БЛОК НАСОСНЫЙ ДЛЯ ПРОМЫВКИ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА
PUMP UNIT FOR CENTRIFUGAL COMPRESSOR FLOW PART WASHING

Изобретение относится к устройствам для промывки проточной части центробежного компрессора, в частности для промывки проточной части центробежного компрессора газоперекачивающего агрегата.
Известно, что в результате перекачки природного или попутного нефтяного газа в проточной части центробежных компрессоров накапливаются отложения, которые влияют на производительность и эффективность компрессора, вибрацию и срок его службы. Данная проблема решается промывкой проточной части центробежного компрессора. Например, как в описанных в патентных документах JP 2010127245 А (опубл. 10.06.2010) и CN 205858800 U (опубл. 04.01.2017) центробежных компрессорах. Для промывки промывочная жидкость, как правило, нагретая, впрыскивается при помощи форсунок в проточную часть компрессора. Из патента CN 202338516 U (опубл. 18.07.2012) известно стационарное устройство для подачи промывочной жидкости в центробежный компрессор, включающее резервуар для промывочной жидкости, подающий трубопровод с установленными на нем насосом, запорной арматурой, регулятором давления, средства измерений давления (манометр) и уровня промывочной жидкости, связанное трубопроводами с форсунками в центробежном компрессоре. Такие стационарные устройства, называемые также промывочными машинами, располагаются в отдельных помещениях или блоках-контейнерах и предназначены для промывки как правило одного компрессора. Однако так как компрессорные станции имеют несколько газоперекачивающих агрегатов, целесообразно иметь мобильную, компактную и удобную в обслуживании и эксплуатации промывочную машину, которая могла бы обеспечивать промывку нескольких компрессоров.
Вообще мобильные промывочные машины широко известны, например, промывочные машины для промывки компрессоров газотурбинных двигателей. К примеру, известны: по патенту RU 140704 (опубл. 20.05.2014) устройство подготовки и подачи растворов для промывки газотурбинного двигателя; по патенту RU 2542318 (опубл. 20.02.2015) моечный аппарат для турбовинтовых двигателей летательных аппаратов; по патентному документу CN 201281048 (опубл. 29.07.2009) устройство для промывки лопаток газотурбинного компрессора; по патентному документу CN 202411030 (опубл. 05.09.2012) устройство для промывки газотурбинного компрессора, известно также мобильное промывочное устройство для промывки аппарата воздушного охлаждения газа по патенту RU 2656801 (опубл. 06.06.2018). Общим недостатком таких устройств является следующее - они недостаточно удобны в эксплуатации.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является мобильное устройство для промывки газотурбинного двигателя летательного аппарата по патенту CN 107199201 (опубл. 26.09.2017). Устройство включает: раму с колесами и тягой с поворотным рулевым управлением рамой, вращаемым в горизонтальной плоскости; единый корпус с каркасом и поддоном, установленный на раме, с роликовыми дверями (называемыми также шторными дверями); первый бак для жидкости и второй бак для жидкости, оба бака содержат уровнемер байпасный (указатель уровня), нагреватель жидкости, датчик температуры, трубопровод заправки, заливочное отверстие, фильтр перед заливочным отверстием, ревизионный люк; трубопровод подачи промывочной жидкости, связанный с баком; насос с электроприводом, клапаны; баки снабжены дренажным трубопроводом; трубопровод заправки, трубопровод подачи имеют быстроразъемные соединения. Устройство содержит пульт управления, размещенный в корпусе. Это устройство благодаря наличию тяги с поворотным рулевым управлением рамой, роликовым дверям и быстроразъемным соединениям, ревизионным люкам на баках более удобно в обслуживании и эксплуатации, по сравнению с перечисленными выше аналогами. Однако оно все же недостаточно удобно, так как имеет ручное управление наполнением баков и нагревом промывочной жидкости, а также из-за своих габаритов и необходимости использования автомобиля для его транспортирования. Кроме того, в нем не предусмотрены шланги с помощью которых устройство подключается к промывочным форсункам или заполняется промывочной жидкостью, а также не контролируется давление промывочной жидкости.
Таким образом, стоит проблема разработки конструкции мобильного устройства для промывки проточной части центробежного компрессора, в частности центробежного компрессора газоперекачивающего агрегата, компактного и удобного в обслуживании и эксплуатации.
