СИСТЕМА УПЛОТНЕНИЯ И СМАЗКИ НАГНЕТАТЕЛЯ ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к газоперекачивающим агрегатам и может быть использована на компрессорных станциях газопровода в качестве устройства, исключающего утечки масла при заполнении масляной системы и системы уплотнения.
Известен газоперекачивающий агрегат, содержащий нагнетатель с газотурбинным приводом, маслосистему и устройство для исключения потерь масла через уплотнения нагнетателя газоперекачивающего агрегата, включающего маслоотводчики, рабочие полости которых каналами соединены с маслогазовой полостью нагнетателя и через клапаны слива масла с дегазатором, к которому подсоединен трубопровод слива масла в маслобак нагнетателя (SU 844797, 1981).
В период работы нагнетателя маслогазовая смесь из маслогазовой полости нагнетателя по трубопроводу поступает в рабочую полость маслоотводчиков. Из них жидкая фаза (масло) через клапаны сливается в дегазатор, а газообразная фаза по трубопроводам направляется в маслогазовую полость нагнетателя. Благодаря этому исключаются утечки масла (его прорыв) через уплотнения нагнетателя в рабочие полости компрессора, поскольку в период работы компрессора устанавливается достаточно высокое давление в его газовой и масляной полостях.
Однако это устройство имеет недостаток, который состоит в том, что при заполнении системы уплотнений, например, в период пуска компрессора отсутствует давление газа в полостях нагнетателя и масло через зазоры в уплотнениях поступает в проточную часть нагнетателя и далее в магистральный газопровод. Это становится причиной чрезмерного расхода масла, а также опасности последующего гидравлического удара рабочих лопаток компрессора и повышения затрат на привод нагнетателя.
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является система уплотнения и смазки нагнетателя газоперекачивающего агрегата, содержащая соединенные трубопроводами масляный бак, пусковой насос уплотнения, фильтры тонкой очистки, аккумуляторы, регуляторы перепада давления, а также соединенные трубопроводами указанные узлы с масляной, маслогазовой и газовой полостями, с полостью опорных подшипников ротора нагнетателя, с маслоотводчиками и дегазатором, при этом, по крайней мере, один из трубопроводов слива масла из маслогазовой полости в маслоотводчик соединен с трубопроводом слива масла из полости опорных подшипников ротора нагнетателя в масляный бак отводом, в котором установлена запорная арматура (RU 2285825, 2005).
Однако известное решение обладает недостатком, заключающимся в том, что при заполнении системы уплотнений, например, в период пуска/опрессовки компрессора отсутствует давление газа в полостях нагнетателя и масло через газовые зазоры в уплотнениях поступает в проточную часть нагнетателя и далее в магистральный газопровод, а запорная арматура, установленная на трубопроводе слива масла с передней опоры нагнетателя, не обеспечивает полный слив масла, т.к. масло проходит к запорной арматуре через маслоотводчик, имеющий трубопровод малого диаметра и находящийся практически на одном уровне с маслогазовыми полостями. В результате часть масла неизбежно попадает в газовую полость нагнетателя. Также это становится причиной чрезмерного расхода масла, а также опасности последующего гидравлического удара рабочих лопаток компрессора и повышению затрат на привод нагнетателя.
Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности работы системы и обеспечения полного слива масла в момент заполнения и прокачки систем смазки и уплотнений за счет создания разности высот напора между трубопроводом слива масла из маслогазовой полости и трубопроводом слива масла с задней опоры нагнетателя в маслобак.
Поставленная задача достигается тем, система уплотнения и смазки нагнетателя газоперекачивающего агрегата включает маслобак, пусковой насос уплотнения, фильтры тонкой очистки, аккумулятор масла, регуляторы перепада давления, маслоотводчик, дегазатор газа и трубопроводы, соединяющие указанные узлы с масляными, маслогазовыми и газовыми полостями нагнетателя и с полостью слива опорных подшипников ротора нагнетателя, причем между трубопроводами слива масла с задней маслогазовой полости уплотнения нагнетателя в маслоотводчик и трубопроводом слива масла с полости заднего опорного подшипника нагнетателя в маслобак установлена перемычка с запорной арматурой, расположенная ниже уровня размещения нагнетателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.
Предлагаемая система состоит из масляного бака 1, фильтров тонкой очистки 2, регуляторов перепада давления 3, аккумуляторов 4, пускового насоса уплотнений 5, дегазатора газа 6, полостей слива масла 7 с опорных подшипников ротора нагнетателя, маслогазовых полостей 8, масляных полостей 9, газовых полостей 10, маслоотводчиков 11, перемычки 12, запорной арматуры 13, 14, ротора нагнетателя 15, трубопровода 16 слива масла из маслогазовой полости, трубопровода слива масла 17 с опорных подшипников ротора.
Устройство работает следующим образом.
При заполнении системы масло поступает через пусковой насос уплотнения 5 в главные фильтры очистки 2. Очищенное масло заполняет аккумуляторы 4, одновременно работающие с регуляторами перепада давления масла 3, и поступает в масляную полость 9, часть масла поступает в маслогазовую полость 8 и сливается в полость маслоотводчика 11, которая заполняется маслом до уровня подачи масла из маслогазовой полости 8. И, так как запорная арматура 13 и 14 открыты, то масло по трубопроводу 16 из маслогазовой полости 8 посредством перемычки 12 сливается через трубопровод слива масла 17 в масляный бак 1.
Таким образом, при заполнении системы уплотнения нагнетателя масло, поступившее через масляную полость в маслогазовую полость, благодаря наличию перемычки сливается в масляный бак, за счет чего исключается возможность утечек масла в газовую полость нагнетателя.
Ниже приведен расчет расхода масла через кольцевой зазор ротора нагнетателя.
Расчет расхода масла ТП-22 через концетрический кольцевой зазор
ε=0,06 мм
Основная зависимость в системе Ск
K
где Ө = расход масла 2/3 концетрическую щель;
ρ - плотность масла ТП-22, ;
d - диаметр щели (внешний), d=0,16 м (160 мм)
50
ν - вязкость масла, кинетическая, ν=20 cCm,
при t=50°С; при t=40°C
50
сСm, n=2 при ν=20 (из графика)
-6
2
cCm=31,25×10 м/с,
-2
-6
2
(1сСm=1×10Cm=1×10 м/с);
-2
ℓ=15 мм=1,5×10 м - длина щели;
d=160 мм=0,16 м - диаметр щели;
Кроме того, предлагаемое решение позволяет исключить потерю масла при проверке масляной системы на герметичность, а также исключает возможность гидравлического удара лопаток нагнетателя.
Система может быть использована на подобных газоперекачивающих агрегатах, где используется масляная система уплотнений.