Система газовых уплотнений компрессора

Ныне большинство новых нагнетателей, входящих в ГПА создаются с применением СГУ.

В газовой промышленности для транспортировки природного газа на дожимающих (ДКС) и линейных компрессорных станциях (КС) магистральных газопроводов (МГП) используются газоперекачивающие агрегаты (ГПА), имеющие в комплектации нагнетатели с сухими газодинамическими уплотнениями (СГУ).

Ныне большинство новых нагнетателей, входящих в ГПА, создаются с применением СГУ.

СГУ активно включаются в состав нагнетателей при реконструкции и модернизации ГПА.

Конструктивно СГУ могут быть одиночными, либо двойными, расположенных в одном картридже.

При этом, первичный газовый затвор действует как основной, а вторичный является резервным.

Напомним, что затраты на компрессор за весь период его работы складывается из инвестиционной стоимости оборудования, затрат на расходные материалы и техническое обслуживание.

Отфильтрованный природный газ (уплотняющий или буферный) подается в полость между картриджем уплотнения и внутренним лабиринтом.

Большая часть этого газа перетекает назад в компрессор по внутреннему лабиринту, обеспечивая отсутствие жидкости и механических частиц в уплотняющей полости, которые могут повредить газовый затвор.

Небольшая часть подаваемого газа поступает через уплотняющий зазор в полость между картриджами 1 й и 2 й ступени.

Эта полость вентилируется, и утечка отводится на свечу.

Картридж 2 й ступени уплотняется газовой утечкой из 1 й ступени или разделительным газом, используется в качестве опции при повышенных требованиях к безопасности техпроцесса или действует в качестве резервного уплотнения.

Барьерное уплотнение предназначено для изоляции газового уплотнения от подшипниковой камеры и предотвращения попадания масла на уплотнительные поверхности и служит последним рубежом защиты на случай катастрофических разрушений газовых затворов 1 й и 2 й ступени.

Конструктивно барьерное уплотнение выполняется в виде лабиринтного уплотнения или сегментного графитового кольца.

Уплотнение достигается за счет подачи буферного воздуха.

Графитовое кольцо, из-за меньшего зазора с валом компрессора, дает преимущество за счет более низких требований к расходу буферного воздуха по сравнению с лабиринтными барьерными уплотнениями.

Использование СГУ в составе ГПА требует установки оборудования, обеспечивающего подачу уплотняющего (буферного) газа с заданными параметрами к картриджам СГУ на всех режимах работы ГПА и барьерного воздуха с заданными параметрами к барьерным уплотнениям.

Источник уплотняющего природного газа должен обеспечить превышение давления уплотняющего газа над расчетным давлением (Р1+Д) на величину не менее 3,5 кгс/см 2 на всех режимах работы ГПА, в тч аварийной и нормальной остановке, запуска ГПА, работу на режиме «Кольцо», режимы с малыми степенями сжатия, в точке подключения для обеспечения адекватного регулирования величины перепада «газ-газ».

Система фильтрации должна обеспечивать отсутствие в уплотняющем газе механических примесей более 10 мкм, 99,7% фильтрации по влаге в точке подключения, что должно предотвратить конденсацию влаги внутри полости установки картриджа и на самой уплотняющей паре из-за эффекта Джоуля — Томпсона при последовательном прохождении уплотняющего газа через запорную арматуру, уплотнительный зазор и свечи.

Читайте также: Неправильное вращение винтового компрессора

В системах СГУ, применяемых ныне на объектах газовой промышленности на нагнетателях ГПА для обеспечения требуемого перепада между давлением буферного газа и полостью всасывания, буферный газ отбирается из коллектора нагнетания (если на КС работает по крайней мере один ГПА), иначе природный газ отбирается на входе в ГПА.

Снижение требуемого перепада давления или его отсутствие на всех режимах работы ГПА вызывает прорыв неочищенного газа с нагнетания компрессора к СГУ и вывод его из строя.

Применение дожимной компрессорной установки (ДКУ) позволяет повысить автономность ГПА, надежность работы СГУ и увеличить ресурс ГПА.

На практике также используются газодинамические торцовые уплотнения , традиционные масляные подшипники, малорасходные торцовые масляные уплотнения и щелевые уплотнения.

Видео:Как работает торцевое уплотнение? / Центробежный насосСкачать

СГУ центробежных компрессоров и нагнетателей природного газа

В зависимости от состава уплотняемого газа, геометрических и режимных параметров компрессора узел СГУ может состоять из одной или нескольких уплотнительных ступеней. Имеется целый ряд компоновочных решений узлов СГУ. Наиболее распространенные из них: одинарное уплотнение, двойное уплотнение «спина-к-спине», двойное последовательное уплотнение «тандем»

Видео:Как работает центробежный газовый компрессорСкачать

Одинарное уплотнение

Наиболее простое уплотнение, состоящее из одной уплотнительной ступени.

Видео:Многоступенчатый центробежный компрессорСкачать

Применяется для уплотнения неопасных, нетоксичных газов давлением до 80 кг/см 2 . Уплотнение может комплектоваться концевым лабиринтом.

