CN110671302A - 一种mrc冷剂压缩机干气密封系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MRC冷剂压缩机干气密封系统及控制方法，所述系统包括供气总管、压缩机以及增压泵，所述供气总管与所述MRC冷剂压缩机的一级密封腔相连通，所述增压泵并联于所述压缩机与供气总管之间，并接入所述MRC冷剂压缩机的仪表风，以通过所述仪表风驱动。本发明通过在供气总管与MRC冷剂压缩机连接的管路上并联增压泵，采用所述增压泵在一级密封气压力低于压缩机平衡气压力时为压缩机的干气密封系统提供密封气，确保一级密封气可以注入密封腔，隔绝压缩机内未净化的工艺气与第一级干气密封端面的接触，确保干气密封可靠的工作。

Description

一种MRC冷剂压缩机干气密封系统及控制方法

技术领域

本发明涉及干气密封技术领域，特别涉及一种MRC冷剂压缩机干气密封系统及控制方法。

背景技术

在液化天然气MRC混合制冷工艺中，要求冷剂压缩机的一级密封气在机组开停车的整个过程中，终保持其压力高于冷剂压缩机密封腔参考气压力一定的范围，以使得一级密封气注入密封腔，隔绝压缩机内未净化的工艺气与第一级干气密封端面的接触，确保干气密封可靠的工作。然而，在冷剂压缩机在机组开车时，压缩机机壳内压力可能会高于一级密封气的压力，造成一级密封气无法向密封腔内注入，造成缸体内的工艺气体会倒灌至干气密封，工艺气体内夹带着杂物会对干气密封造成污染，从而影响干气密封的正常运行甚至损害干气密封。此外，在机组在停车时，压缩机出口排出压力下降至系统压力平衡，造成一级密封气供气气源压力降低，若一级密封气压力低于压缩机密封腔参考气压力，则一级密封气无法向密封腔内注入，同样可能会发生上述开车时可能造成的损坏及系统冷剂的损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种MRC冷剂压缩机干气密封系统及控制方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种MRC冷剂压缩机干气密封系统，其包括供气总管、压缩机以及增压泵，所述供气总管与所述MRC冷剂压缩机的一级密封腔相连通，所述增压泵并联于所述压缩机与供气总管之间，并接入所述MRC冷剂压缩机的仪表风，以通过所述仪表风驱动。

所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，所述供气总管与压缩机的二级密封出口总管并联，并所述供气总管与所述二级密封出口总管于所述增压泵前合流。

所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其中，所述供气总管上设置有截止阀，以通过截止阀方式供气总管中的气体回流。

所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其中，所述系统还包括过滤机构，所述过滤机构串联于所述供气总管与所述压缩机之间，并且所述增压泵并联于所述过滤机构与所述供气总管之间。

所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其中，所述过滤机构包括第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器和第二过滤器并联以形成主备形式。

所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其中，所述系统还包括加热器，所述加热器串联于所述过滤机构与所述压缩机之间。

所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其中，所述系统包括调压阀，所述调压阀处设置有第一支路和第二支路，所述第一支路和第二支路分别进入压缩机的驱动端和非驱动端。

所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其中，所述调压阀处设置有第三支路，所述第三支路与所述压缩机的平衡管连通，以通过所述平衡管将气体传输至压缩机一级密封腔内。

一种MRC冷剂压缩机干气密封系统的控制方法，其包括：

获取压缩机平衡气压与出气口气压之间的压力差；

当所述压力差不满足预设条件时，控制仪表风通入所述增压泵以启动所述增压泵；

供气总管流向压缩机的气体流入所述增压泵，并通过增压泵增压后流入压缩机的一级密封腔。

所述MRC冷剂压缩机干气密封系统的控制方法，其中，所述方法还包括：

当所述压力差满足预设条件时，供气总管流向压缩机的气体直接流入压缩机的一级密封腔。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种MRC冷剂压缩机干气密封系统及控制方法，所述系统包括供气总管、压缩机以及增压泵，所述供气总管与所述MRC冷剂压缩机的一级密封腔相连通，所述增压泵并联于所述压缩机与供气总管之间，并接入所述MRC冷剂压缩机的仪表风，以通过所述仪表风驱动。本发明通过在供气总管与MRC冷剂压缩机连接的管路上并联增压泵，采用所述增压泵在一级密封气压力低于压缩机平衡气压力时为压缩机的干气密封系统提供密封气，确保一级密封气可以注入密封腔，隔绝压缩机内未净化的工艺气与第一级干气密封端面的接触，确保干气密封可靠的工作。

