СПОСОБ ОПРЕССОВКИ СУХИХ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ УПЛОТНЕНИЙ Российский патент 2024 года по МПК F16J15/00 F04D29/62 

Изобретение относится к газовой промышленности, к системе сухого газового уплотнения в компрессорах газоперекачивающего агрегата. Предлагаемый способ позволяет контролировать герметичность сухих газодинамических уплотнений (СГУ), проверку правильности монтажа СГУ и целостность уплотнительных колец в статическом режиме без полной сборки центробежного компрессора (ЦБК), как пример в составе ЦБК НЦ25М/120, при этом уменьшается срок ввода центробежного компрессора в эксплуатацию, а также исключается риск установки в состав ЦБК негерметичных СГУ.

На фигуре 1 изображена схема подачи буферного газа и барьерного воздуха в условиях полностью собранного ЦБК. В процессе работы центробежного компрессора 1 рабочее тело (газ) проходит через проточный тракт. В связи с тем, что полость проточного тракта центробежного компрессора 1 негерметична, необходима герметизация от окружающей среды. Для предотвращения утечек газа в окружающую среду в центробежный компрессор 1 устанавливаются сухие газодинамические уплотнения СГУ 2. СГУ 2 размещаются в уплотнительных камерах, сформированных в передней и задней крышках компрессора 1. Сухое газодинамическое уплотнение 2 состоит из первого 3 и второго 4 уплотнительных модулей. СГУ через систему каналов, открытых в крышках компрессора, соединяются с панелью управления работой СГУ с помощью соединительных трубопроводов. Для обеспечения работоспособности СГУ через панель управления на них подается буферный газ 5 и барьерный воздух 6. Буферный газ 5, представляет собой очищенный и осушенный перекачиваемый газ, взятый со стороны нагнетания компрессора 1, и предназначается для запирания перекачиваемого газа в проточном тракте компрессора 1. Барьерный воздух 6 предназначен для разделения уплотнительных и подшипниковых камер. В процессе эксплуатации центробежного компрессора производится многократная установка и снятие (монтаж) СГУ 2 (при сборке, разборке, проведении регламентных работ). После проведения монтажа СГУ 2, производится окончательная сборка центробежного компрессора 1, пуско-наладочные мероприятия и эксплуатационные испытания на перекачиваемом газе. При этом контроль работы СГУ 2 после монтажа заключается в контроле параметров буферного газа 5 и барьерного воздуха 6 приборами для измерения давления 7, 8 и расходомерными устройствами 9, расположенными на трубопроводах утечек из первого уплотнительного модуля СГУ 2.

Известны различные способы сборки компрессора с контролем герметичности СГУ, установленных в состав ЦБК: Метод сборки компрессора, описанный в руководстве по эксплуатации НЦ25М/120.0000-000РЭ раздел 9.3 «порядок сборки и разборки основных узлов» [Компрессор центробежный. Руководство по эксплуатации НЦ25М/120.0000-000РЭ], который заключается в том, что после установки СГУ производится полная сборка ЦБК с установкой магнитного подвеса и сборкой трубопроводной обвязки барьерного воздуха и буферного газа компрессора.

Недостатком известного метода [Компрессор центробежный. Руководство по эксплуатации НЦ25М/120.0000-000РЭ] является то, что существующий метод опрессовки СГУ требует проведения контроля герметичности после полной сборки компрессора, то есть после монтажа СГУ, далее выполняется монтаж радиального и радиально-упорного магнитного подвеса, сборка трубной обвязки системы обеспечения барьерного воздуха и буферного газа, монтаж и центровка трансмиссии, проверка защит компрессора. При выявлении негерметичности СГУ при опрессовке, компрессор снова разбирается до СГУ и выполняется их замена с последующей повторной сборкой. Временные промежутки на вышеописанные операции составляют минимум 10 дней ремонтной организации.