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Двойное уплотнение «спина-к-спине»

Состоит из двух уплотнительных ступеней, расположенных по схеме «спина к спине». Эта схема обычно применяется в случаях, если перед уплотнением возможно возникновение вакуума, или если для подачи в уплотнение в качестве буферного газа используется инертный газ, утечку которого внутрь компрессора необходимо ограничить. Уплотнение может комплектоваться концевым лабиринтом.

Видео:Учебный фильм "Трубопроводный транспорт газа" - Часть 2Скачать

Двойное последовательное уплотнение «тандем»

Состоит из двух последовательно расположенных уплотнительных ступеней. Эта схема наиболее распространена на компрессорах предприятий химической, нефтехимической и газовой промышленности, где сжимаются опасные и токс

Видео:Устройство уплотнений штоков компрессораСкачать

Уплотнение может комплектоваться межступенчатым и концевым лабиринтом.

Материалы (корпусных деталей, уплотнительных пар, вторичных уплотнений и т.д.), применяемые в узлах СГУ, подбираются из условия устойчивости к воздействию коррозии уплотняемой среды.

Технические характеристики:

• уплотняемое давление — до 280 кг/см 2 ;
• температура в области уплотнений — до 250 ºС;
• скорость на периферии вращающегося седла — до 200 м/сек;
• диаметр вала под уплотнением — до 250 мм.

При превышении какого-либо из указанных параметров могут применяться специальные (нестандартные) уплотнения.

Повышение надежности и долговечности:

• упразднение большого количества сложного и, как следствие, ненадежного оборудования системы уплотнительного масла (маслонасосы высокого давления, узлы масляных уплотнений с ограниченным ресурсом, регуляторы перепада давления, маслоловушки, дегазаторы…);
• принцип действия основных элементов — уплотнительных пар и их конструкция таковы, что они автоматически реагируют на изменение режимных параметров работы компрессора и сохраняют свою работоспособность в условиях, даже являющихся аварийными для самого компрессорного агрегата;
• отсутствие контакта уплотнительных пар при работе исключает их износ и увеличивает срок службы уплотнения (более 12 лет).

Читайте также: Устройство компрессора для холодильника индезит

Преимущества в обслуживании:

• отсутствует трудоемкий процесс обслуживания масляных систем уплотнений (замена масла, ремонт насосов и сопутствующего оборудования, ревизия всей системы);
• техническое обслуживание системы сухих газовых уплотнений включает: визуальный осмотр состояния рабочих пар, замена уплотнительных О-колец и демпферов (1 раз / 1…4 года), замена засорившихся фильтроэлементов, стандартная периодическая поверка контрольно-измерительных приборов. Т.е. обслуживание сводится к простым и легко выполнимым операциям, осуществляемым за очень короткий промежуток времени;
• сборка, разборка, монтаж и демонтаж узлов СГУ просты, удобны и осуществляются за короткий промежуток времени.

Видео:Ремонт и динамические испытания сухих газодинамических уплотнений (СГДУ)Скачать



Теория СГУ

Общие сведения о системах СГУ


Конструкция уплотнительной ступени (СГУ)

Уплотнительная ступень СГУ состоит из статорной и роторной частей. Главным компонентом уплотнительной ступени является уплотнительная пара: седло и торец. Седло закрепляется на валу компрессора и вращается вместе с ним. На уплотнительной поверхности седла выполняются динамические каналы (однонаправленные или реверсивные) глубиной несколько микрон. Торец не вращается, но подвижен в осевом направлении. Он устанавливается в корпусе компрессора, закрепляется от проворота и прижимается к седлу набором пружин.

Принцип действия уплотнительной пары СГУ однонаправленного вращения

Традиционные газовые динамические уплотнения характеризуются тем, что в статике седло и торец плотно прижаты друг к другу (зазор = 0) за счет разности газовых сил Fpa1 и Fpa2, действующих на торец в осевом направлении. Газовый клин между торцовыми поверхностями торца и седла, который обеспечивает бесконтактную работу уплотнения появляется при вращении седла с динамическими канавками. Когда ротор компрессора вместе с седлом начинает вращаться, уплотняемый газ захватывается и разгоняется канавками. В конце канавки газ встречается с уплотнительной перегородкой. При этом давление в уплотнительном зазоре увеличивается и торец отжимается от седла. Торец «всплывает» на газовом клине величиной несколько микрон. Через образовавшийся уплотнительный зазор между седлом и торцом дросселируется малое количество рабочего газа. Эта утечка утилизируется, или выбрасывается на свечу.

Принцип действия уплотнительной пары СГУ реверсивного вращения

Уплотнительная пара реверсивного вращения характеризуются тем, что газовый клин между торцом и седлом появляется при подаче давления в уплотнение без вращения вала. Это обеспечивает отсутствие контакта между торцом и седлом при любой частоте вращения вала.

Видео:Поршневой компрессорСкачать



Сухие газовые уплотнения насосов

Наиболее распространенная компоновочная схема узлов СГУ для насосов — двойные «спина-к-спине» с двусторонним седлом.
Особенностью конструкции является сохранение герметичности уплотнения при прекращении подачи буферного газа. В зависимости от состава уплотняемой среды и буферного газа, система СГУ может комплектоваться концевым лабиринтом и внутренним винтовым уплотнением.