Технический результат заключается в создании конструкции мобильного блока насосного для промывки проточной части центробежного компрессора, в частности центробежного компрессора газоперекачивающего агрегата, компактного и удобного в обслуживании и эксплуатации. Эксплуатация устройства предполагалась для промывки проточной части, по меньшей мере, двух центробежных компрессоров газоперекачивающих агрегатов в помещении компрессорного цеха. В качестве промывочной жидкости предполагалась деминерализованная вода с возможностью добавления различных ингибиторов и температурой - до плюс 70°С.
Для достижения указанного технического результата блок насосный для промывки проточной части центробежного компрессора (далее - блок насосный) выполнен в едином корпусе на раме с колесами и поворотным устройством и содержит: бак промывочной жидкости (далее - бак), снабженный указателем уровня, электрическим нагревателем, средством измерений температуры (термометр), трубопроводом заправки, заливочной горловиной, ревизионным люком; трубопровод подачи промывочной жидкости (далее трубопровод подачи), связанный с баком; по меньшей мере, один насос; клапаны; по меньшей мере, один дренажный трубопровод; пульт управления, корпус снабжен шторными дверями, трубопровод заправки и трубопровод подачи снабжены быстроразъемным соединением, при этом: бак дополнительно снабжен реле герконовыми верхнего и нижнего уровня жидкости, терморегулятором (термостатом); устройство снабжено средством измерений давления (манометр) и реле давления, установленным перед насосом; в качестве поворотного устройства применено поворотное гидравлическое устройство с рукоятью, снабженной рычагом управления, и гидроузлом с колесами.
Целесообразно снабдить корпус съемными панелями для доступа к оборудованию. Предпочтительно, чтобы трубопровод заправки и трубопровод подачи были снабжены гибкими шлангами, целесообразно чтобы в корпусе были предусмотрены отсеки для хранения шлангов. Целесообразно также предусмотреть в корпусе отсек для хранения электрокабелей. Целесообразно снабдить корпус грузоподъемными приспособлениями - рым-болтами и опорами под вилочный захват.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что: бак дополнительно снабжен реле герконовыми верхнего и нижнего уровня жидкости, терморегулятором (термостатом); имеет средство измерений давления (манометр) и реле давления, установленное перед насосом; в качестве поворотного устройства применено поворотное гидравлическое устройство с рукоятью, снабженной рычагом управления, и гидроузлом с колесами. В частных случаях выполнения полезной модели корпус может быть снабжен съемными панелями для доступа к оборудованию, трубопровод заправки и трубопровод подачи могут быть снабжены гибкими шлангами, в корпусе могут быть предусмотрены отсеки для хранения шлангов, в корпусе может быть отсек для хранения электрокабелей, корпус может быть снабжен грузоподъемными приспособлениями - рым-болтами и опорами под вилочный захват. Благодаря этому создана конструкция мобильного блока насосного для промывки проточной части центробежного компрессора, в частности центробежного компрессора газоперекачивающего агрегата, компактного и удобного в обслуживании и эксплуатации.
Выполнение бака с реле герконовыми верхнего и нижнего уровня позволяет автоматически контролировать заполнение и опорожнение бака, а также автоматически блокировать работу нагревателя и насоса по уставкам срабатывания, терморегулятор позволяет автоматически поддерживать необходимую температуру промывочной жидкости. Реле давления позволяет контролировать давление на входе насоса и автоматически блокировать его включение, если необходимое давление не достигнуто или если вода отсутствует. Таким образом, автоматически выдаются сигналы блокировки и защиты оборудования, обеспечивается индикация состояния устройства на пульте управления, что повышает удобство эксплуатации и обслуживания. Средство измерений давления (манометр) позволяет контролировать давление промывочной жидкости, указатель уровня позволяют контролировать наполнение или опорожнение бака; средство измерения температуры (термометр) позволяет контролировать температуру промывочной жидкости. Ревизионный люк облегчает обслуживание и эксплуатацию бака. Применение колес и поворотного гидравлического устройства с рукоятью, снабженной рычагом управления, и гидроузлом с колесами повышает мобильность и маневренность устройства, следовательно, повышает удобство. Применение съемных панелей и шторных дверей для доступа к оборудованию, гибких шлангов, быстроразъемных соединений, отсеков для хранения шлангов и электрокабелей, грузоподъемных приспособлений, пульта управления также повышает удобство использования устройства. Предлагаемое устройство более компактно по сравнению с прототипом, так как содержит один бак, а его поворотное устройство более компактно по сравнению с прототипом. Работа устройство автоматизирована, в том числе наполнение бака и нагрев, оператору необходимо только задать необходимый режим работы устройства. Дренажные трубопроводы позволяют слить остатки промывочной жидкости из системы после работы. Электрический нагреватель позволяет нагреть промывочную жидкость до необходимой для промывки проточной части центробежного компрессора температуры. Клапаны позволяют производить переключение режимов работы устройства, обеспечивать безопасность устройства. Трубопровод заправки и заливочная горловина позволяют заполнить бак промывочной жидкостью. Гибкие шланги с быстро-разъемными соединениями позволяют подключить блок насосный к трубопроводу системы гидродинамической очистки центробежного компрессора и к водопроводной сети, что также повышает удобство устройства, в том числе благодаря тому, что шланги всегда под рукой.
