CN117157460A - 使用喷射器的密封泄漏气体回收系统和方法 - Google Patents

Abstract

该系统包括旋转式涡轮机(3)，该旋转式涡轮机包括干气密封件(9)。密封泄漏气体收集管线(14)将该干气密封件(9)流体连接到喷射器(13)的密封泄漏气体入口(15)。密封泄漏气体排放管线(23)在低于密封泄漏气体压力的排放压力下将该干气密封件(9)与密封泄漏气体排放装置(25)流体耦接。沿着该密封泄漏气体排放管线(23)的泄漏排放控制阀(27)被适配为转移该密封泄漏气体排放管线(23)中的密封泄漏气体的至少一部分。此外，还公开了一种用于回收从干气密封布置中泄漏的密封气体的方法。

Description

使用喷射器的密封泄漏气体回收系统和方法

技术领域

本文所公开的主题涉及涡轮机，并且具体地涉及包括干气密封件的压缩机。本公开的实施方案具体涉及从干气密封件中回收密封泄漏气体。

背景技术

化石燃料仍然是用于生产在一些工业过程(包括发电)中所需的热电的主要能源。已经尝试降低该能源对环境的影响。最清洁的化石燃料是天然气，其主要由甲烷组成，因为甲烷燃烧产生的热能比其他任何碳氢化合物都多，从而提供较大的环境效益，因为它产生的二氧化碳和对环境造成影响的其他污染物显著减少。

然而，开采和运输天然气会在大气中释放出未燃烧的气体，主要是甲烷。这在环境影响方面具有严重影响，因为甲烷导致气候变化，尤其是具有温室效应。事实上，与二氧化碳一样，甲烷也吸收大气中的热量。在100年的时间里，甲烷的全球变暖潜势(GWP)是二氧化碳的约28倍，GWP是衡量温室气体在特定时间范围内在大气中捕获多少热量的指标。

因此，在天然气开采、运输和使用的整个过程中，已经努力减少向大气中释放的天然气的量。

气体压缩机的旋转密封在该方法中起主要作用。干气密封已成为越来越受欢迎的非接触式密封，以有效地减少工艺气从离心压缩机或其他涡轮机的泄漏(Stahley，John S.“Dry Gas Seals Handbook”，版权2005，Penn-Well公司，ISBN 1-59370-062-8)。干气密封使用工艺气流在旋转轴与静密封之间提供有效的非接触密封。干气密封需要清洁的干气流来操作。通常，由压缩机处理的相同气体被用作密封气。密封气取自压缩机的输送侧，并且压缩机应当可操作以提供充分加压的密封气。

在用于处理天然气的压缩机中，例如在气体管道中，从干气密封泄漏的天然气通常在火炬中燃烧，从而避免了将天然气排放到大气中，但无论如何都会产生温室气体(二氧化碳)并破坏一定量有价值的原料。

因此，建议回收从干气密封泄漏的气体。在2019年10月加拿大阿尔伯塔省班夫(Banff,Alberta,Canada)举行的能源网络气体涡轮研讨会上发表的Sergio Cipriani等人的论文“涡轮机械碳氢化合物损失回收系统(Tur-bomachinery Hydrocarbon Lossrecovery Systems)”中公开了用于在使用干气密封的离心压缩机系统中进行碳氢化合物回收的回路。

类似问题出现在用于处理天然气液化系统中的制冷剂的压缩机中。制冷剂流体通常是碳氢化合物，诸如甲烷，或含有碳氢化合物的混合制冷剂。从制冷剂压缩机的干气密封泄漏出制冷剂引起与从管道压缩机释放出碳氢化合物类似的问题。

已针对开发用于有效地回收从涡轮机的干气密封泄漏的气体并且增加其压力的系统和方法进行不断探索，使得回收的泄漏气体可以作为密封气体重复利用或者传递到进一步处理。

发明内容

根据本文所公开的实施方案，公开了一种用于回收密封泄漏气体的系统，该系统包括旋转式涡轮机，该旋转式涡轮机包括至少一个干气密封件。该系统还包括喷射器，该喷射器具有：处于动力气体入口压力下的动力气体入口、处于密封泄漏气体压力下的密封泄漏气体入口和处于混合气体出口压力下的混合气体出口，该混合气体出口压力高于该密封泄漏气体压力。密封泄漏气体收集管线将该干气密封件流体连接到该喷射器的该密封泄漏气体入口。密封泄漏气体排放管线在低于该密封泄漏气体压力的排放压力下将该干气密封件流体耦接到密封泄漏气体排放装置。沿着该密封泄漏气体排放管线设置的泄漏排放控制阀被适配为转移该密封泄漏气体排放管线中的密封泄漏气体。