Материалы (корпусных деталей, уплотнительных пар, вторичных уплотнений и т.д.), применяемые в узлах СГУ, подбираются из условия устойчивости к воздействию коррозии уплотняемой среды.

Технические характеристики:

• уплотняемое давление — до 20 кг/см 2 ;
• температура в области уплотнений — до 250 ºС (спец.исполнение до 450 ºC);
• скорость на периферии вращающегося седла — до 80 м/сек;
• диаметр вала под уплотнением — до 200 мм.

Читайте также: 280 литров в мин для компрессора

Преимущества систем СГУ центробежных насосов:

• 100% герметизация перекачиваемой жидкости (что особенно целесообразно при герметизации летучих жидкостей);
• отсутствие загрязнения перекачиваемой среды буферной жидкостью (что особенно целесообразно в случаях, когда требуется обеспечение высокой чистоты перекачиваемой среды);
• сокращение потерь энергии, затрачиваемой на преодоление трения в уплотнении (за счет отсутствия жидкостного трения потери энергии в СГУ в десятки раз ниже, чем в жидкостных уплотнениях);
• увеличение срока службы уплотнения, экономия на ремонте и замене запасных частей (поскольку между рабочими поверхностями уплотнительной пары устанавливается газовый зазор, износ уплотнительной пары практически отсутствует при бесперебойной подаче буферного газа);
• снижение расходов на затворную систему буферной среды (поскольку система буферного газа гораздо проще жидкостной и не требует значительных расходов на ее подготовку);
• устранение затрат на воду (поскольку СГУ не требует промывки в процессе работы);
• сохранение герметичности при обратном давлении (при сбоях в подаче буферного газа уплотнение сохраняет работоспособность и предотвращает утечку перекачиваемой жидкости в атмосферу);
• возможна поставка уплотнений в реверсивном (двунаправленном по вращению) исполнении узлов уплотнений.

Видео:Как работает центробежный насос? Основные типы конструкций центробежных насосовСкачать



Сухие газовые уплотнения ректоров-мешалок



Наиболее распространенная компоновочная схема узлов СГУ для реакторов-мешалок — двойные «спина-к-спине». В зависимости от состава уплотняемой среды и буферного газа, система СГУ может комплектоваться концевым лабиринтом и внутренним винтовым уплотнением. Специально разработаны уплотнения для реакторов-мешалок с малой частотой вращения ротора.

Материалы (корпусных деталей, уплотнительных пар, вторичных уплотнений и т.д.), применяемые в узлах СГУ, подбираются из условия устойчивости к воздействию коррозии уплотняемой среды.

Технические характеристики:

• уплотняемое давление — до 40 кг/см 2 ;
• температура в области уплотнений — до 250 ºС (спец. исполнение до 450 ºC);
• диаметр вала под уплотнением — до 200 мм;
• Частота вращения – от 0,5 об/мин.

Преимущества систем СГУ реакторов-мешалок:

• 100% герметизация процесса перемешивающейся смеси;
• сокращение потерь энергии, затрачиваемой на преодоление трения в уплотнении;
• увеличение срока службы уплотнения и экономия на ремонте и замене запасных частей;
• снижение расходов на затворную систему буферной среды;
• возможна поставка уплотнений в реверсивном (двунаправленном по вращению) исполнении узлов уплотнений, что упрощает их монтаж, позволяет уменьшить время обслуживания и снизить вероятность ошибки при монтаже.

Видео:Сепаратор газовыйСкачать



Сухие газовые уплотнения паровых турбин

Наиболее распространенная компоновочная схема узлов СГУ для паровых турбин: одинарное уплотнение со специальными конструктивными решениями, обеспечивающими работоспособность в широком диапазоне температур. Уплотнение работает на собственном паре турбины, либо на очищенном паре (если в собственном паре имеется большое количество примесей).

Технические характеристики:

• уплотняемое давление — до 85 кг/см 2 ;
• температура в области уплотнений — до 480 ºС;
• скорость на периферии вращающегося седла — до 130 м/сек;
• диаметр вала под уплотнением — до 300 мм.
• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/sistema-gazovyh-uplotneniy-kompressora

  🎬 Видео

  Работа винтового компрессора, его принцип действия и устройство.Скачать

  

  Какие факторы следует учитывать при выборе двойных торцевых уплотнений и уплотнений типа тандемСкачать

  

  Пятиступенчатые центробежные компрессоры Dresser RandСкачать

  

  Принцип работы компрессорного цеха с параллельной обвязкой газоперекачивающих агрегатовСкачать

  

  Устройство и принцип работы винтового компрессораСкачать

  

  ГТУ. Турбина в работе.Скачать

  

  Gas Compressor seal system blowingСкачать

  

  15. Основы теплотехники. Струйные аппараты. Эжектирование газов. Эжектор и инжектор.Скачать

  

  Сухое газодинамическое уплотнение СГДУ производства АНОДСкачать

  

  Чем уплотнять сантехническую резьбу: лён, лента фум, нить, анаэробный герметикСкачать