Способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата
METHOD OF STABILIZATION OF PRESSURE DROP IN GAS PUMPING UNIT SEALING SYSTEM

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 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.
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 №2015153318/06 (082225)).
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, причем в верхней крышке гидроцилиндра выполнено отверстие для прохода стержня, при этом упомянутый стержень снабжен двумя плоскостями роликов для обеспечения поддержки и скольжения стержня, а между верхней опорой и стержнем выполнена пружина для обеспечения противодействия давлению масла, при этом способ содержит этапы, на которых:
поршень перемещают из верхнего положения, в котором при давлении масла в системе смазки, значение которого превышает значение давления стержня на поршень, упомянутый поршень соприкасается с верхней крышкой гидроцилиндра, заполненного маслом, в нижнее положение под воздействием стержня при аварийном падении давления масла в системе смазки, вытесняя таким образом масло в коллектор смазки;
подключают аварийный генератор для обеспечения электроснабжения газоперекачивающего агрегата;
при этом массу и диаметр стержня задают таким образом, чтобы значение давления стержня на поршень варьировалось в интервале 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 решаются и достигаются тем, что способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, выполненного в виде размещенного вертикально гидроцилиндра, содержащего нижний корпус, верхний корпус, соединенные двухсторонним фланцем, верхнюю крышку, нижнюю крышку; причем верхний корпус содержит стержень, нижний корпус содержит поршень с, по меньшей мере, одним уплотнением по маслу уплотнения, одним уплотнением по газу и направляющей лентой, верхняя крышка гидроцилиндра снабжена штуцером, выполненным с возможностью подключения линии газа, 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, значение которого превышает значение давления стержня на поршень, поршень соприкасается с двухсторонним фланцем при заполнении гидроцилиндра маслом уплотнения, в нижнее положение под воздействием стержня при аварийном падении перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения, вытесняя, таким образом, масло уплотнения в коллектор масла уплотнения газоперекачивающего агрегата,
подключают аварийный источник питания для обеспечения электроснабжения газоперекачивающего агрегата,
при этом массу и диаметр стержня задают 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 решаются и достигаются тем, что способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, нижний корпус, верхний 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 решаются и достигаются тем, что способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, стержень верхнего корпуса гидроцилиндра которого выполнен с возможностью крепления к его верхней плоскости площадки с роликами, выполненными из полиуретана, обеспечивающими расположение стержня на оси гидроцилиндра и легкое скольжение стержня вниз.
Указанные технические проблема и результат соответственно решаются и достигаются тем, что способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, поршень гидроцилиндра которого содержит выполненный из фторопласта стакан, предотвращающий износ поршня и искрообразование.
Указанные технические проблема и результат соответственно решаются и достигаются тем, что способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют при помощи устройства, двухсторонний фланец которого выполнен таким образом, чтобы обеспечивать герметичность и прочность устройства.
Способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата иллюстрируется описанием предпочтительного варианта его осуществления и графическими материалами, где на фиг. 1 устройство, посредством которого реализуют предпочтительный вариант осуществления способа, изображено в продольном сечении, а на фиг. 2 - в подготовленном к работе состоянии.
Далее со ссылкой на прилагаемые графические материалы описан реализуемый предпочтительный вариант осуществления способа стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата.
Способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата реализуют посредством устройства, представляющего собой размещенный между верхней и нижней опорами в непосредственной близости к коллектору масла уплотнения газоперекачивающего агрегата гидроцилиндр 1, содержащий нижний корпус с поршнем 5 и стаканом 6, выполненным из фторопласта, верхний корпус 12 со стержнем 13, к которому прикреплена площадка 15 с роликами 16, выполненными из полиуретана, крепежным болтом 14, верхнюю крышку 18 со штуцером 19, выполненным с возможностью подключения линии газа, и нижнюю крышку 2 со штуцером 3, выполненным с возможностью подключения линии масла уплотнения от коллектора масла уплотнения газоперекачивающего агрегата.
Поршень 5 содержит, по меньшей мере, одно уплотнение 9 по газу, одно уплотнение 7 по маслу уплотнения и направляющую ленту 8.
Верхний корпус 12 гидроцилиндра 1 и нижний корпус гидроцилиндра 1 соединяют посредством двухстороннего фланца 10 и болтов 11 соединения верхнего корпуса 12 гидроцилиндра 1 и нижнего корпуса гидроцилиндра 1. Верхнюю крышку 18 гидроцилиндра 1 соединяют с гидроцилиндром 1 болтом 17 соединения верхней крышки 18 и гидроцилиндра 1. Нижнюю крышку 2 гидроцилиндра 1 соединяют с гидроцилиндром 1 болтом 4 соединения нижней крышки 2 и гидроцилиндра 1.
Нижняя крышка 2 гидроцилиндра 1 снабжена штуцером 3, к которому подключают линию масла уплотнения от коллектора масла уплотнения газоперекачивающего агрегата. Верхняя крышка 18 снабжена штуцером 19, к которому подключают линию газа.
Для реализации способа стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата устройство содержит обратный клапан 21 и жиклер 22, предназначенные для исключения резкого падения давления при заполнении гидроцилиндра маслом уплотнения при линейном перемещении поршня 5 в сторону двухстороннего фланца 10.
Для реализации способа стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата устройство содержит шаровые краны 20, 23, предназначенные 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 масла уплотнения газоперекачивающего агрегата.
На остановленном газоперекачивающем агрегате, когда давление масла в системе уплотнения равно нулю, поршень 5 перемещают в нижнее положение под воздействием стержня 13 на поршень 5.
При пуске посредством маслонасоса системы уплотнения газоперекачивающего агрегата давление увеличивается и при достижении значения, превышающего значение давления стержня 13 на поршень 5, поршень 5 перемещают в верхнее положение, а полость гидроцилиндра 1 заполняют маслом уплотнения. При этом поршень 5 перемещают по направлению к двухстороннему фланцу 10 при перемещении стержня 13 вверх.
При достижении значения перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата ниже давления стержня 13 на поршень 5 (ниже предупредительной уставки, но выше аварийной) поршень 5 перемещают вниз, вытесняя масло уплотнения в коллектор масла уплотнения газоперекачивающего агрегата и тем самым обеспечивая необходимое значение перепада давления между маслом уплотнения и газом в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата.
Время работы устройства, посредством которого реализуют предлагаемый способ стабилизации перепада давления в системе уплотнения газоперекачивающего агрегата, определяется объемом вытесняемого масла уплотнения под поршнем 5 и значением массы стержня 13, на которое настроено устройство. Для этого площадь поперечного сечения поршня 5 и длину корпуса гидроцилиндра 1 подбирают соответствующим образом.
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.