该泄漏排放控制阀功能性地连接到流动参数传感器，该流动参数传感器被适配为检测该密封泄漏气体收集管线中朝向该喷射器的该密封泄漏气体入口的密封泄漏气体的流动参数，并且基于由所述流动参数传感器所检测到的该流动参数进行控制。

在一些实施方案中，其中该泄漏排放控制阀为压力控制阀，并且该流动参数为该密封泄漏气体收集管线中的压力。在其他实施方案中，该泄漏排放控制阀为流量控制阀，并且该流动参数为该密封泄漏气体收集管线中的流量。

该泄漏排放控制阀可将从该干气密封件泄漏的密封气体全部或部分地转移到该密封泄漏气体排放管线。例如，如果喷射器出于某种原因而不工作，例如由于在该喷射器的动力气体入口处没有动力气体或动力气体不足，或者如果过量的密封气体泄漏从干气密封件流出，从而无法仅通过喷射器来管理。泄漏排放控制阀的设置增加了涡轮机的可用性，即，涡轮机能够工作的条件。

根据另一方面，本文公开了一种用于从旋转式涡轮机的干气密封件回收密封泄漏气体的方法。该方法包括操作涡轮机的步骤和将密封气体馈送到至少一个干气密封件的步骤。此外，该方法包括从该至少一个干气密封件回收密封泄漏气体并且在密封泄漏气体压力下将回收的密封泄漏气体输送到喷射器的密封泄漏气体入口的步骤。该喷射器还包括在动力气体压力下接收动力气流的动力气体入口和混合气体出口。在该喷射器的混合气体出口处以高于该密封泄漏气体压力的混合气体压力输送混合气体。在低于该密封泄漏气体压力的压力下，通过泄漏排放控制阀将该密封泄漏气体至少部分地从该至少一个干气密封件转移到密封泄漏气体排放装置，该泄漏排放控制阀基于在该密封泄漏气体收集管线中流动的密封泄漏气体的流动参数进行控制。该流动参数可以是例如压力或流量。

该系统和方法的进一步的特征和实施方案在下文和所附权利要求中公开。

附图说明

现在简要参考附图，其中：

图1是包括旋转式涡轮机和喷射器的系统的一个实施方案的示意图，该喷射器用于回收从涡轮机的干气密封件中泄漏的密封气体；

图2是包括压缩机和干气密封件的系统的一个实施方案的示意图，该干气密封件具有使用喷射器的密封泄漏气体回收布置；

图3是另一个实施方案的示意图；并且

图4是概述本文所公开的方法的流程图。

具体实施方式

根据本公开，涡轮机(诸如特别是压缩机)包括一个或多个干气密封件。向干气密封件供给密封气体，该密封气体部分地从干气密封件排出。从干气密封件排出的气体在本文中称为密封泄漏气体。

为了回收密封泄漏气体，提供了包括喷射器的回收回路。喷射器使用动力气体来提高密封泄漏气体的压力。在涡轮机是压缩机的实施方案中，动力气体和密封气体可以是由压缩机处理的压缩气体。喷射器提高了密封泄漏气体的压力，从而可将其输送到压缩机的吸入侧或其他回收管线以供进一步处理。

现在参考图1，在第一实施方案中，系统1包括具有入口5和出口7的涡轮机3。入口5与入口管线5A流体耦接，并且出口7与出口管线或输送管线7A流体耦接。在实施方案中，涡轮机3可以是压缩机，例如轴流式压缩机或离心式压缩机。

涡轮机3包括一个或多个干气密封件，例如两个干气密封件9。密封气体通过密封气体输送管线11输送到干气密封件9。如已知的，输送到干气密封件9的密封气体的一部分在低压下从涡轮机3排出。本公开的系统的实施方案包括用于回收密封泄漏气体的至少一部分并增加其压力的布置，使得经回收的密封泄漏气体可被进一步处理，例如重新注入涡轮机中，而不是排放到环境中或在火炬中燃烧。在一些实施方案中，干气密封件9可包括串联干气密封件，具有主排气口和次排气口。至少对主排气口进行回收并且增加其压力以用于重新注入涡轮机中或用于其他处理。

