CN216524637U - 垂直剖分式压缩机及其轴端密封泄漏监测管路和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种垂直剖分式压缩机及其轴端密封泄漏监测管路和系统，所述泄漏监测管路与压缩机端盖连接，并设置有压力变送器、固定尺寸节流孔板、流量计、单向阀、以及阻火器。其中，压力变送器设置在靠近压缩机端盖的一侧，用于监测泄漏气体的压力，固定尺寸节流孔板设置在压力变送器的下游，流量计与固定尺寸节流孔板并联连接，单向阀设置在固定尺寸节流孔板的下游，阻火器与单向阀连接，并能够阻止燃爆火焰沿泄漏监测管路传播。所述泄漏监测系统包括两条与压缩机两侧的端盖连接的泄漏监测管路。本实用新型可以评估密封圈密封性能，并提供失效预警，避免密封圈突发失效引起气体大量泄漏，造成压缩机非计划停机，影响输气生产。

Description

垂直剖分式压缩机及其轴端密封泄漏监测管路和系统

技术领域

本实用新型涉及离心压缩机轴端密封监测技术领域，具体来讲，涉及一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路、一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统以及包括该轴端密封泄漏监测系统的垂直剖分式压缩机。

背景技术

压缩机是天然气长输管道的核心动力设备，其作用是提高天然气压力，从而保证长输管道天然气管输流量满足下游使用需求。长输管道通常采用离心式压缩机，其主轴带动叶轮高速旋转，气体沿轴向进入叶轮，沿叶轮径向高速排出后进入扩压器，气体速度降低，压力升高。管道压缩机最高工作压力一般为10～12Mpa。

管道离心压缩机呈筒状垂直剖分结构，其两端用端盖加以封闭。端盖和机壳间的配合面进行了精加工，以保证装配精度和良好的密封性。端盖呈漏斗结构，提供更大的抗压强度，同时减少两侧径向轴承之间的跨度。端盖含有轴承腔和密封腔，用于安装轴承、轴端密封。端盖和机壳间的配合面一般采用双重橡胶密封圈，用以防止压缩机内部高压天然气泄漏。橡胶圈设计寿命为50000小时，但是由于橡胶圈老化，压缩机异常泄压过快等原因，橡胶圈逐步发生失效，微量泄漏操作人员仅能通过定期人工检漏发现，泄漏较大时才能出发压缩机厂房可燃气探头报警，一旦发生大量泄漏对天然气输气生产带来负面影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本实用新型的目的之一在于提供一种能够评估压缩机端盖内的密封圈密封性能，并提供失效预警的泄漏监测系统，以避免密封圈突发失效引起气体大量泄漏，造成压缩机非计划停机，影响输气生产。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路，用于监测压缩机端盖内密封圈的密封性能，所述泄漏监测管路与压缩机端盖连接，并设置有压力变送器、固定尺寸节流孔板、流量计、单向阀、以及阻火器，其中，所述压力变送器设置在靠近压缩机端盖的一侧，用于监测泄漏气体的压力；所述固定尺寸节流孔板设置在压力变送器的下游，并能够降低泄漏气体的流量；所述流量计与固定尺寸节流孔板并联连接，用于监测泄漏气体的流量；所述单向阀设置在固定尺寸节流孔板的下游，并能够阻止泄漏气体反窜回监测管路和压缩机内部；所述阻火器与单向阀连接，并能够阻止燃爆火焰沿泄漏监测管路传播。

在本实用新型的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路的一个示例性实施例中，所述固定尺寸节流孔板的尺寸可为1～2mm。

在本实用新型的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路的一个示例性实施例中，所述泄漏监测管路可通过法兰与所述压缩机端盖连接。

在本实用新型的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路的一个示例性实施例中，所述压缩机端盖上可设置有泄放孔，所述泄放孔的尺寸可与所述泄漏监测管路的尺寸一致。

在本实用新型的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路的一个示例性实施例中，所述压力变送器与所述泄漏监测管路之间可设有针型阀，用于开启或切断压力变送器与泄漏监测管路之间的连接。

本实用新型另一方面提供了一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统，所述泄漏监测系统包括两条如上所述的泄漏监测管路，且两条泄漏监测管路分别与压缩机两侧的端盖连接。

在本实用新型的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统的一个示例性实施例中，两条泄漏监测管路可共用一个阻火器。

在本实用新型的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统的一个示例性实施例中，所述泄漏监测系统还可包括压缩机控制单元，所述压缩机控制单元分别与压力变送器和流量计连接，并能够在泄漏气体的压力和/或流量超出报警阈值时，产生报警信号。

本实用新型再一方面提供了一种垂直剖分式压缩机，所述垂直剖分式压缩机包括如上所述的轴端密封泄漏监测系统。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括以下内容中的至少一项：

