МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР

Заявляемое решение относится к компрессоростроению, в частности к конструкции корпусов многоступенчатых компрессоров баррельного типа с двумя торцевыми крышками, в которых крепится ротор компрессора.
Известен турбокомпрессор содержащий корпус с упорным уступом, вставляемый в него, состоящий из роторной и статорной частей пакет и закрывающую корпус с одной стороны торцевую крышку. Турбокомпрессор снабжен также несущим роторную часть валом, выступающие из корпуса вправо и влево цапфы которого установлены в подшипниковых обоймах. Вал установлен в радиальном и радиально-упорном подшипниках. Подшипники установлены в подшипниковых обоймах. Обоймы закреплены на выступающих из корпуса торцевых частях статорной части пакета. Центрирование пакета в радиальном направлении осуществляется за счет отверстий, выполненных в области упорного уступа отверстия и в крышке, а в осевом направлении в эксплуатационных условиях - с помощью упорного уступа корпуса и радиально-упорного подшипника. Конец статорной части пакета, имеющий меньший диаметр, и обойма, имеющая больший диаметр, соединены посредством переходного устройства. Использование изобретения позволит обеспечить точное центрирование роторной части в статорной части, что повышает эксплуатационную надежность турбокомпрессора (патент РФ №2140578, МПК: F04D 29/60, опубл. 27.10.1999 г.) - аналог.
Недостатком известного решения является то, что корпус турбокомпрессора имеет только одну крышку, что затрудняет проведение монтажа - демонтажа сменной проточной части (СПЧ), состоящей из сменных роторной и статорной частей.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является обеспечение работоспособности газоперекачивающих агрегатов при монтаже-демонтаже сменных проточных частей компрессора.
Указанный технический результат достигается тем, что многоступенчатый центробежный компрессор, содержит корпус баррельного типа с размещенными в нем элементами проточной части и две торцевые крышки, выполненные с возможностью крепления ротора компрессора, причем одна торцевая крышка расположена в корпусе компрессора и зафиксирована в нем при помощи закладных элементов, например, колец, а другая центрирована при помощи выточки в корпусе и прикреплена к нему снаружи резьбовыми соединениями, выполненными, например, в виде шпилек.
Устройство, характеризующееся тем, что торцевая крышка со стороны привода компрессора расположена в корпусе и зафиксирована в нем при помощи закладных элементов, например, колец, а расположенная на противоположном торце - закреплена к корпусу шпильками.
Устройство, характеризующееся тем, что торцевая крышка со стороны привода компрессора закреплена к корпусу снаружи при помощи шпилек, а расположенная на противоположном торце - расположена в корпусе и зафиксирована в нем посредством закладных элементов, например, колец.
При реконструкции газоперекачивающих агрегатов (ГПА), которая осуществляется ОАО «Газпром» на многих компрессорных станциях, как правило, устаревшие ГПА заменяются на ГПА большей мощности, при этом возникает ряд затруднений, в частности, с размещением ГПА в габаритах существующих цехов. Так, например, для возможности монтажа-демонтажа сменных проточных частей многоступенчатых строительные работы по переносу стены цеха в зоне размещения компрессора, либо укоротить корпус компрессора. Очевидно, что сделать ни то, ни другое, с сохранением работоспособности ГПА и компрессорной станции (КС) не представляется возможным.
Предметом полезной модели является конструкция корпуса многоступенчатого компрессора баррельного типа с торцевыми крышками.
В настоящее время в конструкции корпуса и крышек компрессоров данного типа применяются три возможных варианта крепления крышек корпусов.
В соответствии с первым известным вариантом, крышки с обеих сторон корпуса компрессора утоплены в корпус (расположены в корпусе) и фиксируются при помощи закладных элементов, например, колец.
Данный способ применяется наиболее часто, так как он наиболее удобен с точки зрения монтажа сменной проточной части компрессора и обеспечивает хорошее уплотнение при высоких давлениях перекачиваемой рабочей среды. Однако, корпус компрессора при такой конструкции имеет очень большие габариты по длине, большой вес и, кроме того, данный вариант наиболее дорогостоящий при изготовлении за счет толщины крышек, расположенных в корпусе. При монтаже-демонтаже СПЧ требуется большие расстояния по оси компрессора для выемки и постановки СПЧ. Увеличение длины корпуса компрессора при реконструкции ГПА с увеличением его мощности приводит к невозможности монтажа-демонтажа СПЧ, вследствие ограниченности размеров укрытия ГПА в зоне компрессоров.
В соответствии со вторым известным вариантом - крышки крепятся снаружи корпуса при помощи шпилек. При этом корпус компрессора становится короче, легче и дешевле, нежели при первом варианте. Однако, в данном случае сложнее обеспечить герметичность корпуса компрессора при высоких давлениях, и кроме того, процесс монтажа-демонтажа СПЧ становится гораздо более трудоемким и дорогостоящим.