为了增加密封泄漏气体的压力，系统1包括具有密封泄漏气体入口15、动力气体入口和混合气体出口19的喷射器13。从干气密封件9排出的密封泄漏气体被收集在密封泄漏气体收集管线14中，该密封泄漏气体收集管线将干气密封件9连接到喷射器13的密封泄漏气体入口15。

密封泄漏气体在密封泄漏气体压力下通过密封泄漏气体入口15进入喷射器13，并且被动力气流夹带，该动力气流通过动力气体入口管线输送并且在高于密封泄漏气体压力的动力气体入口压力下通过动力气体入口17进入喷射器13。动力气体和密封泄漏气体的混合物在混合气体出口压力下通过混合气体出口19离开喷射器13，该混合气体出口压力低于动力气体入口压力但高于密封泄漏气体入口压力。离开喷射器13的混合气体可通过管线20输送至任何合适的处理部分21。

密封泄漏气体排放管线23以低于喷射器13的密封泄漏气体入口15处的密封泄漏气体压力的排放压力将干气密封件9流体耦接到密封泄漏气体排放装置25。沿着密封泄漏气体排放管线23的泄漏排放控制阀27被适配为在需要时根据涡轮机3和/或喷射器13的工作条件将从干气密封件9排出的密封泄漏气体部分地或完全地排向密封泄漏气体排放装置25。泄漏排放控制阀27可以是压力控制阀，其功能性地耦接到压力传感器29，该压力传感器被适配为检测喷射器13的密封泄漏气体入口15处的压力。在其他实施方案中，泄漏排放控制阀27可以是流量控制阀。

当喷射器13无法完全处理从干气密封件9排出的密封泄漏气体时，例如由于动力气体入口17处没有动力气体或动力气体不足，或者在排出的密封泄漏气体的流量超过喷射器容量的情况下，则泄漏排放控制阀27可将密封泄漏气体流量的一部分转移到密封泄漏气体排放装置25，从而使由喷射器13处理的流量局部化，即扼流。在一些情况下，例如，在喷射器13不工作的情况下，密封泄漏气体可通过泄漏排放控制阀27完全转移到密封泄漏气体排放管线23。

使用泄漏排放控制阀27和密封泄漏气体排放管线23，涡轮机3也可以在喷射器13不工作或者无法处理来自干气密封件9的全部密封泄漏气体流量的情况下工作。因此，提高了涡轮机3的可用性。

在一些实施方案中，在密封泄漏气体收集管线14中，可设置有止回阀51，优选地在压力传感器29的上游。动力气体控制阀52可定位在动力气体入口管线中、动力气体入口17的上游。另一止回阀53可以定位在管线20中，混合气体通过该管线从喷射器13中输送。动力气体控制阀可以是压力控制阀，即，由压力信号控制的阀。

在一些实施方案中，除了或代替动力气体控制阀52，可与喷射器13反向并行地设置循环管线54。循环管线54具有与管线20流体耦接的入口，例如在喷射器13的混合气体出口19与止回阀53之间。循环管线54还具有出口，该出口与动力气体入口管线流体耦接、位于喷射器13的动力气体入口17的上游。沿着循环管线54设置循环控制阀56。循环控制阀56可以是压力控制阀，即，由压力信号控制的阀。

动力气体控制阀52和循环控制阀56可由压力信号控制，该压力信号可由压力传感器29或其他压力检测装置产生。下文将参考图2更详细地解释这种布置的功能和操作。

如从由上述阀布置执行的控制操作的以下描述将清楚看出，在系统中可以仅设置阀52，或者可以仅设置阀56和相关循环管线54。在一些实施方案中，根据所实施的控制模式，阀56和阀52两者均可存在并交替使用。

继续参考图1，在图2中示出了根据本公开的系统的另一实施方案。图2的系统1包括压缩机3，例如动态压缩机，诸如离心式压缩机或轴流式压缩机。压缩机3包括与入口管线5A流体耦接的吸入侧5和与出口管线或输送管线7A流体耦接的输送侧7。