Работа устройства происходит следующим образом.
Бак заполняется промывочной жидкостью через заливочную горловину или через трубопровод заправки. Промывочная жидкость нагревается в баке до необходимой температуры и подается насосом через гибкий шланг высокого давления трубопровода подачи в систему гидродинамической очистки центробежного компрессора, подключение блока насосного к трубопроводу системы гидродинамической очистки центробежного компрессора осуществляется через быстроразъемное соединение. Блок насосный имеет несколько режимов работы: заправка, слив, нагрев, промывка.
Заправка бака промывочной жидкостью может производиться через заливную горловину при помощи внешнего насоса или вручную, через трубопровод заправки (через гибкий шланг) при помощи внешнего насоса или от водопроводной сети, из емкости через трубопровод заправки (через гибкий шланг) при помощи насоса блока насосного. Клапаны на трубопроводе заправки открыты, клапаны на трубопроводе подачи закрыты. После достижения верхнего уровня жидкости срабатывает реле герконовое верхнего уровня, насос отключается. Контролировать уровень жидкости в баке можно также визуально по указателю уровня.
Слив неиспользованной промывочной жидкости из бака производиться при помощи насоса блока насосного, слив жидкости происходит через трубопровод заправки, клапаны на трубопроводе заправки открыты. После достижения нижнего уровня жидкости в баке срабатывает реле герконовое нижнего уровня жидкости, насос отключается.
Нагрев промывочной жидкости производится следующим образом. Включаются нагреватель, при этом он не включится при низком уровне жидкости в баке. Для более быстрого нагрева периодически может производиться циркуляция жидкости в баке при помощи насоса блока насосного. После достижения необходимой температуры терморегулятор поддерживает необходимую температуру в баке.
Промывка, основной режим работы устройства, производиться следующим образом. Трубопровод подачи блока насосного подключается к системе гидродинамической очистки центробежного компрессора при помощи гибкого шланга и быстроразъемного соединения. Открываются клапаны на трубопроводе подачи и при наличии необходимого напора на входе насоса, что контролируется реле давления, он включается, промывочная жидкость подается в систему гидродинамической очистки центробежного компрессора. После того как уровень жидкости в баке достигает нижнего уровня, срабатывает реле герконовое нижнего уровня жидкости, насос автоматически отключаются.
Управление работой блока насосного на всех режимах осуществляется с пульта управления, на нем находятся кнопки («ВКЛ» и «ВЫКЛ» насосов, нагревателя), переключатели (режимов работы) и индикаторы состояния блока насосного (наличие питания, неисправность, температура в баке, высокий и низкий уровень жидкости, нагреватель включен, насос включен). Пульт управления также обеспечивает прием и распределение электроэнергии.
Удобный доступ для обслуживания оборудования блока насосного обеспечивается благодаря съемным панелям и шторным дверям. Гибкие шланги и электрокабель хранятся в специальных отсеках. Благодаря колесам и поворотному гидравлическому устройству устройство легко перемещается в нужное место. При необходимости оно может транспортироваться при помощи строп и рым-болтов краном или погрузчиком с вилочным захватом.
Предлагаемая конструкция иллюстрируется чертежами.