Известно устройство для контроля монтажа сухих газодинамических уплотнений центробежного компрессора [Устройство для контроля монтажа «сухих» газодинамических уплотнений центробежного компрессора, заявка: (21), (22) 2009125251/06, 01.07.2009 ⁽¹⁹⁾ RU ⁽¹¹⁾ 2400650 ⁽¹³⁾ С1]. Данный способ является наиболее близким к предлагаемому по технологической сущности и достигаемому результату, так как может применяться без полной сборки компрессора. Он заключается в том, что трубопровод подачи барьерного воздуха соединятся с трубопроводом подачи буферного газа и с трубопроводами отвода утечек газа из первого уплотнительного модуля обоих СГУ дополнительным трубопроводом, при этом на дополнительном трубопроводе перед местами соединения с трубопроводом подачи буферного газа и с трубопроводами отвода утечек газа из первого уплотнительного модуля обоих СГУ устанавливается запорная арматура. Таким образом, известное устройство позволяет контролировать герметичность посадки СГУ в уплотнительные камеры центробежного компрессора, проверка герметичности проводится до заполнения контура перекачиваемым газом с применением разделительного газа (воздуха или азота) и с использованием штатных приборов панели управления СГУ.

Недостатком известного метода [Устройство для контроля монтажа «сухих» газодинамических уплотнений центробежного компрессора, заявка: (21), (22) 2009125251/06, 01.07.2009 ⁽¹⁹⁾ RU ⁽¹¹⁾ 2400650 ⁽¹³⁾ С1] является использование малого давления, так как избыточное давление, создаваемое компрессором барьерного воздуха не превышает 1,4 кгс/см², в то время как рабочее давление компрессора и СГУ составляет 120 кгс/см². Следующим недостатком описанного выше метода является то, что для реализации известного метода требуется переобвязка системы барьерного воздуха и буферного газа с использованием дополнительной запорной арматуры.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение состоит в том, что контроль герметичности сухих газодинамических уплотнений (СГУ), проверка правильности монтажа СГУ и целостность уплотнительных колец в статическом режиме производится без полной сборки центробежного компрессора рабочим давлением компрессора. Уменьшается срок ввода центробежного компрессора в эксплуатацию, исключается риск установки в состав ЦБК негерметичных СГУ.

Указанный технический результат достигается следующим образом. На фигуре 2 изображена схема контроля работы СГУ 2. Сухое газодинамическое уплотнение 2, состоящее из первого 3 и второго 4 уплотнительных модулей, устанавливается в состав компрессора 1 со стороны обслуживания и привода в соответствии с руководством по эксплуатации НЦ25М/120.0000-000РЭ и инструкцией по монтажу СГУ. Далее устанавливаются радиальные страховочные подшипники со стороны обслуживания и привода, фиксируется ротор от осевых перемещений штатным приспособлением, идущим в составе ЦБК, монтируются трубопроводы подачи буферного газа 5 к первой ступени СГУ 2 стороны привода и обслуживания и подачи барьерного воздуха 6, соответственно. На трубопроводах отвода утечек 10 из первого уплотнительного модуля 3 СГУ 2 и на трубопроводах подачи буферного газа 5 и барьерного воздуха 6 монтируются штатные приборы для измерения давления 7, 8. Кроме того, на трубопроводах отвода утечек 10 из первого уплотнительного модуля 3 СГУ 2 монтируются штатные расходомерные устройства 9. Заглушаются два свободных фланца трубопровода подачи барьерного воздуха на охлаждение магнитного подвеса со стороны привода 11 и стороны обслуживания 12, так как магнитный подвес не смонтирован. На свободный фланец устанавливается дроссельная шайба 13. Размер дроссельной шайбы подбирается исходя из обеспечения давления барьерного воздуха 30…40 кПа. Включается в работу система обеспечения барьерным воздухом.

Чистый барьерный воздух, без смешения с природным газом, пройдя лабиринтные уплотнения СГУ 1, а также через дроссельную шайбу 13 сбрасывается в ангар газоперекачивающего агрегата (ГПА). Часть барьерного воздуха отводится через трубопроводы отвода утечек второй ступени СГУ 14. Включается в работу система обеспечения буферным газом. Выполняется регулировка перепада давления «газ-газ» путем регулировки положения вентиля ИВ-1 16. Выполняется ступенчатое заполнение контура компрессора технологическим газом до рабочего давления. Перепад «газ-газ» обеспечивается положением вентиля ИВ-1 16. Осуществляется контроль утечек буферного газа после первой 3 и второй ступени 4 СГУ 2 со стороны привода и обслуживания по штатным приборам контроля 7, 8, 9. По окончании работ стравливается контур компрессора, отключается подача буферного газа и барьерного воздуха в обратной последовательности.

