DE4239586C1 - Turbomachinery system and method for sealing a turbomachine - Google Patents

Turbomachinery system and method for sealing a turbomachine

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Abstract

The turbo-engine has a housing (1) in which is fitted a rotor shaft (2). Between the housing and the rotor shaft there is a dry gas sealing system (3) to which is applied seal gas on the side away from the housing and seal air on the side towards the housing. The gas-air mixture existing in front of the gas sealing system on the external housing side is drawn through an outlet (14) leading out of the housing (1) via the air intake pipe of an associated gas engine. The latter thus conveys the seal air through the turbo-engine and also uses the leaked gas as a combustion gas.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten einer Rotorwelle gegenüber einem Gehäuse einer in einer Produktgas­ leitung arbeitenden Turbomaschine, mit einem trockenen Gasdich­ tungssystem zwischen der Rotorwelle und dem Gehäuse, wobei das Gasdichtungssystem gehäuseinnen- und -außenseitig je mit Sperr­ medium beaufschlagt wird, und zwar mit gereinigtem Produktgas und gehäuseaußenseitig mit Sperrgas, und wobei das gehäu­ seaußenseitig am Gasdichtungssystem anstehende Leckagepro­ duktgas-Sperrgas-Gemisch abgeführt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Turbomaschinenanlage mit mindestens einer Turbo­ maschine, deren Rotorwelle nach einem derartigen Verfahren ab­ gedichtet wird. Verfahren und Anlage dieser Art sind aus der Praxis bekannt.The invention relates to a method for sealing a Rotor shaft opposite a housing in a product gas line working turbomachine, with a dry gas seal tion system between the rotor shaft and the housing, the Gas sealing system, inside and outside of the housing, each with a lock medium is applied, namely with purified product gas and the outside of the housing with sealing gas, and the housing Leakage pro duct gas-barrier gas mixture is discharged. Furthermore, the Invention a turbo machine system with at least one turbo machine, the rotor shaft from such a method is sealed. Process and plant of this type are from the Known practice.

Trockene Gasdichtungssysteme haben sich für Turboverdich­ ter in Gastransportleitungen und auch für Turboexpander be­ währt. Die Bereitstellung des gehäuseinnenseitig erforderlichen Sperrmediums bietet keine Schwierigkeiten. In der Regel wird Produktgas, das unter mehr als ausreichendem Druck zur Verfü­ gung steht, abgezweigt, gereinigt und dem Gasdichtungssystem zugeleitet.Dry gas sealing systems have opted for turbo compression ter in gas transmission lines and also for turbo expanders lasts. The provision of the inside of the housing Locking medium is not a problem. Usually will Product gas that is available under more than sufficient pressure supply, branched off, cleaned and the gas sealing system forwarded.

Nachteilig ist, daß auf der Gehäuseaußenseite des jeweili­ gen Gasdichtungssystems Leckageproduktgas ansteht und abgelei­ tet werden muß. Die Leckagemenge hängt vom Produktgasdruck und von der Drehzahl der Turbomaschine ab. Auch bei dem Stillstand der Turbomaschine fällt Leckageproduktgas an. In der Regel ver­ bietet es sich, das Leckageproduktgas in den Aufstellungsraum der Turbomaschine entweichen zu lassen. Man leitet es daher zu­ sammen mit dem Sperrgas über Dach in die Atmosphäre. Das Lecka­ geproduktgas geht also verloren.The disadvantage is that on the outside of the housing Leakage product gas is present and exhausted must be tet. The amount of leakage depends on the product gas pressure and on the speed of the turbomachine. Even at a standstill leakage product gas is produced in the turbomachine. Usually ver it is convenient to place the leakage product gas in the installation room to let the turbo machine escape. It is therefore passed on together with the sealing gas over the roof into the atmosphere. The Lecka geproduct gas is therefore lost.

Aus der DE 28 42 899 A1 ist eine Turbine bekannt, bei der das im Dichtungssystem verbrauchte Sperrgas zum Teil einer oh­ nehin vorhandenen Verbrennungseinrichtung zugeführt wird. Al­ lerdings handelt es sich bei der Turbine um eine Dampfturbine. From DE 28 42 899 A1 a turbine is known in which the sealing gas consumed in the sealing system is partly an oh existing combustion device is supplied. Al However, the turbine is a steam turbine.  