压缩机3包括一个或多个干气密封件，例如两个干气密封件9。干气密封件9可以是单个干气密封件或串联干气密封件，具有主排气口和次排气口。

在图2的实施方案中，经压缩的工艺气体从压缩机或从其下游的输送管线提取，在密封气体处理单元33中处理并用作干气密封件9的密封气体。管线31将由压缩机3输送的少量压缩气体转移到密封气体处理单元33，该密封气体处理单元例如通过单条或多条密封气体输送管线11、11A、11B与干气密封件9流体耦接。将减压阀35布置在密封气体处理单元33与干气密封件9之间，以将气体压力降低至适于注入干气密封件9中的压力。

以本身已知的方式，密封气体处理单元33可包括气体过滤器以在将气体馈送到干气密封件9之前从工艺气体中去除杂质。此外，可以在密封气体处理单元33中设置加热装置，以将气体加热到露点以上，从而防止包含在密封气体中的水分在干气密封件9中凝结。

与图1类似，为了回收从干气密封件9排出的密封泄漏气体，图2的系统1包括具有密封泄漏气体入口15、动力气体入口17和混合气体出口19的喷射器13。从干气密封件9排出的密封泄漏气体被收集在密封泄漏气体收集管线14中，该密封泄漏气体收集管线将干气密封件9连接到喷射器13的密封泄漏气体入口15。在图2的实施方案中，干气密封件9是串联干气密封件，其具有被收集在密封泄漏气体收集管线14中的主排气口和被收集在管线16中并排放到环境中或输送到火炬(未示出)的次排气口。

如在图1的系统中，密封泄漏气体在密封泄漏气体压力下通过密封泄漏气体入口15进入喷射器13，并且被在高于密封泄漏气体压力的动力气体入口压力下通过动力气体入口17进入喷射器13的动力气体流夹带。动力气体和密封泄漏气体的混合物在混合气体出口压力下通过混合气体出口19离开喷射器13，该混合气体出口压力低于动力气体入口压力但高于密封泄漏气体入口压力。

在图2的实施方案中，在喷射器13中使用的动力气体是由压缩机3处理并且从压缩机3的输送侧7滑出并且在密封气体处理单元33中处理的一小部分压缩气体。在图2的示意图中，由密封气体处理单元33输送的气体的仅一部分用作干气密封件9中的密封气体。剩余的经压缩和处理的气流被输送到喷射器13的动力气体入口17。动力气体控制阀37可设置在密封气体处理单元33与动力气体入口17之间，以调节在喷射器13的动力气体入口17处的动力气体流量和/或动力气体压力。

在图2的实施方案中，在混合气体出口19处离开喷射器13的动力气体和密封泄漏气体的混合物返回到压缩机3的吸入侧5。在一些实施方案中，混合气体可以在进入压缩机3的吸入侧5之前通过吸入洗涤器(未示出)进行处理。

密封泄漏气体排放管线23以低于喷射器13的密封泄漏气体入口15处的密封泄漏气体压力的排放压力将干气密封件9流体耦接到密封泄漏气体排放装置25。流过密封泄漏气体排放管线23的密封泄漏气体可被输送到火炬(未示出)或排放到环境中。当喷射器13不可用或无法处理在密封泄漏气体入口15处接收的全部密封泄漏气体流量时，仅一小部分密封泄漏气体流向密封泄漏气体排放装置25。

沿着密封泄漏气体排放管线23的泄漏排放控制阀27被适配为在需要时根据压缩机3和/或喷射器13的工作条件将由干气密封件9排出的密封泄漏气体部分地或完全地排向密封泄漏气体排放装置25。泄漏排放控制阀27可以是压力控制阀，其功能性地耦接到压力传感器29，该压力传感器被适配为检测喷射器13的密封泄漏气体入口15处的压力。在其他实施方案中，泄漏排放控制阀27可以是流量控制阀或致动开关阀。

例如，如果压缩机3处于停止状态，则应保持流向干气密封件9的密封气流，但密封泄漏气体无法通过喷射器13处理，因为压缩机3的输送侧没有可用的动力气流。在这种情况下，小流量的密封泄漏气体流过泄漏气体排出管线23中的泄漏排出控制阀27。