Новизна заявленного технического решения обусловливается тем, что используется ранее не применявшаяся в газовой промышленности технология опрессовки после монтажа СГУ без полной сборки ЦБК, что позволяет, контролировать герметичность сухих газодинамических уплотнений (СГУ), проверку правильности монтажа СГУ и целостность уплотнительных колец в статическом режиме без полной сборки центробежного компрессора, при этом уменьшается срок ввода центробежного компрессора в эксплуатацию, исключается риск установки в состав ЦБК негерметичных СГУ.

Пример практического применения.

Описанный способ опрессовки сухих газодинамических уплотнений после монтажа рабочим давлением на центробежном компрессоре, был впервые применен в период проведения ремонта, связанного с ревизией СГУ ЦБК на ГПА-25НК «УРАЛ» станционный номер 14 компрессорной станции «Воркутинская» компрессорного цеха №1 в Воркутинском линейно-производственном управлении магистральных газопроводов ООО «Газпром трансгаз Ухта». Практическое применение заявленного способа при контроле герметичности сухих газодинамических уплотнений центробежного компрессора подтвердило его эффективность работы.

Подписи к фигурам:

Фигура 1. Схема подачи буферного газа и барьерного воздуха, в условиях полной сборки компрессора.

Фигура 2. Схема подачи буферного газа и барьерного воздуха при применении способа опрессовки сухих газодинамических уплотнений после монтажа рабочим давлением на центробежном компрессоре.

Изобретение относится к системе газовой промышленности, к системе сухого газового уплотнения в компрессорах газоперекачивающего агрегата. Способ обеспечивает контроль герметичности сухих газодинамических уплотнений (СГУ), проверку правильности монтажа СГУ и целостность уплотнительных колец в статическом режиме без полной сборки центробежного компрессора (ЦБК), как пример в составе нагнетателя НЦ25М/120, с уменьшением срока ввода центробежного компрессора в эксплуатацию, исключения риска установки в состав нагнетателя негерметичных СГУ. Техническим результатом применения технологии опрессовки СГУ после монтажа рабочим давлением на центробежном компрессоре являются: исключение риска монтажа в состав компрессора негерметичных СГУ, возможность опрессовки СГУ без полной сборки нагнетателя рабочим давлением компрессора без использования дополнительных материально-технических ресурсов, трубопроводов и запорной арматуры, не входящих в состав обвязки компрессора, уменьшение сроков проведения ремонта центробежного компрессора газоперекачивающего агрегата. 2 ил.

Способ опрессовки сухих газодинамических уплотнений (СГУ) после монтажа в центробежный компрессор (ЦБК), исключающий полную сборку компрессора после работ, связанных с демонтажом магнитного подвеса и СГУ, характеризующийся тем, что сухое газодинамическое уплотнение, состоящее из первого и второго уплотнительных модулей, устанавливают в состав компрессора, устанавливают радиальные страховочные подшипники со стороны обслуживания и привода, фиксируют ротор от осевых перемещений, монтируют трубопроводы подачи буферного газа к первой ступени СГУ и подачи барьерного воздуха, соответственно, на трубопроводах утечки из первого уплотнительного модуля и на трубопроводах подачи буферного газа и барьерного воздуха монтируют штатные приборы для измерения давления, на трубопроводах отвода утечек из первого уплотнительного модуля монтируют штатные расходомерные устройства, заглушают два свободных фланца трубопровода подачи барьерного воздуха на охлаждение магнитного подвеса со стороны привода и стороны обслуживания, так как магнитный подвес не смонтирован, на свободный фланец устанавливают дроссельную шайбу, включается в работу система обеспечения барьерным воздухом, при которой часть барьерного воздуха отводится через трубопроводы отвода утечек второй ступени СГУ, включается в работу система обеспечения буферным газом, при которой выполняется регулировка перепада давления «газ-газ» путем регулировки положения вентиля, выполняется ступенчатое заполнение контура компрессора технологическим газом до рабочего давления, осуществляют контроль утечек буферного газа после первой и второй ступеней СГУ со стороны привода и обслуживания по штатным приборам контроля, по окончании работ стравливается контур компрессора, отключается подача буферного газа и барьерного воздуха в обратной последовательности.