достигать длины порядка десятков метров, что налагает серьезные ограничения на конструкцию технологических трубопроводов. Такая проблема дополнительно усугубляется для предварительно собранных монтажных модулей, включающих компрессоры, особенно модулей, выполненных с возможностью транспортировки, например на судах, после сборки, поскольку размеры таких модулей увеличиваются.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] В соответствии с первым аспектом объект изобретения, описанный в настоящем документе, относится к центробежному компрессору, включающему в себя корпус и крыльчатку, помещенную внутри корпуса; корпус имеет два или более впускных отверстия для приема входного потока технологического газа, подлежащего сжатию компрессором. Всасывающие каналы непосредственно перед впускными отверстиями используют для уменьшения или устранения неоднородностей потока. Длина каналов может быть выбрана с учетом площадей поперечного сечения каждого впускного отверстия, а не в соответствии с общей площадью поперечного сечения всех впускных отверстий. Таким образом, всасывающие каналы могут быть короткими за счет количества впускных отверстий.

[0008] В соответствии со вторым аспектом объект изобретения, описанный в настоящем документе, относится к компрессорной системе, включающей в себя по меньшей мере один центробежный компрессор, имеющий два или более впускных отверстия для приема входного потока технологического газа. Поскольку всасывающие каналы непосредственно перед впускными отверстиями являются предпочтительно прямыми, но могут быть короткими, конструкция трубопровода системы упрощается, так как он подвергается меньшему количеству ограничений.

[0009] В соответствии с третьим аспектом объект изобретения, описанный в настоящем документе, относится к способу работы центробежного компрессора. Поток технологического газа, подлежащего сжатию, формируется и затем разделяется на первый поток технологического газа и второй поток технологического газа; каждый из потоков технологического газа продвигается вдоль предпочтительно прямолинейного пути для уменьшения или устранения неоднородностей потока, а затем два потока технологического газа надлежащим образом объединяются перед подачей в крыльчатку компрессора. Объединение предпочтительно выполняется таким образом, чтобы поток газа, принимаемый крыльчаткой, был оптимизирован.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0010] Описанные варианты осуществления изобретения и многие сопутствующие ему преимущества можно более полно оценить и понять в ходе изучения следующего подробного описания, рассматриваемого в связи с прилагаемыми чертежами, причем:

на Фиг. 1 показан упрощенный сквозной вид в поперечном сечении варианта осуществления центробежного компрессора в соответствии с объектом изобретения, описанным в настоящем документе,

на Фиг. 2 показан упрощенный частичный вид в меридиональном поперечном сечении компрессора с Фиг. 1,

на Фиг. 3 показан более детальный сквозной вид в поперечном сечении компрессора с Фиг. 1,

на Фиг. 4 показан более детальный частичный вид в меридиональном поперечном сечении компрессора с Фиг. 1, и

на Фиг. 5 показана блок-схема варианта осуществления способа в соответствии с объектом изобретения, описанным в настоящем документе.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0011] Центробежный компрессор, описанный в настоящем документе, включает в себя корпус и крыльчатку, помещенную внутри корпуса. Корпус имеет два или более впускных отверстия для приема потока технологического газа, подлежащего сжатию компрессором. Всасывающие каналы соединены перед впускными отверстиями компрессора для уменьшения или устранения неоднородностей потока в потоках газа, подаваемых на впускные отверстия; всасывающие каналы могут иметь форму прямых (обычно идентичных) труб. Таким образом, количество технологического газа, которое может сжимать компрессор, зависит от общей площади поперечного сечения всех этих труб. Однако длина каждой из этих труб зависит от площади поперечного сечения одной трубы, а не от общей площади поперечного сечения всех труб. Таким образом, в целом они могут быть короткими и не громоздкими.

[0012] Ниже будут даны подробные ссылки на варианты осуществления описания, пример которого проиллюстрирован на чертежах. Этот пример приведен для пояснения, а не для ограничения описания. Фактически специалистам в данной области будет очевидно, что в рамках настоящего описания можно создавать различные модификации и вариации без отступления от объема или сущности описания.

[0016] На Фиг. 1–4 показан вариант осуществления центробежного компрессора 100, который может быть расположен, например, на газопроводе или в газоочистительной установке.