附图说明

图1为本发明提供的MRC冷剂压缩机干气密封系统的结构原理意图；

图2为本发明提供的MRC冷剂压缩机干气密封系统的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种MRC冷剂压缩机干气密封系统及控制方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

目前MRC冷剂压缩机的工艺流程普遍为冷箱的MRC气相气体(P＝0.22MPa、T＝37℃、Q＝35100Nm3/h)，经冷剂压缩机入口工艺管道大阀进入压缩机入口冷剂平衡罐，在入口冷剂平衡罐分离后的MRC气体进入压缩机的一级压缩段，经过压缩机一级压缩后的气体(P＝1.1MPa、T＝104.6℃)进入中间冷却器冷却至40℃，冷却后的气体经中间气液分离器分离，分离下的液体经冷剂泵增压至3.4MPa后进入后气液分离器，分离后的MRC气体(P＝0.923MPa、T＝40℃)进入压缩机二级缸继续压缩增压，经二级压缩后的MRC气体(P＝3.146MPa、T＝119.1℃)进入后冷却器冷却至40℃后，再次进入后气液分离器，经过气液分离器分离的液相MRC送往冷箱作为高温段提供冷量。同时在MRC冷剂压缩机的工艺流程中，所述压缩机采用干气密封，通过干气密封来防止压缩机内的工艺气体外漏。而经由发明人发现，当压缩机处于启停状态或者其他故障状态时，压缩机机壳内压力可能会高于一级密封气的压力，造成一级密封气无法向密封腔内注入，造成缸体内的工艺气体会倒灌至干气密封，工艺气体内夹带着杂物会对干气密封造成污染，从而影响干气密封的正常运行甚至损害干气密封。

为了解决上述问题，本发明实施例中，当压缩机机壳内压力高于一级密封气的压力时，可以启动增压泵并通过增压泵对流入一级密封的一级密封气进行增加，以提高一级密封气的压力，确保一级密封气可以注入密封腔，隔绝压缩机内未净化的工艺气与第一级干气密封端面的接触，确保干气密封可靠的工作。

下面结合附图，通过对实施例的描述，对发明内容作进一步说明。

本实施例提供了一种MRC冷剂压缩机1干气密封系统，如图1所示，所述系统包括供气总管2、压缩机1以及增压泵3，所述供气总管2与所述压缩机1的一级密封腔相连通，以为所述压缩机1提供一级密封气。所述增压泵3并联于所述压缩机1与供气总管2之间，所述增压泵3接入所述MRC冷剂压缩机1的仪表风4，并通过所述仪表风4驱动增压泵3启动或关闭。这样可以通过增压泵3对流入一级密封的一级密封气进行增压，以提高一级密封气的压力，确保一级密封气可以注入密封腔，隔绝压缩机1内未净化的工艺气与第一级干气密封端面的接触，确保干气密封可靠的工作。

同时在本实施例中，所述干气密封采用带中间迷宫串联式干气密封，所述干气密封包括第一环和第二环，所述第一环为动环(配合环)，所述第一环的表面上刻有槽并随转子旋转，所述槽的下面是被称为密封坝的光滑区域，所述密封坝两侧有密封气压力和大气压力形成压力梯度。第二环称为主环或静环，所述第二环可沿轴向移动并通过弹簧压住，在第二轴向处于静止并且机组未升压时，静环上的弹簧使其与第一环接触；当机组升压时，气体所产生的静压力将使得第一环和第二环分开以形成一极薄的气膜。而当机组开始旋转时，由于第一环上槽的作用产生动压力，使得靠近槽的根部产生一高压区域，并扩大第一环和第二环之间的间隙。当动静压力平衡时，两环间就形成了稳定的间隙，并在两环间形成一定流量，以对压缩机1启动一级密封。