(1)本实用新型通过监测密封圈泄漏压力和流量，可以评估密封圈密封性能，并提供失效预警，避免密封圈突发失效引起气体大量泄漏，造成压缩机非计划停机，影响输气生产；

(2)本实用新型可应用于长输管道、空分、化工等领域，具有广阔的使用前景。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本实用新型的上述和其他目的和/或特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本实用新型的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路和系统的一个示例性实施例的离心压缩机的结构示意图。

图2示出了本实用新型的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路和系统的一个示例性实施例的泄漏监测系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-端盖，2-橡胶密封圈，3-主轴，4-叶轮，5-机壳，6-法兰，7-针型阀，8-压力变送器，9-限流孔板，10-流量计，11-单向阀，12-阻火器。

具体实施方式

在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本实用新型的垂直剖分式压缩机及其轴端密封泄漏监测管路和系统。

需要说明的是，“上”、“下”、“内”、“外”仅仅为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。对于本领域普通技术人员而言，本文中的部分术语“压力”相当于压强。

现有的管道离心压缩机大多呈筒状垂直剖分式结构。例如，如图1所示，垂直剖分式离心压缩机的主轴3带动叶轮4高速旋转，气体沿轴向进入叶轮4，沿叶轮4径向高速配出后进入扩压器。垂直剖分式离心压缩机的两端用端盖1加以封闭，端盖1呈漏斗结构，能够减少两侧径向轴承之间的跨度。端盖1内含有轴承腔和密封腔，用于安装轴承、轴端密封。端盖1和机壳5间的配合面进行了精加工，并采用橡胶密封圈2进行密封，且橡胶密封圈2为双重设置，以防止压缩机内部高压天然气泄漏。然而，由于橡胶密封圈老化，压缩机失压过快等原因，端盖与机壳间的密封性能逐步下降，容易发生微量泄漏。由于微量泄漏隐蔽性强，难以发现，操作人员仅能通过定期人工检漏发现，泄漏较大时才能触发压缩机厂房可燃气探头报警。

为了及时发现微量泄漏情况，本实用新型提供了一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统，通过在端盖上两道密封圈直接增加监测装置，监测密封圈泄漏压力和流量，评估密封圈密封性能，并提供失效预警，解决微小泄漏不能发现，避免密封圈突发失效引起气体大量泄漏，降低压缩机非计划停机甚至安全事故风险，减少输气生产影响。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路，用于监测压缩机端盖内密封圈的密封性能。

在本实用新型的一个示例性实施例中，垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路与压缩机端盖连接，并设置有压力变送器、固定尺寸节流孔板、流量计、单向阀、以及阻火器。

其中，压力变送器设置在靠近压缩机端盖的一侧，用于监测泄漏气体的压力。

固定尺寸节流孔板设置在压力变送器的下游，并能够降低泄漏气体的流量。泄漏气体可以通过固定尺寸节流孔板排放到安全区域，而且节流孔板不能用节流阀替代，因为流量计对泄漏流量的计算公式中涉及到节流孔板的尺寸，不可随意调整，孔板尺寸需要根据压缩机端盖密封面直径和泄漏测试确定，一般为1～2mm。

流量计与固定尺寸节流孔板并联连接，用于监测泄漏气体的流量。

单向阀设置在固定尺寸节流孔板的下游，并能够阻止泄漏气体反窜回监测管路和压缩机内部。

阻火器与单向阀连接，并能够阻止燃爆火焰沿泄漏监测管路传播。

在本实施例中，压缩机端盖上可设置有泄放孔，泄放孔的尺寸可与所述泄漏监测管路的尺寸一致；泄漏监测管路可通过法兰与压缩机端盖上的泄放孔连接。

在本实施例中，压力变送器与泄漏监测管路之间可设有针型阀，用于开启或切断压力变送器与泄漏监测管路之间的连接。

本实用新型另一方面提供了一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统。

在本实用新型的一个示例性实施例中，一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统包括两条如上所述的泄漏监测管路，且两条泄漏监测管路分别与压缩机两侧的端盖连接。其中，两条泄漏监测管路可共用一个阻火器。

在本实施例中，所述泄漏监测系统还可包括压缩机控制单元，压缩机控制单元分别与压力变送器和流量计连接，并能够在泄漏气体的压力和/或流量超出报警阈值时，产生报警信号。

本实用新型再一方面提供了一种垂直剖分式压缩机，所述垂直剖分式压缩机包括如上所述的轴端密封泄漏监测系统。

为了更好地理解本实用新型的上述示例性实施例，下面结合附图和具体示例对其进行进一步说明。

示例1

图2示出了一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统的结构示意图，如图2所示，该泄漏监测系统包括两套配置一样的泄漏监测管路，两条管路分别监测离心压缩机两侧端盖密封圈泄漏情况，组成一套完整的压缩机端盖泄漏监测系统。另外，该泄漏监测系统还设有压缩机控制单元。

一条泄漏监测管路由法兰6、针型阀7、压力变送器8、限流孔板9、流量计10、单向阀11和阻火器12组成；另一条泄漏监测管路则由法兰、针型阀、压力变送器、限流孔板、流量计、单向阀组成。两条泄漏监测管路对称布置，并通过阻火器相连通。