[0017] Центробежный компрессор 100 расположен с возможностью подачи потока технологического газа. Описанные в настоящем документе признаки особенно предпочтительны при осуществлении в больших центробежных компрессорах, имеющих, например, расход газа, составляющий от приблизительно 200 000 м³/ч до приблизительно 600 000 м³/ч.

[0018] Центробежный компрессор 100 имеет корпус 110. Корпус 110 образует накопительную камеру 115 и имеет два впускных отверстия 120, выполненных с возможностью передачи входных потоков технологического газа в накопительную камеру 115, как четко показано, например, на Фиг. 1 и Фиг. 2. В соответствии с альтернативными вариантами осуществления количество впускных отверстий может быть больше, например три или четыре, т. е. по меньшей мере одно впускное отверстие дополнительно к вышеупомянутым двум впускным отверстиям; однако наличие всего двух впускных отверстий обеспечивает хорошие результаты и может быть хорошим компромиссом. В большом центробежном компрессоре каждое из этих двух впускных отверстий может иметь площадь поперечного сечения, составляющую от приблизительно 0,75 м² до приблизительно 3,3 м²; предпочтительно площадь поперечного сечения каждого впускного отверстия меньше 1,7 м² для компрессора на 300 000 м³/ч и меньше 2,8 м² для компрессора на 500 000 м³/ч.

[0019] В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фигурах, накопительная камера 115 имеет по существу цилиндрическую форму; накопительная камера 115 может содержать часть вала 160 компрессора; накопительная камера 115 может также содержать направляющий элемент 150. Накопительная камера 115 образована радиально наружной стенкой 116 и внутренней стенкой 117, которая обращена к наружной стенке 116. В соответствии с конкретным вариантом осуществления, показанным на фигурах, внутренняя стенка 117 соответствует части внешней поверхности направляющего элемента 150; следовательно, если рассматривать вал 160 и направляющий элемент 150, передняя часть накопительной камеры 115 (слева на Фиг. 2) имеет по существу кольцевую форму, задняя часть накопительной камеры 115 (справа на Фиг. 2) также имеет по существу кольцевую форму. Предпочтительно накопительная камера 115 имеет круговую ось симметрии.

[0020] Впускные отверстия 120 предпочтительно размещены на наружной стенке 116 накопительной камеры 115, которая предпочтительно имеет цилиндрическую или усеченно-коническую форму. Накопительную камеру можно считать состоящей из двух одинаковых или подобных половин: ближней, в которой размещены впускные отверстия, и дальней половины, в которой впускные отверстия не размещены.

[0021] Накопительная камера 115 имеет выпускное отверстие; на рассматриваемой Фиг. 2 выпускное отверстие 118 расположено смежно с внутренней стенкой 117 и обращено к наружной стенке 116 и впускным отверстиям 120; в частности, оно представляет собой кольцевое выпускное отверстие и вносит вклад в радиальное оформление передней части накопительной камеры 115. Входной поток технологического газа проходит внутрь накопительной камеры 115 от впускных отверстий 120 к выпускному отверстию 118 и имеет радиальный компонент скорости, направленный к круговой оси симметрии накопительной камеры 115.

[0022] Корпус 110 вмещает крыльчатку 130, расположенную после накопительной камеры 115, с сообщением по текучей среде с накопительной камерой 115. Крыльчатка 130 выполнена с возможностью вращения вокруг оси вращения R, которая проходит вдоль продольного направления центробежного компрессора 100 и предпочтительно совпадает с круговой осью симметрии накопительной камеры 115. Корпус 110 дополнительно имеет выпускное отверстие, помещенное после крыльчатки 130, которое не представлено на прилагаемых фигурах.

[0023] Канал 125 расположен между выпускным отверстием 118 и крыльчаткой 130 для передачи технологического газа из накопительной камеры 115 в крыльчатку 130. В частности, направляющий элемент 150 частично формирует канал 125 из накопительной камеры 115 и отделяет канал 125 от задней части накопительной камеры 115. Выпускное отверстие 118 помещено между накопительной камерой 115 и каналом 125 в сужении или узком месте вдоль пути потока технологического газа.