进一步，如图1所示，所述供气总管2的出口设置有两个支路，两个支路中的第一支路与所述压缩机1相连通，将供气总管2的气体传输至压缩机1的一级密封气流程，供一级密封腔使用；两个支路中的第二支路通过所述增压泵3后与所述压缩机1相连通，通过增压泵3增压后传输至压缩机1的一级密封气流程，供一级密封腔使用。在本实施例中，所述第一支路上设置有控制开关13，所述控制开关13与所述增压泵3并联，当所述增压泵3启动时，所述控制开关13处于开启状态，以使得所述供气总管2中的气体无法通过第一支路流入压缩机1，这样在增压泵3开启时，只有经过增压泵3增后气体可以流入压缩机1，提高了提供给一级密封腔使用的气体的增压速度，从而可以进一步提高干气密封可靠。

进一步，所述增压泵3为气体驱动的活塞式增压泵，并且所增压泵3接入压缩机1的仪表风4，通过仪表风4驱动增压泵3的气对活塞做功，这样一方面通过仪表风4驱动，无需为所述增压泵3额外提供驱动设备，简化了干气密封系统的结构；另一方面活塞式增压泵本身具有设备造价低、防爆、安全、可靠以及设备紧凑的特点，避免了干气密封系统成本的增压。

此外，在干气密封系统中，二级密封气会流入一级密封的排气腔，防止一级密封泄露气体进入二级密封。从而所述供气总管2与压缩机1的二级密封出口总管5并联，并所述供气总管2与所述二级密封出口总管5于所述增压泵3前合流。这样通过供气总管2的气体以及二级密封的密封气体作为一级密封的气体来源，并且所述增压泵3可以对供气总管2提供的气体与二级密封出口总管5提供的气体的混合气体进行增压。其中，所述供气总管2为氮气供气总管2，以为一级密封提供氮气密封。

如图所示，所述供气总管2上设置有截止阀6，所述截止阀6与所述二级密封出口总管5并联，即所述截止阀6用于控制截止供气总管2上的回流，这样可以避免经过增压泵3增压的高压气体回流到供气总管2内，而影响供气总管2内气体的气压以及损害供气总管2连接的供气设备，例如，氮气发生器等。

此外，为了避免氮气或者二级密封出口总管5输出的二级密封气内的杂质进入一级密封腔，所述系统还包括过滤机构，所述过滤机构串联于所述供气总管2与所述压缩机1之间，并且所述增压泵3并联于所述过滤机构与所述供气总管2之间。也就是说，供气总管2和二级密封出口管流出的气体通过增压泵3或与增压泵3并联的管路后进入过滤机构，通过所述过滤机构对输入对的气体过滤，以去除输入气体携带的杂质，避免一级密封气体被污染。

在本实施例中，所述过滤机构包括第一过滤器7和第二过滤器8，所述第一过滤器7和第二过滤器8并联，并且所述第一过滤器7的支路上设置有第一控制阀9，通过所述第一控制阀9控制第一过滤器7的支路的开启/关闭，所述第二过滤器8的支路上设置有第二控制阀10，通过所述第二控制阀10控制第而过滤器的支路的开启/关闭，实现了第一过滤器7和第二过滤器8的主备功能。例如，将所述第一过滤器7作为主过滤器，那么当第一过滤器7损坏时，可以闭合第二控制阀10以使得供气总管2和二级密封出口管的气体通过第二过滤器8进行过来，提高了干气密封系统的稳定性。

进一步，如图1所示，所述干气密封系统还可以包括加热器11以及调压阀12，所述加热器11和所述调压阀12均连接于所述压缩机1与所述过滤机构之间，并且所述调压阀12位于所述加热器11与所述压缩机1之间。所述调压阀12的出口设置有第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路和第二支路分别进入压缩机1的驱动端和非驱动端，所述第三支路与所述压缩机1的平衡管连通，以通过所述平衡管将气体传输至压缩机1一级密封腔内，实现一级密封的气体压力与压缩机1壳体的气体压力的平衡。在本实施例中，所述第一支路进入压缩机1非驱动端，第二支路进入压缩机1非驱动端。

此外，在本实施例中，采用氮气作为干气密封的气源，在机组开车前需采用P＝0.5MPaG、T＝40℃、Q＝80Nm3/h的氮气作为干气密封的一、二级密封气源，在机组正常运行时，用来自压缩机1二段出口处的MRC过热气体(P＝3.046MPaG、T＝压缩机1压缩机10℃、Q＝80Nm3/h)分两路分别作为一、二级密封气，该气一路经自立式压力调节阀控制作为一级密封气分两路，一路进入压缩机1非驱动端，一路(P＝0.65MPaG、T＝90℃、Q＝40Nm3/h)进入压缩机1驱动端。一级密封气体绝大部分经机组迷宫密封返回到机内，阻止机内气体外漏污染干气密封组件。