也可能发生其他情况，需要使从干气密封件9通过密封泄漏气体收集管线14流到喷射器13的密封泄漏气流局部化。例如，当压缩机3在偏离设计的条件下工作时，可能需要局部化或扼流。在这种情况下，一部分或全部密封泄漏气体可通过泄漏排放控制阀27流向密封泄漏气体排放管线23。

可以设置压力传感器或流量计以检测密封泄漏气体收集管线14中的密封泄漏气体的压力或流量。

以类似于图1的实施方案的方式，同样在图2中，止回阀51可定位在密封泄漏气体收集管线14中，优选地定位在压力传感器29的上游。动力气体控制阀52可定位在动力气体入口管线中、动力气体入口17的上游。另一止回阀53可以定位在管线20中，混合气体通过该管线从喷射器13中输送。

在一些实施方案中，除了或代替动力气体控制阀52，可与喷射器13反向并行地设置循环管线54，其中入口流体耦接到管线20并且出口流体耦接到动力气体入口管线、喷射器13的动力气体入口17的上游。可沿着循环管线54布置循环控制阀56。

在一些实施方案中，可仅提供动力气体控制阀52，并且可省略循环控制阀56和相关循环管线54。反之亦然，在其他实施方案中，可提供循环管线54和相应的循环控制阀56，并且可省略动力气体控制阀52。

动力气体控制阀52和/或循环控制阀56可由压力信号控制，该压力信号可由压力传感器29或其他适当的压力检测装置产生。

根据下文公开的方法，到目前为止所描述的阀布置可用于在若干瞬态情况下管理系统。

根据一个实施方案，动力气体控制阀52可以是压力控制阀，其根据必须从压缩机干气密封件中回收的泄漏气体的吸入压力(即，根据密封泄漏气体收集管线14中的压力)来调节动力气体流量。当由压力传感器29或密封泄漏气体收集管线14中的任何其他感测布置所检测到的压力增加时，动力气体控制阀52打开以增加动力气体流量，并从而增加通过喷射器13从密封泄漏气体收集管线14移除的密封泄漏气体流量。一旦动力气体控制阀52完全打开，如果密封气体泄漏继续增加，并从而密封泄漏气体收集管线14中的压力增加，则泄漏排放控制阀27就逐渐打开，以将泄漏密封气体的一部分输送到火炬或其他密封泄漏气体排放装置25。这样，涡轮机(例如，压缩机3)可以在正常工作条件下继续工作。

如果密封泄漏气体收集管线14中的压力下降，则泄漏排放控制阀27将在来自压力传感器29的压力信号的控制下再次逐渐关闭，直到泄漏排放控制阀27再次完全关闭。密封泄漏气体收集管线14中的压力在动力气体控制阀52的设定点下的进一步降低将导致该动力气体控制阀开始关闭，以降低动力气体流量。

特别地，在涡轮机3为压缩机的情况下，当压缩机3不工作时和/或在启动时，即当可用于操作喷射器13的动力气体压力不足或没有动力气体压力时，使用泄漏排放控制阀27。在启动时，一旦压缩机3的压缩比达到足够的值，加压的动力气体就可以从输送管线7A转移到喷射器13的动力气体入口17，并且喷射器13可以开始工作。

当压缩机3的输送压力增加时，动力气体流量增加，并且从干气密封件泄漏并收集在密封泄漏气体收集管线14中的密封气体开始流过喷射器13，该密封气体最初通过泄漏排放控制阀27完全排出。

当动力气体的量增加时，泄漏排放控制阀27可逐渐关闭。最终，全密封气体泄漏将通过喷射器13移除，并且泄漏排放控制阀27将完全关闭。因此，实现了从通过泄漏排放控制阀27的全泄漏密封气流到通过喷射器13的全泄漏密封气流的平滑转换。然后，泄漏排放控制阀27将保持关闭，除非在密封泄漏气体收集管线14中的压力持续增加的情况下达到动力气体控制阀52的设定点，如上所述。

止回阀51和53减少或避免朝向涡轮机3的干气密封件的逆流。

可使用循环管线54和循环控制阀56执行控制系统的不同模式。在这种情况下，循环控制阀56可以部分地或完全地打开以循环利用通过混合气体出口19输送的混合气体流量的一部分。特别地，循环利用的流量使得喷射器13在稳定条件下工作，即使泄漏的密封气体流量降低亦如此。基于由密封泄漏气体收集管线14中的压力传感器29或其他合适的压力检测装置所检测到的压力来控制循环控制阀56。当密封泄漏气体收集管线14中的压力增加时，这意味着应通过喷射器13移除更高流量的泄漏密封气体。响应于密封泄漏气体收集管线14中的所述压力增加，循环控制阀56部分地关闭，以减少通过循环管线54循环的气流。