[0024] Следует отметить, что, в отличие от описанного выше, накопительная камера может иметь плоское кольцевое выпускное отверстие вместо цилиндрического кольцевого выпускного отверстия (см. пунктирную линию, связанную со ссылкой 118 на Фиг. 2), и канал может проходить только по существу в осевом направлении вместо прохождения первоначально по существу в радиальном направлении и в конце по существу в осевом направлении.

[0025] Крыльчатка 130 выполнена с возможностью осуществления, посредством ее вращения, всасывания газа в накопительной камере 115 и формирования потока газа из впускных отверстий 120, через накопительную камеру 115 и к выпускному отверстию компрессора при центробежном увеличении давления между впускными отверстиями компрессора и выпускным отверстием компрессора.

[0026] В соответствии с рабочей конфигурацией центробежного компрессора 100 накопительная камера 115 помещена после впускных отверстий 120 и перед крыльчаткой 130 и выполнена с возможностью равномерного распределения давления и скорости во входном потоке технологического газа в направлении крыльчатки 130.

[0027] В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фигурах, впускные отверстия 120 имеют равные поперечные сечения (или по существу равные поперечные сечения); кроме того, впускные отверстия 120 расположены симметрично относительно меридиональной плоскости M компрессора, т. е. плоскости, содержащей ось вращения R. Такая симметрия способствует равномерному распределению давления и скорости во входном потоке технологического газа в направлении крыльчатки 130.

[0028] Предпочтительно центробежный компрессор 100 включает в себя два коллектора 121, соединенные с корпусом 110, которые находятся в связи по текучей среде с накопительной камерой 115 через впускные отверстия 120. В частности, каждый коллектор 121 выступает в прямом направлении из корпуса 110 и имеет впускное отверстие 122 коллектора, выполненное с возможностью соединения с всасывающим каналом, расположенным выше по потоку, и выпускным отверстием 123 коллектора, соединенным с впускным отверстием 120. Коллекторы 121 расположены с возможностью передачи соответствующих потоков технологического газа из двух всасывающих каналов, расположенных выше по потоку, в накопительную камеру 115 и выполнены с возможностью уменьшения или устранения неоднородности в потоке технологического газа от впускного отверстия 122 коллектора до выпускного отверстия 123 коллектора. Таким образом, трубопровод системы подвергается меньшему количеству ограничений, поскольку входной поток технологического газа может быть направлен желаемым образом.

[0029] Преимущественно коллекторы 121 расположены симметрично относительно меридиональной плоскости M центробежного компрессора 100. Меридиональная плоскость представляет собой плоскость, содержащую ось вращения R. В частности, меридиональная плоскость M расположена вертикально относительно рабочей конфигурации центробежного компрессора 100. Такая симметрия способствует равномерному распределению давления и скорости во входном потоке технологического газа в направлении крыльчатки 130.

[0030] Кроме того, каждый коллектор 121 имеет предпочтительно расстояние между впускным отверстием 122 коллектора и выпускным отверстием 123 коллектора, составляющее от приблизительно 1 до приблизительно 3 диаметров впускного отверстия 122 коллектора, более предпочтительно от 1,3 до 2,5. Таким образом, трубопровод системы подвергается меньшему количеству ограничений, поскольку входной поток технологического газа достаточно хорошо направляется в накопительную камеру 115 независимо от внешнего трубопровода системы.

[0031] Преимуществом является то, что каждый коллектор 121 формирует расширяющийся канал, который расходится от впускного отверстия 122 коллектора к выпускному отверстию 123 коллектора, чтобы вызвать замедление газа, проходящего через него. Предпочтительно отношение площади поперечного сечения выпускного отверстия 123 коллектора и площади поперечного сечения впускного отверстия 122 коллектора составляет от приблизительно 1,0 до приблизительно 1,3, чтобы достичь желаемого замедления газа и, таким образом, уменьшить турбулентность и повысить однородность газа, проходящего в направлении крыльчатки 130. Однако не следует исключать использование канала, сужающегося от впускного отверстия 122 коллектора до выпускного отверстия 123 коллектора, причем отношение площади поперечного сечения выпускного отверстия 123 коллектора и площади поперечного сечения впускного отверстия 122 коллектора составляет от приблизительно 0,75 до приблизительно 1,0.