基于上述一种MRC冷剂压缩机干气密封系统，如图2所示，本发明还提供了一种MRC冷剂压缩机干气密封系统的控制方法，其包括：

S10、获取压缩机平衡气压与出气口气压之间的压力差；

S20、当所述压力差不满足预设条件时，控制仪表风通入所述增压泵以启动所述增压泵；

S30、供气总管流向压缩机的气体流入所述增压泵，并通过增压泵增压后流入压缩机的一级密封腔；

S40、当所述压力差满足预设条件时，供气总管流向压缩机的气体直接流入压缩机的一级密封腔。

具体地，所述增压泵的驱动力来源于仪表风驱动气对活塞做功，所述增压泵的启停动作是通过控制仪表气是否接入增压泵来驱动，仪表气是否接入增压泵是由中控室产生的用于控制电磁阀开关的控制信号控制。由此，所述增压泵前设置有电磁阀，通过所述电磁阀控制仪表风是否接入增压泵。

此外，所述平衡气压为压缩机的一级密封处于平衡状态的参考气压，所述系统现场压缩机平衡气压与出气口气压之间压力差可以通过设置于压缩机上的压力差变送器采集的，也就是说，所述压缩机上设置有压力差变送器，通过所述压力差变压器检测系统现场压缩机平衡气压与出气口气压之间的压力差，并根据所述压力差来确定是否产生控制电磁阀开启的控制信号，这样就实现了增压泵随系统压力高低变化而自动启动的功能。在本实施例中，当增压泵不工作时，工艺气或氮气直接往后级系统供气，而当出气口的气体压力与平衡气的压力差降低到设定值以下时，增压泵启动，工艺气或氮气进入增压泵被增压，增压后的气经过滤缓冲后再向后级输出。此外，根据所述压力差来确定是否产生控制电磁阀开启的控制信号为将所述压力差与预设压力差阈值进行比较，当压力差小于预设压力差阈值时，产生控制电磁阀开启的控制信号。其中，所述压力差阈值可以根据实际需要设定，例如P＝0.05MPaG等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种MRC冷剂压缩机干气密封系统，其特征在于，其包括供气总管、MRC冷剂压缩机以及增压泵，所述供气总管与所述MRC冷剂压缩机的一级密封腔相连通，所述增压泵并联于所述MRC冷剂压缩机与供气总管之间，并接入所述MRC冷剂压缩机的仪表风，以通过所述仪表风驱动。

2.根据权利要求1所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其特征在于，其还包括压缩机二级密封出口总管，所述二级密封出口总管与所述供气总管并联，并于所述增压泵前合流。

3.根据权利要求1所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其特征在于，所述供气总管上设置有截止阀，以通过截止阀方式供气总管中的气体回流。

4.根据权利要求1所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其特征在于，所述系统还包括过滤机构，所述过滤机构串联于所述供气总管与所述压缩机之间，并且所述增压泵并联于所述过滤机构与所述供气总管之间。

5.根据权利要求4所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其特征在于，所述过滤机构包括第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器和第二过滤器并联以形成主备形式。

6.根据权利要求4所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其特征在于，所述系统还包括加热器，所述加热器串联于所述过滤机构与所述压缩机之间。

7.根据权利要求1所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其特征在于，所述系统包括调压阀，所述调压阀处设置有第一支路和第二支路，所述第一支路和第二支路分别分别进入压缩机的驱动端和非驱动端。

8.根据权利要求7所述MRC冷剂压缩机干气密封系统，其特征在于，所述调压阀处设置有第三支路，所述第三支路与所述压缩机的平衡管连通，以通过所述平衡管将气体传输至压缩机一级密封腔内。

9.一种MRC冷剂压缩机干气密封系统的控制方法，其特征在于，其包括：

检测压缩机平衡气与出气口之间的压力差；

当所述压力差不满足预设条件时，控制仪表风通入所述增压泵以启动所述增压泵；

供气总管流向压缩机的气体流入所述增压泵，并通过增压泵增压后流入压缩机的一级密封腔。

10.根据权利要求9所述MRC冷剂压缩机干气密封系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述压力差满足预设条件时，供气总管流向压缩机的气体直接流入压缩机的一级密封腔。

Images