Ferner ist es aus der DE 26 25 551 A1 im Zusammenhang mit einer Gasturbine bekannt, das im Dichtungssystem verbrauchte Sperrgas in eine Niederdruck-Turbinenstufe einzuleiten, was einen entsprechend hohen Sperrgasdruck voraussetzt.Furthermore, it is from DE 26 25 551 A1 in connection with known a gas turbine that consumed in the sealing system Introducing purge gas into a low pressure turbine stage what requires a correspondingly high sealing gas pressure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfah­ ren bzw. einer Anlage der eingangs genannten Art das Leckage­ produktgas des trockenen Gasdichtungssystems in sinnvoller Weise nutzbar zu machen.The invention is based, to a method ren or a system of the type mentioned the leakage product gas of the dry gas sealing system in more meaningful Way to harness.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfin­ dung dadurch gekennzeichnet, daß das gehäuseaußenseitig am Gasdichtungssystem anstehende Leckageproduktgas-Sperrgas-Gemisch abgesaugt und luftansaugseitig einem im übrigen mit dem heiz­ wertbehafteten Produktgas gespeisten Gasmotor zugeführt wird.The solution to this problem is the Erfin method dung characterized in that the outside of the housing on Gas sealing system pending leakage product gas-barrier gas mixture  suctioned and air intake side one with the heating Valuable product gas fed gas engine is supplied.

Der Gasmotor kann dazu dienen, Strom für die Anlage, bei der es sich z. B. um eine Verdichterstation handelt, zu erzeu­ gen oder sonstige Zusatzaggregate anzutreiben. Das Leckagepro­ duktgas-Sperrgas-Gemisch des trockenen Gasdichtungssystems ge­ langt in den Verbrennungsraum des Gasmotors. Dort wird zumin­ dest das Leckageproduktgas verbrannt und über den Gasmotor energetisch genutzt. Der Ausgleich von Schwankungen der Leckageproduktgasmenge, vor allem in Verbindung mit einer λ=1- Regelung des Motors, erfolgt durch Entnahme aus der Produktgas­ leitung, und zwar unter Zwischenschaltung einer Vorwärmstufe zur Kompensierung des Joule-Thompson-Effekts und eines Druck­ reglers. Sofern auf der Station eine Gasturbine betrieben wird, kann der Gasmotor über deren Brenngasschiene gespeist werden.The gas engine can serve to supply electricity to the plant z. B. is a compressor station to generate gen or other additional units. The leakage pro Duct gas-barrier gas mixture of the dry gas sealing system reaches into the combustion chamber of the gas engine. There is at least least the leakage product gas burned and over the gas engine used energetically. Compensating for fluctuations in the Leakage product gas volume, especially in connection with a λ = 1- Regulation of the engine takes place by extraction from the product gas line, with the interposition of a preheating stage to compensate for the Joule-Thompson effect and a pressure regulator. If a gas turbine is operated on the station, the gas engine can be fed via its fuel gas rail.

Vorzugsweise wird als gehäuseaußenseitiges Sperrgas Luft zugeführt. Dabei wird das Verhältnis Leckageprodukt­ gas/Sperrluft vorteilhafterweise so eingestellt, daß das ent­ stehende Gas-Luft-Gemisch im Bereich der Turbomaschine nicht zündfähig ist. Ferner kann die Einstellung so getroffen werden, daß dieses Gemisch die gesamte Verbrennungsluft für den Gasmo­ tor liefert. Die Zündfähigkeit im Gasmotor wird durch Gasent­ nahme aus der Produktgasleitung gewährleistet.Air is preferably used as the sealing gas on the outside of the housing fed. The ratio of the leakage product gas / sealing air advantageously set so that the ent not standing gas-air mixture in the area of the turbomachine is ignitable. Furthermore, the setting can be made that this mixture the entire combustion air for the Gasmo gate supplies. The ignitability in the gas engine is determined by Gasent guaranteed from the product gas line.