其中，离心压缩机的主轴3带动叶轮4高速旋转，气体沿轴向进入叶轮4，沿叶轮4径向高速配出后进入扩压器。端盖1和机壳5间的配合面进行了精加工，并采用橡胶密封圈2进行密封。端盖1中开设有泄放孔，泄漏监测管路通过法兰6与泄放孔连接，泄漏气体能够从泄放孔被引至法兰6，并释放至泄漏监测管路。

泄漏监测管路中设置的固定尺寸的限流孔板9位于压力变送器8的下游，用于允许泄漏天然气通过管路排放到安全区域。限流孔板9的尺寸为2mm。

流量计10与限流孔板9并联设置，用于监测泄漏流量，实现泄漏量定量评价，且设置了报警阈值，当超过报警阈值时压缩机控制单元进行报警。泄漏流量的具体阈值需根据压缩机端盖密封面直径和泄漏测试确定，例如，可设置为1Nm³/h高报，5Nm³/h高高报触发自动停机。

在限流孔板9的上游设置了压力变送器8，用于监测泄漏情况，且设置了报警阈值，当超过报警阈值时压缩机控制单元进行报警。泄漏压力的具体阈值要根据压缩机端盖密封面直径和泄漏测试确定，例如，可设置为100kPa高报警提醒运维人员检查，200kPa高高报触发自动停机。

在限流孔板9下游设置了单向阀11，用于防止对侧监测管路天然气反窜。

阻火器12与单向阀11连接，并能够阻止燃爆火焰沿泄漏监测管路传播。

根据本实用新型的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统的工作过程为：当压缩机一侧的端盖1内侧的橡胶密封圈2出现泄漏，机壳5内部的天然气泄漏到第一层密封圈与第二层密封圈之间的封闭空间，通过本实用新型的泄漏监测管路，通过在端盖1上加工泄放孔，将泄漏气体引至法兰6，泄放气体通过管道上的限流孔板9、单向阀11、阻火器12后释放到厂房外安全区域。在泄放管道上安装的压力变送器8对泄漏压力进行监测，流量计10对泄放流量进行监测；压力变送器8和流量计10远传到压缩机控制单元进行监控和连锁。在对侧的泄漏监测管路工作原理同上。

综上所述，本实用新型的有益效果包括以下内容中的至少一项：

(1)本实用新型通过监测密封圈泄漏压力和流量，可以评估密封圈密封性能，并提供失效预警，避免密封圈突发失效引起气体大量泄漏，造成压缩机非计划停机，影响输气生产；

(2)本实用新型可应用于长输管道、空分、化工等领域，具有广阔的使用前景。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (9)

1.一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路，用于监测压缩机端盖内密封圈的密封性能，其特征在于，所述泄漏监测管路与压缩机端盖连接，并设置有压力变送器、固定尺寸节流孔板、流量计、单向阀、以及阻火器，其中，

所述压力变送器设置在靠近压缩机端盖的一侧，用于监测泄漏气体的压力；

所述固定尺寸节流孔板设置在压力变送器的下游，并能够降低泄漏气体的流量；

所述流量计与固定尺寸节流孔板并联连接，用于监测泄漏气体的流量；

所述单向阀设置在固定尺寸节流孔板的下游，并能够阻止泄漏气体反窜回监测管路和压缩机内部；

所述阻火器与单向阀连接，并能够阻止燃爆火焰沿泄漏监测管路传播。

2.根据权利要求1所述的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路，其特征在于，所述固定尺寸节流孔板的尺寸为1～2mm。

3.根据权利要求1所述的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路，其特征在于，所述泄漏监测管路通过法兰与所述压缩机端盖连接。

4.根据权利要求1所述的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路，其特征在于，所述压缩机端盖上设置有泄放孔，所述泄放孔的尺寸与所述泄漏监测管路的尺寸一致。

5.根据权利要求1所述的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测管路，其特征在于，所述压力变送器与所述泄漏监测管路之间设有针型阀，用于开启或切断压力变送器与泄漏监测管路之间的连接。

6.一种垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统，其特征在于，所述泄漏监测系统包括两条如权利要求1至5中任意一项所述的泄漏监测管路，且两条泄漏监测管路分别与压缩机两侧的端盖连接。

7.根据权利要求6所述的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统，其特征在于，两条泄漏监测管路共用一个阻火器。

8.根据权利要求6所述的垂直剖分式压缩机的轴端密封泄漏监测系统，其特征在于，所述泄漏监测系统还包括压缩机控制单元，所述压缩机控制单元分别与压力变送器和流量计连接，并能够在泄漏气体的压力和/或流量超出报警阈值时，产生报警信号。

9.一种垂直剖分式压缩机，其特征在于，所述垂直剖分式压缩机包括权利要求6至8中任意一项所述的轴端密封泄漏监测系统。

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