На фигуре 1 представлен общий вид блока насосного в аксонометрической проекции (шторные двери и съемная панель на передней стороне условно не показаны), конкретный пример воплощения полезной модели, на фигуре 2 - то же что на фигуре 1, обратная сторона устройства, на фигуре 3 представлен бак (средства измерений и терморегулятор условно не показаны), на фигуре 4 представлена трубопроводная обвязка блока насосного, на фигуре 5 представлена схема принципиальная гидравлическая блока насосного, где 1 - корпус, 2 - рама, 3 - колеса рамы (2), 4 - гидравлическое поворотное устройство, 5 - шторные двери, 6 - съемные панели, 7 - грузоподъемные приспособления, 8 - бак, 9 - указатель уровня, 10 - реле герконовое уровня (верхнего, нижнего), 11 - нагреватель, 12 - терморегулятор, 13 - средство измерений температуры, 14 - заливной патрубок, 15 - ревизионный люк, 16 - средство измерений давления, 17 - реле давления, 18 - трубопровод заправки, 19 - трубопровод подачи, 20 - дренажный трубопровод, 21 - клапан, 22 - насос, 23 - пульт управления, 24 - отсеки для хранения шлангов, 25 - отсек для хранения электрокабеля.
В конкретном показанном на фигурах примере воплощения полезной модели, блок насосный выполнен в корпусе (1), представляющем собой сварной каркас из гнутых профилей на раме (2), на который установлены съемные панели (6) и шторные двери (5). На раме (2) установлены бескамерные колеса (3) и гидравлическое поворотное устройство (4), внизу рамы (2) выполнены опоры под вилочный захват, сверху корпуса - рым-болты, служащие грузоподъемными приспособлениями (7). В раме (2) имеется поддон с дренажным трубопроводом (20), в корпусе имеются отсеки (24, 25) для хранения шлангов и электрокабеля. В показанном примере в блоке насосном применены два насоса (22) - центробежный насос с электродвигателем и плунжерный насос высокого давления с электродвигателем и ременной передачей, которые совместно обеспечивают высокое давление промывочной жидкости, необходимое для промывки проточной части центробежного компрессора. Бак (8) представляет собой сварную конструкцию из нержавеющего металла. Заливной патрубок в заливочной горловине, снабженный фильтрами и сапуном (не указаны), препятствует попаданию механических примесей в бак при заливке через горловину и созданию вакуума при опорожнении бака. В устройстве использованы клапаны (21) различных видов. Запорные клапаны предназначены для переключения режимов работы и дренажа, обратные клапаны служат для правильной работы насосов и для защиты от противодавления со стороны системы гидродинамической очистки центробежного компрессора при работе блока насосного, предохранительный клапан предназначен для защиты оборудования и трубопроводов, разгрузочный клапан предназначен для регулирования давления промывочной жидкости и настраивается на рабочее давление промывочной жидкости, продувочные клапаны позволяют выпустить воздух из трубопроводов и обеспечивают правильную работу оборудования и средств измерений. Сетчатые фильтры (не указаны) защищают насосы от механических примесей. В качестве средства измерения давления (16) применен манометр, но может быть применен датчик давления, в качестве средства измерения температуры (13) применен термометр, но может быть применен датчик температуры, в качестве указателя уровня (9) применен уровнемер байпасный. Пульт управления (23) представляет собой взрывонепроницаемую оболочку со смонтированными внутри электрическими компонентами, для ввода сигнальных и силовых кабелей на одной из ее стенок предусмотрена группа взрывозащищенных кабельных вводов, на лицевой стороне размещены кнопки, переключатели и индикаторы. Электрокабели проложены в кабельных лотках. Электрокабель для подключения устройства промывки и гибкие шланги при хранении сворачиваются и размещаются в отсеках (24, 25) на специальных кронштейнах.
Основные характеристики блока насосного по конкретному показанному примеру воплощения полезной модели приведены в таблице.
Характеристики устройства зависят от характеристик промываемого центробежного компрессора и могут отличаться от указанных выше.
Заявляемое техническое решение блока насосного для промывки проточной части центробежного компрессора может быть осуществлено в условиях промышленного производства с использованием стандартного оборудования, современных материалов и технологий. Устройство собирается из стандартного электротехнического, насосного оборудования и приборов, применяются стандартные средства измерений, трубопроводная арматура и трубопроводные соединения. При изготовлении устройства используются стандартные металлические конструкции, металлопрокат, средства крепежа.
Авторами разработана конструкция устройства для промывки проточной части центробежного компрессора, которая успешно реализована в Блоке насосном БН03.0000.000 на производстве заявителя.