[0032] Предпочтительно каждый коллектор 121 имеет концевой участок, смежный с выпускным отверстием 123, проходящий продольно вдоль соответствующей прямой линии s; длина этого участка может составлять, например, по меньшей мере 400 мм; в других местах коллекторы 121 могут проходить вдоль более или менее изогнутой линии . В альтернативном варианте осуществления коллекторы 121 могут быть полностью прямыми, как показано, например, на Фиг. 1 и Фиг. 2, чтобы уменьшить или устранить образование турбулентности в потоке газа, поступающем в накопительную камеру 115.

[0033] В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления вышеупомянутые прямые линии s коллекторов 121не пересекают ось вращения R крыльчатки 130, как показано на Фиг. 1. В частности, каждая прямая линия s имеет минимальное расстояние d от оси вращения R более 0 мм и менее чем приблизительно 1000 мм, предпочтительно менее чем приблизительно 0,3 диаметра наружной стенки 116; это означает, что потоки газа, идущие из коллекторов 121, предпочтительно направлены не в центральную зону накопительной камеры 115, а к периферийной зоне Z (т. е. к нижней зоне на Фиг. 1), где преимущественно находится перегородка, как описано ниже. Однако не следует исключать, что прямые линии s могут пересекать ось вращения R.

[0034] Предпочтительно прямые линии s коллекторов 121 пересекаются друг с другом и образуют угол α в диапазоне от приблизительно 15° до приблизительно 30° (см. Фиг. 1). Иными словами, коллекторы 121 предпочтительно расположены таким образом, что точка пересечения прямых линий s находится в накопительной камере 115 на противоположной стороне коллекторов 121 (и впускных отверстий 120) относительно оси вращения R, как показано на Фиг. 1 внутри зоны Z.

[0035] Следует отметить, что прямые линии s коллекторов 121 пересекаются в точке зоны, но потоки газа от коллекторов не обязательно объединяются (и смешиваются) в этой зоне. Как будет очевидно из следующего, объединение (и смешивание) предпочтительно происходит по существу не в этой зоне, а впоследствии. Таким образом, вышеупомянутое направление и углы предназначены для задержки объединения (и смешивания) потоков газа от впускных отверстий и коллекторов.

[0036] Предпочтительно, чтобы впускные отверстия 122 коллекторов имели одинаковое поперечное сечение и площадь поперечного сечения. В частности, площадь поперечного сечения может составлять от приблизительно 0,75 м² до приблизительно 2,5 м² в зависимости от желаемого расхода. Кроме того, предпочтительно, чтобы выпускные отверстия 123 коллекторов имели предпочтительно одинаковое поперечное сечение, соответствующее поперечному сечению описанных впускных отверстий 120.

[0037] Преимущественно прямые линии s образуют угол β с плоскостью T, перпендикулярной оси вращения R центробежного компрессора 100 (см. Фиг. 2); Угол β находится предпочтительно в диапазоне от приблизительно 10° до приблизительно 20°. Таким образом поддерживается осевой поток газа, поступающего в накопительную камеру 115 через впускные отверстия 120 по направлению к крыльчатке 130, и уменьшается образование турбулентности внутри накопительной камеры 115, при том что впускные отверстия компрессора являются по существу радиальными, как и ориентация любого коллектора.

[0038] Предпочтительно центробежный компрессор 100 содержит одну или более перегородок, расположенных в накопительной камере 115 для предотвращения взаимовлияния потоков газа от впускных отверстий 120 из-за их «столкновения» и их одновременного противоточного вращения внутри накопительной камеры 115, которое может вызывать образование турбулентности внутри накопительной камеры 115 и в газе, протекающем в направлении крыльчатки 130; иными словами, постепенное объединение (и смешивание) потоков газа от впускных отверстий желательно и достигается благодаря одной или более перегородкам. В частности, центробежный компрессор 100 включает в себя две перегородки 140a и 140b (см., например, Фиг. 3), которые могут в совокупности называться 140, размещенные в накопительной камере 115 на двух противоположных сторонах относительно ее оси круговой симметрии, которая соответствует (или по существу соответствует) оси вращения R. В частности, две перегородки 140a и 140b расположены с возможностью разделения накопительной камеры 115 на два симметричных и по существу разделенных объема.