В соответствии с третьим известным вариантом - крышка со стороны привода компрессора приваривается корпусу, а крышка с противоположной стороны, т.е. со стороны с которой производится монтаж-демонтаж крепится к корпусу посредством шпилек. При этом варианте изготовления, корпус компрессора получается еще короче и легче, чем во втором известном варианте, однако сварка таких крупных толстостенных деталей, как корпус и крышка, сложен технологически, требует специального дорогостоящего оборудования, как для сварки, так и для последующей термообработки.
Заявляемое решение конкретизировано на фиг.1 и 2, где на фиг.1 - показан вариант, когда торцевая крышка со стороны привода компрессора расположена в корпусе и зафиксирована в нем при помощи закладных элементов, например, колец, крышка, расположенная на противоположном торце корпуса закреплена к корпусу шпильками, а на фиг.2 - вариант крепления торцевой крышки со стороны привода компрессора при помощи шпилек, а крышки, расположенной на противоположном конце корпуса зафиксирована в нем посредством закладных элементов, например, колец.
Ниже описаны конструктивное выполнение и принцип работы заявляемого устройства.
В соответствии с заявляемым решением, многоступенчатый компрессор 1 имеет корпус 2 баррельного типа с размещенными в нем сменной проточной частью (СПЧ) состоящей из статорных элементов и ротора 3 с рабочими колесами 4 (элементы проточной части) и две торцевые крышки 5 и 6, выполненные с возможностью крепления ротора 3 компрессора подшипниковыми узлами 7, причем одна торцевая крышка расположена в корпусе 2 компрессора 1 и зафиксирована в нем при помощи закладных колец 8, а другая центрирована при помощи выточки 9 в корпусе 1 и прикреплена к нему снаружи резьбовыми соединениями, выполненными, например, в виде шпилек 10.
Расположение крышек 5 и 6 относительно корпуса 2 компрессора 1 выполняется в зависимости от поставленной задачи.
Если необходимо осуществить монтаж-демонтаж СПЧ не демонтируя стену цеха (при малых расстояниях от стены цеха до ближайшей к ней торцевой крышки), в котором размещен ГПА, то торцевая крышка со стороны привода компрессора углубляется в корпус 2 (располагается в нем) и фиксируется в нем посредством закладных элементов, например, колец 9, а торцевая крышка, расположенная с противоположной стороны корпуса 2 крепится к корпусу снаружи при помощи шпилек 10, и центрируется в нем за счет выточки в корпусе. Осевая длина корпуса компрессора при этом уменьшается на толщину крышки Н, что позволяет осуществлять монтаж-демонтаж СПЧ не демонтирую стену цеха.
Вариант, когда торцевая крышка со стороны привода крепится к корпусу 2 при помощи шпилек 10, а противоположная ей торцевая крышка (задняя крышка) размещена в корпусе (углублена в него), целесообразно применять в том случае, когда за корпусом 2 компрессора 1 в осевом направлении есть достаточное расстояние до стены цеха, позволяющее обеспечить монтаж-демонтаж СПЧ. Такой вариант делает корпус компрессора короче в осевом направлении и легче и, кроме того, выполнение крепления задней крышки к корпусу при помощи закладных элементов, например, колец обеспечивает снижение трудоемкости процесса монтажа-демонтажа СПЧ, а также гарантированную герметичность корпуса 2 компрессора 1 при высоких давлениях.
Примеры выполнения.
Пример 1.
Многоступенчатый компрессор мощностью 25 МВт, установлен на компрессорной станции «Надымская», рабочее давление в корпусе компрессора - 100 Атм. Необходимо провести монтаж-демонтаж сменной проточной части. Расстояние от стены цеха до ближайшего заднего торца компрессора составляет порядка 2300 мм. В случае крепления задней торцевой крышки (противоположной торцевой крышке со стоны привода) при помощи шпилек, для осуществления монтажа-демонтажа сменной проточной части необходимо 2100 мм, при длине корпуса компрессора порядка 2400 мм, т.е. монтаж - демонтаж возможно осуществить в пределах цеха. Если бы в данном случае, крепление крышки было осуществлено при помощи закладных элементов (колец), то длина сменной проточной части возросла бы на 300-350 мм, что сделало бы монтаж-демонтаж невозможным в пределах цеха.
Пример 2.
Многоступенчатый компрессор мощностью 25МВт, рабочее давление в корпусе компрессора - 76 АТм. Расстояние до стены цеха порядка 3000 мм, что позволяет осуществить монтаж-демонтаж сменной проточной части. Торцевую крышку со стороны двигателя крепят к корпусу посредством шпилек d=52-52 мм, в количестве 20-30 шт.
Монтаж торцевых крышек: со стороны двигателя - соединение с корпусом посредством шпилек, со стороны смены СПЧ - закладные кольца.
В данном случае такая конструкция применена в частности и для того, чтобы избежать сварки толстостенных деталей (торцевой крышки с корпусом) и последующей сложной и дорогостоящей термообработки, требующей уникального дорогостоящего оборудования.