如果实现了循环控制阀56的完全关闭状态并且密封泄漏气体收集管线14中的压力仍需降低，则泄漏排放控制阀27可以开始打开并且将从干气密封件泄漏的密封气体的一部分转移到火炬或任何其他密封泄漏气体排放装置25。

如果在泄漏排放控制阀27打开之后，密封泄漏气体收集管线14中的压力再次降低，则泄漏排放控制阀27可以逐渐关闭，并且一旦已达到循环控制阀56的设定点并且泄漏排放控制阀27完全关闭，如果密封泄漏气体收集管线14中的压力继续降低，则循环控制阀56就将根据需要在来自压力传感器29的压力信号的控制下再次开始逐渐打开。

因此，喷射器13将在稳定条件下工作，并且压缩机3或其他涡轮机可在广泛变化的密封泄漏气体流量下保持正常工作条件。

泄漏排放控制阀27可在涡轮机3启动时使用，特别是如果该涡轮机为压缩机并且用于喷射器13的动力气体由压缩机3输送的工艺气体提供。在达到足够的压缩机输送压力以操作喷射器13之前，从干气密封件泄漏的密封气体通过泄漏排放控制阀27完全排出。然后，当在动力气流中达到足够的压力时，喷射器13可开始工作并且泄漏排放控制阀27可逐渐关闭。循环控制阀56可保持完全关闭或者可根据需要部分或完全地打开，如上所述。

因此，在此构型中也实现了从通过泄漏排放控制阀27的全泄漏密封气流到通过喷射器13的全泄漏密封气流的平滑转换。泄漏排放控制阀27将保持关闭，除非在密封泄漏气体收集管线14中的压力持续增加的情况下达到循环控制阀56的设定点(循环控制阀56完全关闭)，如上所述。

尽管在上述实施方案中，使用来自压力传感器29的压力信号来控制控制阀52和控制阀56，但不排除使用密封泄漏气体收集管线中的密封泄漏气体的不同流动参数(例如，流量)的选择。

在一些实施方案中，密封气体补充管线41可将密封泄漏气体收集管线14与密封气体输送管线11流体连接。沿着密封气体补充管线41设置控制阀43。阀43可以是压力控制阀，其被适配为控制从密封气体输送管线11到密封泄漏气体收集管线14的密封气体的流量，以便保持密封泄漏气体压力高于最小阈值，从而确保串联干气密封件9的第二部分的适当操作。

在图2的实施方案中，密封气体补充管线41在减压阀35的下游连接到密封气体输送管线11。在未示出的其他实施方案中，密封气体补充管线41可连接在减压阀35的上游。在又一些实施方案中，补充密封气体可取自回路的不同点，例如取自喷射器13的混合气体出口19。该实施方案在图3中示出，其中该系统的其他部件用与图2中相同的附图标记来标记并且不再描述。

尽管在上述实施方案中，动力气体取自由密封气体处理单元33输送的密封气流，但由于动力气体不需要作为密封气体进行预处理，因此动力气流可取自通过单独管线51的压缩机3的输送侧7，在该管线上布置有流量控制阀53，如图2中的虚线所示。

在本文公开的所有实施方案中，即使喷射器13无法处理由干气密封件排出的全部密封泄漏气体或者不可用，涡轮机3也可以在广泛的工作条件下工作，也可以在偏离设计的条件下工作。涡轮机3的可用性增加，其仍然使用非常简单的密封泄漏气体回收系统，该系统使用喷射器来增加从干气密封件9排出的密封泄漏气体的压力。

在上述实施方案中，喷射器13的动力气体入口17与压缩机输送侧流体连通，并且进入喷射器的动力气体可大致处于压缩机3的输送压力下。然而，在其他实施方案中，动力气体入口17可与压缩机3的中间级流体耦接，前提条件是所述级处的工艺气体压力足够高。在这种情况下，进入喷射器13的动力气体处于压缩机3的吸入侧压力与输送侧压力之间的压力下。