[0039] В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фигурах, существует ближняя перегородка 140a и дальняя перегородка 140b. Ближняя перегородка 140a помещена в ближней половине накопительной камеры 115 (верхняя половина накопительной камеры 115 на Фиг. 3) между впускными отверстиями 120, предпочтительно точно в середине. Дальняя перегородка 140b помещена в дальней половине накопительной камеры 115 (нижняя половина накопительной камеры 115 на Фиг. 3), предпочтительно напротив ближней перегородки 140a относительно ее оси круговой симметрии, которая соответствует (или по существу соответствует) оси вращения R.

[0040] Предпочтительно перегородки 140 имеют по существу плоскую геометрическую форму и расположены в накопительной камере 115 на меридиональной плоскости центробежного компрессора 100. В частности, на вертикальной меридиональной плоскости M в соответствии с рабочей конфигурацией центробежного компрессора 100.

[0041] В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фигурах, каждая перегородка 140 проходит от первого конца 141, помещенного на наружной стенке 116, до второго конца 142, помещенного, по меньшей мере частично, на внутренней стенке 117, и полностью занимает меридиональное поперечное сечение накопительной камеры 115 (в частности, меридиональное поперечное сечение задней части накопительной камеры 115), как показано на Фиг. 3. В частности, второй конец 142 имеет соединительный участок 143, соединенный с внутренней стенкой 117 (в задней части накопительной камеры 115), и свободный участок 144, помещенный на выпускном отверстии 118 (в передней части накопительной камеры 115), так что технологический газ в накопительной камере 115, протекающий сначала на противоположных сторонах дальней перегородки 140b и затем предпочтительно на противоположных сторонах ближней перегородки 140a, объединяется (и смешивается) после накопительной камеры 115, в частности в соединительном канале 125.

[0042] В соответствии с другим аспектом объект изобретения, описанный в настоящем документе, относится к компрессорной системе, не представленной на прилагаемых фигурах.

[0043] Компрессорная система включает в себя центробежный компрессор, например аналогичный или идентичный компрессору 100, описанному выше, и по меньшей мере два всасывающих канала, каждый из которых соединен по текучей среде с соответствующим впускным отверстием центробежного компрессора и расположен с возможностью передачи потока технологического газа в крыльчатку компрессора через впускные отверстия и накопительную камеру.

[0044] Коллекторы могут быть встроены в компрессор. Всасывающие каналы могут быть встроены в компрессор или чаще всего могут быть внешними по отношению к компрессору и, например, быть частями рамного основания, поддерживающего центробежный компрессор; эти всасывающие каналы соединены с фланцами коллекторов. Следует отметить, что рамное основание может включать в себя другие трубопроводы и/или другие устройства.

[0045] Каждый из всасывающих каналов предпочтительно имеет прямой участок непосредственно перед коллекторами, и каждый прямой участок проходит продольно, например на расстояние, составляющее от приблизительно 2,5 до приблизительно 6 диаметров впускного отверстия коллектора или более. В соответствии с преимущественными вариантами применения всасывающие каналы расположены по существу вертикально относительно рабочей конфигурации компрессорной системы и по существу перпендикулярно к оси вращения компрессора. В частности, для уменьшения количества пространства, занимаемого всасывающими каналами, каждый прямой участок может быть ограничен вышеупомянутым диапазоном и предпочтительно каждый из всасывающих каналов является полностью прямым и имеет длину, соответствующую длине прямого участка. В дополнение к этому прямые участки всасывающих каналов параллельны друг другу.

[0046] В соответствии с другим аспектом объект изобретения, описанный в настоящем документе, относится к способу работы центробежного компрессора, например аналогичного или идентичного компрессору 100, описанному выше; такой способ может быть реализован в газоперерабатывающей установке.

[0047] Вариант осуществления способа соответствует блок-схеме 200 на Фиг. 7, включая набор последовательных стадий, пронумерованных от 210 до 270.

[0048] Способ включает в себя начальную стадию 210 формирования потока технологического газа, например потока технологического газа, который необходимо сжимать крыльчаткой центробежного компрессора, аналогичной или идентичной крыльчатке 130 компрессора 100.

[0049] После стадии 210 следует стадия 220 разделения потока технологического газа, например на первый и второй потоки технологического газа.

