ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР

Предлагаемое решение относится к области компрессоростроения, в частности к конструкциям кованных корпусов центробежных компрессоров для перекачки природного газа.
Известен центробежный компрессор корпус которого содержит обечайку с входным и выходным патрубками, приваренными к обечайке и расположенными по разные стороны и перпендикулярно продольной оси корпуса (а.с. СССР №966316, F04D 29/40, БИ №38 за 1982 г.) - аналог.
Недостатком известного решения является наличие сварных соединений, которые при расходах и давлениях природного газа при его перекачке не могут обеспечить требуемые надежность и долговечность центробежного компрессора.
Известен центробежный компрессор, корпус которого содержит обечайку с всасывающим и нагнетательным отверстиями, направленными в разные стороны. Оба отверстия расположены в одной плоскости в продольном сечении, наружная поверхность обечайки выполнена эллиптической формы со смещением центров радиусов наружной поверхности обечайки и внутренней поверхности обечайки и имеет со стороны всасывающего и нагнетательного отверстий плоские срезанные перпендикулярно осям отверстий стороны. Выполнение наружной поверхности обечайки в виде эллипса со срезанными боковыми поверхностями позволяет получить на корпусе компрессора приливы, достаточные для установки в них шпилек для крепления фланца газопровода. Известное решение позволяет исключить сварку при соединении обечайки с подводящим (входным) и отводящим (выходным) устройствами и заменить ее на резьбовое соединение, (патент РФ №2276290, F04D 29/42, опубликовано 10.05.2006 г.) - прототип.
Недостатками известного решения являются низкая надежность конструкции корпуса центробежного компрессора из-за усложненной технологии изготовления, в частности, срезанных боковых сторон обечайки строго перпендикулярно осям всасывающего и нагнетательного отверстий, а также повышенная металлоемкость.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение является обеспечение требуемой надежности корпуса компрессора путем стабилизации внутренних зазоров сменной проточной части, в том числе и ротора, при одновременном повышении технологичности и уменьшении металлоемкости.
Указанный технический результат достигается тем, что в центробежном компрессоре, содержащем корпус, выполненный в виде обечайки с всасывающим и нагнетательным отверстиями, в котором размещена и зафиксирована посредством торцевых крышек сменная проточная часть, входное устройство для подачи в корпус рабочей среды через всасывающее отверстие и выходное устройство для отвода рабочей среды из корпуса через нагнетательное отверстие, наружная поверхность обечайки выполнена в виде многогранника, к одной из граней которого, выполненной в области всасывающего отверстия прикреплено входное устройство, а к другой грани многогранной обечайки, выполненной в области расположения нагнетательного отверстия, прикреплено выходное устройство с возможностью обеспечения на выходе из компрессора тангенциального направления потока рабочей среды.
Заявляемый центробежный компрессор может содержать на корпусе бонки, т.е. утолщение на корпусных деталях, окантовывающее отверстия для крепления входного и выходного устройств к корпусу, которые выполнены зацело с обечайкой.
Заявляемое решение конкретизировано на фиг.1-3, где на фиг.1 представлен продольный разрез центробежного компрессора, на фиг.2 и фиг.3 - варианты изготовления многогранной обечайки корпуса центробежного компрессора с прикрепленными к ней входным и выходным устройствами.
Центробежный компрессор 1 содержит корпус 2, выполненный в виде обечайки 3 с всасывающим 4 и нагнетательным отверстиями 5, в котором размещена и зафиксирована посредством торцевых крышек 6 и 7 сменная проточная часть 8. К корпусу прикреплены входное устройство 9 для подачи в корпус 2 рабочей среды через всасывающее отверстие 4 и выходное устройство 10 для отвода рабочей среды из корпуса 2 через нагнетательное отверстие 5. Наружная поверхность обечайки выполнена в виде многогранника, к одной из граней которого, выполненной в области всасывающего отверстия 4, резьбовым соединением 11 прикреплено входное устройство 9, а к грани многогранной обечайки, выполненной в области расположения нагнетательного отверстия 5 прикреплено резьбовым соединением 12 выходное устройство 10. Корпус может содержать бонки (на фигурах не показаны), выполненные зацело с корпусом 2 и предназначенные для крепления входного 9 и выходного 10 устройств к корпусу центробежного компрессора. В отличие от прототипа, в заявляемом устройстве нет необходимости выполнять грани именно перпендикулярно осям всасывающего и нагнетательного отверстий что усложняет технологию и снижает надежность корпуса центробежного компрессора, достаточно чтобы эти грани были выполнены в области всасывающего и нагнетательного отверстия и их размер позволял прикрепить к ним входное или выходной устройство, с обеспечением требуемого расхода центробежного компрессора. Количество граней определяется техническими характеристиками центробежного компрессора, условиями его работы и т.д. и определяется в каждом конкретном случае. Как правило, отверстия для крепления входного и выходного устройств к корпусу выполняют непосредственно в теле обечайки корпуса, если это не ухудшает его прочностных характеристик. В отдельных случаях, например, если наружная поверхность обечайки выполнена в форме неправильного многогранника с диагональным расположением той грани, к которой осуществляется прикрепление входного или выходного устройства, возможно использование бонок при креплении входного и выходного устройств к корпусу центробежного компрессора.
Обеспечение на выходе из компрессора тангенциального направления потока рабочей среды позволяет, в частности обеспечить повышение политропного К.П.Д. заявляемого центробежного компрессора.
Изготовление корпуса заявляемого центробежного компрессора осуществляют из литой заготовки путем ковки с использованием известных технологий до получения наружной поверхности обечайки с требуемым, в соответствии с габаритами, характеристиками, условиями работы и т.д., центробежного компрессора, количеством и расположением граней, с последующей обработкой граней в области подсоединения к ним входного и выходного устройств.
Примеры конкретного выполнения.
6
3
2
1. Центробежный компрессор для ГТУ-16/16 МВт производительностью 40×10 нм/сутки, степень сжатия - 1,35, конечное давление 76 кг/см, мощность компрессора 15,2 МВт, корпус компрессора выполнен из поковки материал Ст 09Г2С, материал рабочих колес - титан ВТ5Л, число граней на наружной обечайке - 8, крепление шпильками, отверстия под крепление выполнено непосредственно в корпусе.
6
3
2
2. Центробежный компрессор для ГТУ-25/25 МВт производительностью 49×10 нм/сутки, степень сжатия - 1,44, конечное давление 76 кг/см, мощность компрессора 23,5 МВт, корпус компрессора выполнен из поковки материал Ст 09Г2С, материал рабочих колес - титан ВТ6Л, число граней на наружной обечайке - 6, крепление шпильками, отверстия под крепление выполнено непосредственно в корпусе.
Заявляемое решение позволяет повысить сроки межремонтного обслуживания центробежного компрессора, с обеспечением политропного к.п.д. 87%, при уменьшении металлоемкости на 5-10%.