在图4的流程图中概述了由上述系统执行的方法。该方法包括以下步骤：操作涡轮机(3)；将密封气体馈送到干气密封件(9)；从干气密封件(9)中回收密封泄漏气体；在密封泄漏气体压力下，将回收的密封泄漏气体输送到喷射器(13)的密封泄漏气体入口(15)；在混合气体出口(19)处输送混合气体；以及在低于密封泄漏气体压力的压力下，将密封泄漏气体从干气密封件(9)转移到密封泄漏气体排放装置(25)。

上文已经公开了示例性实施方案并且在附图中说明。本领域技术人员将理解，在不脱离如以下权利要求中所定义的本发明的范围的情况下，可以对本文具体公开的内容进行各种改变、省略和添加。

Claims (24)

1.一种用于回收密封泄漏气体的系统，所述系统包括：

旋转式涡轮机(3)，所述旋转式涡轮机包括至少一个干气密封件(9)；

喷射器(13)，所述喷射器具有：处于动力气体入口压力下的动力气体入口(17)、处于密封泄漏气体压力下的密封泄漏气体入口(15)和处于混合气体出口压力下的混合气体出口(19)，所述混合气体出口压力高于所述密封泄漏气体压力；

密封泄漏气体收集管线(14)，所述密封泄漏气体收集管线将所述至少一个干气密封件(9)流体连接到所述喷射器(13)的所述密封泄漏气体入口(15)；

密封泄漏气体排放管线(23)，所述密封泄漏气体排放管线在低于所述密封泄漏气体压力的排放压力下将所述至少一个干气密封件(9)流体耦接到密封泄漏气体排放装置(25)；和

泄漏排放控制阀(27)，所述泄漏排放控制阀沿着所述密封泄漏气体排放管线(23)并且被适配为转移所述密封泄漏气体排放管线(23)中的所述密封泄漏气体的至少一部分；其中，所述泄漏排放控制阀(27)功能性地连接到流动参数传感器(29)，所述流动参数传感器被适配为检测所述密封泄漏气体收集管线(14)中朝向所述喷射器(13)的所述密封泄漏气体入口(15)的所述密封泄漏气体的流动参数，并且基于由所述流动参数传感器所检测到的所述流动参数进行控制。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述泄漏排放控制阀(27)为压力控制阀，并且所述流动参数为所述密封泄漏气体收集管线(14)中的压力。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述泄漏排放控制阀(27)为流量控制阀，并且所述流动参数为所述密封泄漏气体收集管线(14)中的流量。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述密封泄漏气体排放装置(25)被适配为将密封泄漏气体排放到大气中或将密封泄漏气体输送到火炬中。

5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，所述系统还包括动力气体控制阀(37)，所述动力气体控制阀被适配为控制以下各项中的至少一项：所述喷射器的所述动力气体入口处的动力气体流量，以及所述喷射器处的所述动力气体入口压力。

6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中所述旋转式机器(3)为具有吸入侧(5)和输送侧(7)的压缩机。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述泄漏排放控制阀(27)被适配为根据所述压缩机(3)的工作条件，特别是当所述压缩机(3)处于关机或偏离设计的工作条件下时，将所述密封泄漏气体全部或部分地从所述至少一个干气密封件(9)转移到所述密封泄漏气体排放装置(25)。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其中所述动力气体入口(17)与所述压缩机输送侧(7)或与压缩机级的出口侧流体连通，并且被适配为在压缩机输送压力下或在压缩机吸入压力与压缩机输送压力之间的压力下从所述压缩机(3)接收压缩的工艺气体。

9.根据权利要求6至8中的一项或多项所述的系统，其中所述混合气体出口(19)与所述压缩机吸入侧(5)流体耦接。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，所述系统还包括密封气体处理单元(33)，所述密封气体处理单元具有与所述至少一个干气密封件(9)流体耦接的气体入口和气体出口，并且其中所述喷射器的所述动力气体入口(17)与所述密封气体处理单元(33)的所述气体出口流体耦接。

11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，所述系统还包括密封气体补充管线(41)，所述密封气体补充管线具有入口和出口，所述入口与所述喷射器(13)的所述混合气体出口(19)流体耦接，并且所述出口与所述密封泄漏气体收集管线(14)流体耦接并且被适配为将补充气体馈送到所述密封泄漏气体收集管线(14)。

