КОМПРЕССОРНЫЙ АГРЕГАТ

Полезная модель относится к компрессоростроению, в частности к центробежным компрессорам высокого давления.
Известен компрессорный агрегат разработки компании Cooper Turbocompressor, включающий следующие основные узлы: многовальный многоступенчатый компрессор 1, основной привод - электродвигатель 4 и дополнительный привод - турбину 3, фиг.1. (УДК 621.59:536.48(035.5). Г.К. Лавренченко. Украинская ассоциация производителей технических газов «УА-СИГМА», а/я 271, г. Одесса, 65026, Украина. *e-mail:uasigma@paco.net. Смотр криогенного оборудования и низкотемпературных технологий. Москва 16-19 ноября 2004 г., компания «Мир-Экспо», III международная выставка «Криоген-Экспо» (Рисунок 33), Презентация Cooper Turbocompressor).
Недостатком данной конструкции является то, что достижение необходимых технологических параметров, в частности, давлений порядка 160 бар и выше, решается путем увеличения количества ступеней. При таком решении возникают проблемы с надежностью агрегата, из-за ненадежной работы уплотнительной системы последних ступеней на высоких оборотах и при высоких нагрузках.
Наиболее близким по конструкции и по назначению является компрессорный агрегат производства Казанькомпрессормаша, включающий в качестве основных узлов, многовальный многоступенчатый компрессор низкого давления 1, центробежный компрессор высокого давления 2 и приводной электродвигатель 4, фиг.2, (И.Г. Хисамеев, В.А. Максимов, Г.С. Баткис, Я.З. Гузельбаев. Проектирование и эксплуатация промышленных центробежных компрессоров. - Казань: Изд-во «ФЭН», 2010. - 671 с.).
Данная конструкция дает возможность исключить (или уменьшить) недостатки компрессорного агрегата компании Cooper Turbocompressor. Компрессорный агрегат производства Казанькомпрессормаша, за счет введения в конструкцию агрегата компрессора высокого давления, позволяет увеличить количество ступеней сжатия в агрегате в целом, что дает возможность обеспечить необходимые технологические параметры.
Однако данная конструкция, в свою очередь, также имеет недостатки, среди которых - низкая надежность работы агрегата, связанная с высокими пусковыми моментами, возникающими при каждом запуске агрегата.
Таким образом, технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание конструкционной схемы компрессорного агрегата с оптимальным соотношением энергоэффективности и надежности работы ступеней сжатия.
Данная техническая задача решается тем, что в компрессорном агрегате, который, как и прототип, состоит из привода, многовального многоступенчатого корпуса низкого давления и связанного с ним центробежного компрессора высокого давления, в соответствии с полезной моделью, привод присоединен к компрессору высокого давления. Причем, таким приводом может быть паровая турбина.
При этом в предлагаемом компрессорном агрегате многовальный многоступенчатый компрессор низкого давления может быть дополнительно снабжен приводом, в частности, электродвигателем.
Преимуществом полезной модели является то, что пуск агрегата путем его раскрутки со стороны компрессора высокого давления исключает появление высоких пусковых моментов. При использовании в качестве привода паровой турбины, достигается экономия электрической энергии (либо исключение ее использования) при эксплуатации агрегата.
Описание примеров конкретного осуществления полезной модели осуществляется со ссылками на чертежи, где:
на фиг.1 изображена схема конструкции компрессорного агрегата производства Cooper Turbocompressor;
на фиг.2 изображена схема конструкции компрессорного агрегата производства Казанькомпрессормаша;
на фиг.3 изображена схема конструкции компрессорного агрегата по изобретению;
на фиг.4 изображена схема конструкции компрессорного агрегата по изобретению с приводом, дополнительно присоединенным к компрессору низкого давления.
Компрессорный агрегат по полезной модели (фиг.3) состоит из: многоступенчатого компрессора низкого давления, 1, связанного с ним центробежного компрессора высокого давления 2 и присоединенной к нему паровой турбины, 3.
К компрессору низкого давления может быть дополнительно присоединен электродвигатель, 4 (фиг.4).
Компрессорный агрегат на фиг.3 функционирует следующим образом: плавной постепенной нагрузкой паровой турбины 3, присоединенной к компрессору высокого давления 2, осуществляется плавный запуск компрессорного агрегата до достижения рабочей частоты вращения роторов. Затем путем настройки запорно-регулирующей арматуры производится постепенная нагрузка компрессорного агрегата до выхода на рабочий режим и обеспечения требуемых технологических параметров. Такая схема компрессорного агрегата предлагается для производств, где технологическим регламентом работы предусмотрено использование паровых котлов и энергии пара. Стоит учитывать, что единичная мощность паровой турбины значительно превышает мощность электродвигателя.
Компрессорный агрегат на фиг.4 функционирует так же, как и агрегат на фиг.3, только после нагрузки турбины и выхода на рабочую частоту вращения роторов дополнительно запускается электродвигатель 4, присоединенный к многовальному многоступенчатому компрессору низкого давления 1. Таким образом, мощность, потребляемая компрессорным агрегатом, распределяется между двумя приводами. После этого происходит выход на рабочий режим компрессоров низкого и высокого давлений. Такая схема рассматривается как целесообразная для производств, где основным типом привода, предписанным регламентом работы производства, является электродвигатель. При невозможности обеспечения потребляемой мощности с помощью электродвигателя и при наличии избытка другого типа энергоносителя, в частности пара под давлением, часть недостающей мощности может быть обеспечена путем присоединения паровой турбины 3 к компрессору высокого давления 2.