CS211466B1 - Způsob jištění turbokompresoru a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu jištění turbokompresoru poháněného elektromotorem proti poškození déletrvající pompáží, který stlačuje cirkulační plyn pro nízkoteplotní expanzní turbínu brzděnou generátorem. Účelem vynálezu je ochrana turbokompresoru proti poškození déletrvající pompáží při mžikovém přerušení odběru plynu expanzní turbínou při její poruše, například při překročení otáček, při ztrátě tlaku mazacího oleje, při ztrátě napětí na generátoru, anebo i při samovolném uzavření rychlouzávěru před expanzní turbínou. Uvedeného účelu se dosáhne tím, že od impulsu některé poruchy,anebo od poklesu tlaku před expanzní turbínou se přeruěl dodávka elektrického proudu pro elektromotor, čímž dojde k odstavení turbokompresoru. K provádění uvedeného způsobu jiětění bylo navrženo zařízeni (viz obr. 1), sestávající z rychlouzávěru, čidla tlaku, přepínače a vypínacího ústrojí elektromotoru turbokompresoru, jehož podstatou je, že mezi rycblouzávěr (i) a expanzní turbínou (2) je umístěno čidlo (5) tlaku, které je elektricky propojeno přes přepínač (4) s vypínacím ústrojím (6) elektromotoru (8).

Description

Vynález se týká způsobu jištění turbokompresorů proti poškození déletrvající pompáži a případně proti nadměrnému stoupnutí tlaku na výtlaku turbokompresorů při mžikovém přerušení odběru stlačovaného plynu. Jedná se o způsob jištění turbokompresorů, který stlačuje cirkulační plyn pro expanzní turbínu brzděnou elektrickým generátorem a o zařízení k provádění tohoto způsobu.

Posud známé jištění turbokompresorů proti¹ poškození pompáží se řeší pomocí antipompážní regulace. Antipompéžní regulace umožňuje provoz turbokompresorů při odběru, který patří do oblasti pod hranici pompáže. V podstatě to je regulace přepouštěním. Rozdíl mezi množstvím plynu protékajícím turbokompresorem a odebíraným množstvím spotřebitelem se přepouští do sání ventilem připojeným na výtlačné potrubí. Tímto způsobem se udržuje dopravované množství plynu turbokompresorem tak, aby nekleslo pod pumpovnl hranici. Pracuje-li turbokompresor pod mezí pompáže, vznikají tlakové rázy, které mohou způsobit poškození turbokompresoru, Antipompéžní regulace je dostatečná ochrana turbokompresorů proti pompáži, když změna odebíraného množství dopravovaného plynu je plynulá anebo když je na výtlaku turbokompresorů dostatečná kapacita, která skokové nerovnoměrnosti v odběru vyrovnává.

Dojde-li však k okamžitému přerušení odběru tlakového plynu a na výtlaku turbokompresoru není dostatečné kapacita, potom antipompéžní regulace nechrání turbokompresor proti poškození pompáži. Pracuje-li turbokompresor v cirkulačním chladicím okruhu společně s expanzní turbínou, která je brzděna generátorem, může dojít k mžikovému přerušení odběru dopravovaného plynu, například při ztrátě napětí na generátoru. Rychlouzávěr zařazený na vstupu plynu do expanzní turbíny, se při této poruše uzavírá. Rovněž se zavírá při překročení otáček expanzní turbíny, při překročení dovolené teploty mazacího oleje na výstupu z převodové skříně, při poklesu teploty plynu na vstupu do expanzní turbíny a při ztrátě tlaku mazacího oleje. V těchto případech dojde k pompáži turbokompresorů při vysokých tlakových hladinách do doby, než začne pracovat antipompéžní regulace. Po dobu pompáže dochází k tlakovým rázům, které vedou i k poškození turbokompresorů.

Výše uvedený nedostatek odstraňuje způsob jištěni turbokompresorů poháněného elektromotorem proti poškození dlouhodobou pompáži, kde turbokompresor dodává tlakový plyn pro expanzní turbinu vybavenou na vstupu rychlouzávěrem, který se uzavírá impulsem od poruchy expanzní turbiny, například při ztrátě napětí na brzdicím generátoru, při překročení otáček expanzní turbiny, při ztrátě tlaku mazacího oleje, při překročení dovolené teploty mazacího oleje na výstupu z převodové skříně, nebo při poklesu teploty plynu na vstupu do vlastni expanzní turbíny pod dovolenou mez, jehož podstatou je, že impulsem od některé této poruchy·anebo od poklesu tlaku před expanzní turbínou se přeruší dodávka elektrického proudu* pro elektromotor, čímž dojde k odstavení turbokonipresoru.

K provádění výše uvedeného způsobu bylo navrženo zařízeni podle vynálezu, které sestává z rychlouzávěru, čidla tlaku, přepínače a vypínacího ústrojí elektromotoru turbokompreaoru, jehož podstatou je, že mezi rychlouzávěrem a expanzní turbínou je umístěno čidlo tlaku, které je elektricky propojeno přes přepínač s vypínacím ústrojím elektromotoru.