12.根据权利要求10所述的系统，所述系统还包括密封气体补充管线(41)，所述密封气体补充管线与所述密封泄漏气体收集管线(14)并且与所述密封气体处理单元(33)的所述气体出口流体耦接，并且被适配为将补充气体从所述密封气体处理单元(33)馈送到所述密封泄漏气体收集管线(14)。

13.根据权利要求11或12所述的系统，所述系统还包括沿所述密封气体补充管线(41)的补充控制阀(43)，所述补充控制阀被适配为控制朝向所述密封泄漏气体收集管线(14)的补充气体流量和所述密封泄漏气体收集管线(14)中的补充气体压力中的一者。

14.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，所述系统还包括控制阀(52,56)，所述控制阀被适配为基于所述密封泄漏气体收集管线(14)中的所述密封泄漏气体的所述流动参数的值来更改通过所述喷射器(13)的动力气体流量。

15.根据权利要求14所述的系统，其中被适配为更改通过所述喷射器(13)的所述流量的所述控制阀(52)被布置在与所述喷射器(13)的动力气体入口(17)流体耦接的动力气体入口管线上，并且被控制成使得基于所述密封泄漏气体收集管线(14)中的所述流动参数来调节动力气体流量。

16.根据权利要求14所述的系统，其中被适配为更改通过所述喷射器(13)的所述流量的所述控制阀(56)被布置在与所述喷射器(13)反向并行布置的循环管线(54)上，并且被控制成使得基于所述密封泄漏气体收集管线(14)中的压力来调节从所述混合气体出口(19)通过所述循环管线(54)循环到所述动力气体入口(17)的混合气体的流量。

17.一种从旋转式涡轮机的至少一个干气密封件回收密封泄漏气体的方法，所述方法包括：

操作所述涡轮机(3)；

将密封气体馈送到所述至少一个干气密封件(9)；

从所述至少一个干气密封件(9)中回收密封泄漏气体，并且在密封泄漏气体压力下将所回收的密封泄漏气体通过密封泄漏气体收集管线(14)输送到喷射器(13)的密封泄漏气体入口(15)；所述喷射器(13)还包括在动力气体压力下接收动力气流的动力气体入口(17)和混合气体出口(19)；

在所述混合气体出口(19)处在高于所述密封泄漏气体压力的混合气体压力下输送混合气体；以及

在低于所述密封泄漏气体压力的压力下，通过泄漏排放控制阀(27)将所述密封泄漏气体至少部分地从所述至少一个干气密封件(9)转移到密封泄漏气体排放装置(25)，所述泄漏排放控制阀基于在所述密封泄漏气体收集管线(14)中流动的密封泄漏气体的流动参数进行控制。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述流动参数是所述密封泄漏气体收集管线(14)中的所述密封泄漏气体的压力或流量。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述涡轮机是包括吸入侧(5)和输送侧(7)的气体压缩机(3)，并且其中将密封气体馈送到所述至少一个干气密封件(9)的步骤包括将压缩的工艺气体从所述压缩机(3)转移到所述至少一个干气密封件(9)的步骤。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述混合气体返回所述压缩机(3)的所述吸入侧。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，所述方法还包括基于在所述密封泄漏气体收集管线(14)中流动的所述密封泄漏气体的所述流动参数来控制所述喷射器(13)中的动力气体流量的步骤。

22.根据权利要求21所述的方法，其中控制所述喷射器(13)中的所述动力气体流量的所述步骤包括通过与所述动力气体入口(17)流体耦接的所述动力气体入口管线中的动力气体控制阀(52)调节所述喷射器(13)的所述动力气体入口(17)处的所述动力气体流量的步骤，所述控制阀基于所述流动参数来控制。

23.根据权利要求21所述的方法，其中控制所述喷射器(13)中的所述动力气体流量的所述步骤包括通过循环控制阀(56)将混合气体从所述喷射器的所述混合气体出口(19)循环到所述喷射器的所述动力气体入口(17)的步骤，所述循环控制阀基于所述流动参数来控制。

24.根据权利要求17至23中的一项或多项所述的方法，所述方法还包括通过将密封气体补充输送到补充管线(41)来控制密封泄漏气体压力的步骤。