[0050] После стадии 220 следует стадия 230 продвижения первого и второго потоков технологического газа вдоль отдельных предпочтительно по существу прямолинейных путей (предпочтительно параллельных друг другу) для уменьшения или устранения неоднородностей потока в первом и втором потоках технологического газа. Предпочтительно каждый прямолинейный путь имеет длину, составляющую от, например, приблизительно 2,5 до приблизительно 6,0 диаметра впускного отверстия коллектора. Предпочтительно эти прямолинейные пути не проходят дальше желаемой длины для уменьшения количества пространства.

[0051] После стадии 230 следует стадия 240 впуска первого и второго потоков технологического газа в накопительную камеру, такую как накопительная камера 115.

[0052] После стадии 240 следует стадия 250 сохранения двух потоков потоков технологического газа разделенными внутри накопительной камеры 115, в частности с помощью перегородок, таких как перегородки 140a и 140b.

[0053] После стадии 250 следует стадия 260 объединения первого и второго потоков технологического газа для создания желаемого всасываемого потока технологического газа, который является «оптимизированным» с точки зрения, например, крыльчатки, которая будет сжимать его. В компрессоре 100 это происходит на выпускном отверстии накопительной камеры, в частности каким-либо образом до выпускного отверстия и каким-либо образом после выпускного отверстия, например в соединительном канале, таком как канал 125.

[0054] После стадии 260 следует конечная стадия 270 подачи «оптимизированного» потока технологического газа в крыльчатку центробежного компрессора, такую как 130.

Изобретение относится к центробежным компрессорам, компрессорным системам и способам работы центробежных компрессоров. Центробежный компрессор (100) имеет корпус (110) с двумя или более впускными отверстиями (120) компрессора для сжатия технологического газа; крыльчатка (130) помещена внутри корпуса (110) так, чтобы принимать входной поток технологического газа из двух впускных отверстий (120) компрессора через накопительную камеру (115) и увеличивать давление газа при прохождении технологического газа в крыльчатку (130); благодаря двум или более впускным отверстиям (120) однородность потока на впускных отверстиях (120) может быть достигнута за счет коротких труб (121) коллектора, сообщающихся по текучей среде перед впускными отверстиями (120); при этом конструкция трубопровода компрессорной системы, включающей в себя такой компрессор, упрощается, поскольку он подвергается меньшему количеству ограничений. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Центробежный компрессор (100), содержащий:

корпус (110), имеющий два впускных отверстия (120) компрессора для сжатия технологического газа; и

крыльчатку (130), помещенную внутри корпуса (110) так, чтобы принимать входной поток технологического газа, поступающий из двух впускных отверстий (120) компрессора, и выполненную с возможностью увеличения давления газа при прохождении технологического газа в крыльчатку (30),

причем корпус (110) содержит накопительную камеру (115), выполненную с возможностью приема двух разделенных входных потоков технологического газа из впускных отверстий (120) компрессора и передачи объединенного входного потока технологического газа в крыльчатку (130), при этом накопительная камера (115) имеет по существу цилиндрическую и/или усеченно-коническую форму, а впускные отверстия (120) компрессора размещены на боковой поверхности накопительной камеры (115).

2. Центробежный компрессор (100) по п. 1,

в котором корпус (110) имеет по меньшей мере одно дополнительное впускное отверстие компрессора для сжатия технологического газа.

3. Центробежный компрессор (100) по п. 1 или 2,

в котором два впускных отверстия (120) компрессора имеют по существу равные поперечные сечения.

4. Центробежный компрессор (100) по любому из пп. 1-3,

в котором крыльчатка (130) имеет ось вращения (R),

причем центробежный компрессор (100) имеет меридиональную плоскость (М), содержащую ось вращения (R), и

при этом два впускных отверстия (120) компрессора расположены симметрично относительно меридиональной плоскости (М).

5. Центробежный компрессор (100) по любому из предшествующих пунктов, содержащий одну или две перегородки (140), расположенные в накопительной камере (115) и проходящие радиально.

6. Центробежный компрессор (100) по п. 5,

в котором одна или две перегородки (140) проходят радиально от первого конца (141) на боковой поверхности накопительной камеры (115) до второго конца (142) в радиально внутренней области (118) накопительной камеры (115).

7. Центробежный компрессор (100) по п. 5 или 6,

в котором крыльчатка (130) имеет ось вращения (R),

причем центробежный компрессор (100) имеет меридиональную плоскость (М), содержащую ось вращения (R), и

при этом одна или две перегородки (140) расположены на меридиональной плоскости (М).