Hlavní výhoda jištění turbokompresorů a zařízení dle vynálezu je především ·- tom, Se se zabraňuje poškození turbokompresorů déletrvající pompáži při případném uzavřeni rychlouzávěru zařazeného na vstupu plynu do expanzní turbiny. Zařízení k provádění způsobu jištění je jednoduché a tím i investičně nenáročná.

Příkladné provedení zařízení k provádění způsobu jištění turbokompresorů je zjednodušeně zobrazeno na obrázku. Je zde zobrazeno zjednodušené schéma chladicího -cyklu, jehož hlavní částí je cirkulační turbokompresor, expanzní turbína a výměníky tepla.

Cirkulační plyn z turbokompresorů 2 P·⁵ ^„chlazení vodou v dochlazovači 15 a expandovaným cirkulačním plynem v předchlazovacím výměníku 11 se vede z větší části do expanzní turbíny 2. Menši část plynu se zavádí do zkapalňovače ^2, V expanzní turbíně cirkulační plyn expanduje a přitom se ochladl. Expandovaný plyn předá svůj chlad nejdříve Sástí tlakového plynu, který ve zkapalňovači 12 zkapalní. Zkapalněný plyn ze zkapalňovače 12 se odvádí ke spotřebě ž výstupu 14. Expandovaný plyn po průchodu zkapalnovačem 12 se po předání chladu v předóhlazovaclm výměníku 11 vede na sání clrkulaSnlho turbokompresoru £. Na sání cirkulačního turbokompresoru £ je rovněž připojen přívod 16 plynu pro zkapalnění. Tím se doplňují úbytky cirkulačního plynu v okruhu. Na sání turbokompresoru jé zařazena reguř lační klapka 11. Turbokompresor £ je vybaven antipompážní regulací JJ. Jestliže plynule klesne odběr expanzní turbínou 2 pod pompážnl hranici, pomocí antipompážní regulace JJ se přepouětí část plynu z výtlaku do sání turbokompresoru £ a množství dopravovaného plynu se tak drží nad pumpovní hranicí. <

Turbokompresor £ je poháněn elektromotorem J, který je vybaven vypínacím ústrojím 6. Expanzní turbína 2 je brzděna generátorem £ a na vstupu plynu do expanzní turbíny 2 je zařazen rychlouzávěr J.. Mezi rychlouzávěr £ a vstup do expanzní turbiny 2 je umístěno čidlo £ tlaku. čidlo £ tlaku je elektricky propojeno 8‘vypínacím detrojím J přes přepínač £. Při ztrátě napětí na brzdicím generátoru £ se rychlouzávěr J. automaticky zavře. Bychlouzávěr J. se automaticky zavírá též při překročení maximálních otáček expanzní turbíny, při ztrátě tlaku mazacího oleje, při poklesu teploty expandovaného plynu na vstupu do expanzní turbíny pod předepsanou mez a při překročení dovolené teploty ložiska expanzní turbíny atp. Uzavře-li se rychlouzávěr J., dojde k poklesu tlaku'mezi rychlouzávěrem a expanzní turbínou

2. Čidlo £ tlaku při poklesu tlaku uvede do činnosti prostřednictvím elektrického propojení vypínací' ústrojí 6, které přeruěí okamžitě přívod elektrického proudu pro elektromotor 8 turbokompresorem £. Tím dojde k odstavení turbokompresoru £, a tak se zabrání vzniku dlouhodobé pompé^e při vysoké tlakové hladině, do doby,než by začala pracovat antipompážní regulace JJ. K pompáži dojde pouze krátce při doběhu turbokompresoru £.

Použití způsobu jištění turbokompresoru dle vynálezu a zařízení k prováděni tohoto způsobu je především u přídavných chladicích cyklů instalovaných u zařízení ha dělení vzduchu nízkoteplotním způsobem za účelem výroby kapalných produktů. Zařízení k provádění způsobu jiětění turbokompresoru chrání dokonale turbokompresor proti poSkození při okamžitém přeruěení odběru tlakového plynu expanzní turbínou.

Claims (2)

1. Způsob jiětění turbokompresoru poháněného elektromotorem proti poSkození dlouhodobou pompáži, kde turbokompresor dodává tlakový plyn pro expanzní turbínu vybavenou na vstupu rychlouzávěrem, který se uzavírá impulsem od poruchy expanzní turbíny, například při ztrátě napětí na brzdicím generátoru, při překročení dovolených otáček expanzní turbíny, při ztrátě tlaku mazacího oleje, při překročení dovolené teploty mazacího oleje na výstupu z převodové skříně nebo při poklesu teploty plynu na vstupu do vlastní expanzní turbíny pod předepsanou mez, vyznačený tím, že impulsem od některé této poruchy a/nebo od poklesu tlaku před expanzní turbínou se přeruěí dodávka elektrického proudu pro elektromotor, čímž dojde k odstavení turbokompresoru.

2. Zařízení k prováděni způsobu dle bodu 1, sestávající z rychlouzávěru, čidla tlaku, přepínače a vypínacího ústrojí elektromotoru turbokompresoru, vyznačené tím, že mezi rychlouzávěrem (1) a expanzní turbínou (2) je umístěno čidlo (5) tlaku, které je elektricky propojeno přes přepínač (4) s vypínacím ústrojím (6) elektromotoru (8).