8. Центробежный компрессор (100) по п. 7,

в котором две перегородки (140) размещены в накопительной камере (115) в противоположных положениях по окружности, так что первая перегородка (140а) находится близко к двум впускным отверстиям (120) компрессора, а вторая перегородка (140b) удалена от двух впускных отверстий (120) компрессора.

9. Центробежный компрессор (100) по любому из предшествующих пунктов,

в котором накопительная камера (115) образована радиально наружной стенкой (116) и радиально внутренней стенкой (117), обращенной к радиально наружной стенке (116), и при этом выпускное отверстие (118) накопительной камеры обращено к радиально наружной стенке (116) и двум впускным отверстиям (120) компрессора и примыкает к радиально внутренней стенке (117).

10. Центробежный компрессор (100) по любому из предшествующих пунктов,

в котором накопительная камера (115) расположена с возможностью передачи входного потока технологического газа в крыльчатку (130) через профилированный соединительный канал (125).

11. Центробежный компрессор (100) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий:

- два коллектора (121), выступающих из корпуса (110), причем каждый коллектор (121) имеет впускное отверстие (122) коллектора, расположенное с возможностью соединения по текучей среде с всасывающим каналом, и выпускное отверстие (123) коллектора, соединенное по текучей среде с впускным отверстием (120), и выполненных с возможностью уменьшения или устранения неоднородности в потоке технологического газа от впускного отверстия (122) коллектора до выпускного отверстия (123) коллектора.

12. Центробежный компрессор (100) по п. 11,

в котором каждый коллектор (121) формирует расширяющийся канал, расходящийся от впускного отверстия (122) коллектора к выпускному отверстию (123) коллектора, причем отношение площадей поперечного сечения впускного отверстия (122) коллектора и поперечного сечения выпускного отверстия (123) коллектора составляет предпочтительно от приблизительно 1,0 до приблизительно 1,3.

13. Центробежный компрессор (100) по п. 11 или 12,

в котором расстояние между впускным отверстием (122) коллектора и выпускным отверстием (123) коллектора составляет от приблизительно 1 до приблизительно 3 диаметров впускного отверстия (122) коллектора.

14. Центробежный компрессор (100) по любому из пп. 11-13,

в котором коллекторы (121) содержат соответствующие концевые участки, смежные с выпускными отверстиями (123) коллекторов,

причем концевые участки проходят продольно вдоль соответствующих прямых линий, и

при этом прямые линии образуют угол угол (α), предпочтительно в диапазоне от приблизительно 15° до приблизительно 30°, и

при этом прямые линии пересекаются в точке пересечения, предпочтительно удаленной от оси накопительной камеры (115).

15. Компрессорная система, содержащая:

центробежный компрессор (100) по любому из пп. 1-14.

16. Способ работы центробежного компрессора (100) по любому из пп. 1-14, включающий стадии, на которых:

A) формируют (210) поток технологического газа;

B) разделяют (220) поток технологического газа на первый поток технологического газа и второй поток технологического газа;

C) продвигают (230) первый поток технологического газа и второй поток технологического газа вдоль отдельных предпочтительно по существу прямолинейных путей для уменьшения или устранения неоднородностей потока в первом потоке технологического газа и втором потоке технологического газа;

D) объединяют (260) первый поток технологического газа с уменьшенной или устраненной неоднородностью и второй поток технологического газа с уменьшенной или устраненной неоднородностью для создания желаемого всасываемого потока технологического газа;

E) подают (270) объединенный всасываемый поток технологического газа в крыльчатку (130) центробежного компрессора.

17. Способ по п. 16, дополнительно включающий две стадии, на которых:

F) впускают (240) первый поток технологического газа с уменьшенной или устраненной неоднородностью и второй поток технологического газа с уменьшенной или устраненной неоднородностью в накопительную камеру (115); и

G) сохраняют (250) первый поток технологического газа с уменьшенной или устраненной неоднородностью и второй поток технологического газа с уменьшенной или устраненной неоднородностью разделенными внутри накопительной камеры (115); причем стадии F (240) и G (250) выполняются после стадии С (230) и перед стадией D (260), и

при этом стадия D (260) выполняется за пределами накопительной камеры (115).