Besonders günstige Verhältnisse werden dadurch erzielt, daß der Gasmotor das gehäuseaußenseitige Leckageproduktgas-Luft-Ge­ misch ggf. unter Zwischenschaltung eines Sauggebläses ansaugt. Dabei ergibt sich als wesentlicher weiterer Vorteil, daß die Sperrluft nicht mehr als Druckluft zugeführt werden muß, son­ dern vom Gasmotor angesaugt wird. Die angesaugte Sperrluft kann gleichzeitig dazu dienen, ein gehäuseaußenseitig angeordnetes Lager zu kühlen. Bei diesem Konzept wird davon ausgegangen, daß eine Ölkontamination des Gasdichtungssystems sicher verhindert wird, z. B. durch Verwendung von Magnetlagern. In der Regel wird man ohne Sauggebläse auskommen. Sollte der Druckverlust über das Lager zu groß werden, so kann zusätzliche Luft durch Gehäu­ seöffnungen angesaugt werden, die zwischen dem Gasdichtungssy­ stem und dem Lager angeordnet sind. Erst wenn selbst dann der Druckverlust auf der Saugseite des Gasmotors noch zu groß ist, wird das luftansaugseitig vorgesehene, elektrisch betriebene Sauggebläse verwendet.Particularly favorable conditions are achieved in that the gas engine is the outside of the housing leakage gas gas Ge mixed with a suction fan if necessary. It is a further significant advantage that the Sealing air no longer has to be supplied as compressed air, son which is sucked in by the gas engine. The sealing air drawn in can serve at the same time, a housing arranged on the outside To cool bearings. This concept assumes that prevents oil contamination of the gas sealing system will, e.g. B. by using magnetic bearings. Usually will one can get by without a suction fan. Should the pressure drop be over  If the bearing becomes too large, additional air can get through the housing openings are sucked in between the gas sealing system stem and the bearing are arranged. Only if even then Pressure loss on the suction side of the gas engine is still too large, the electrically operated one provided on the air intake side Suction blower used.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß bei zweistufig ausgebildetem Gasdichtungssystem das zwischen den beiden Dichtungsstufen anstehende Produktgas dem Gasmotor als Brenngas zugeführt wird. Der Druck des Pro­ duktgases zwischen den beiden Dichtungsstufen wird dabei so eingestellt, daß er dem Druck in der Brenngasleitung des Gasmo­ tors entspricht. Das Leckageproduktgas/Sperrluft-Gemisch zwi­ schen der zweiten Dichtungsstufe und der Gehäuseaußenseite wird dem Gasmotor als Verbrennungsluft zugeführt.In an essential further development of the invention, it is provided suggest that with a two-stage gas sealing system the product gas present between the two sealing stages the gas engine is supplied as fuel gas. The pressure of the pro Duct gas between the two sealing stages is so set to match the pressure in the Gasmo gas line tors corresponds. The leakage product gas / sealing air mixture between the second sealing stage and the outside of the housing fed to the gas engine as combustion air.

Vorzugsweise wird das Gasdichtungssystem gehäuseaußenseitig mit dem Abgas des Gasmotors beaufschlagt. Dieses Abgas fällt bei einer λ=1-Regelung als Inertgas an und kann dazu dienen, das Gasdichtungssystem gegen ein gehäuseaußenseitig vorgeschal­ tetes ölgeschmiertes Lager sicher abzuschirmen. Das Abgas kann gemeinsam mit der Sperrluft das gehäuseaußenseitig zugeführte Sperrgas bilden. Außerdem besteht die Möglichkeit, Abgas als alleiniges Sperrgas einzusetzen. Dies hat den Vorteil, daß ge­ häuseaußenseitig selbst im Störfall, wenn bei einem Versagen des Gasdichtungssystems große Mengen an Leckageproduktgas aus­ strömen, gehäuseaußenseitig kein zündfähiges Gemisch entstehen kann.The gas sealing system is preferably on the outside of the housing charged with the exhaust gas of the gas engine. This exhaust gas falls with a λ = 1 regulation as an inert gas and can serve to the gas sealing system against a casing on the outside Shielded oil-lubricated bearings safely. The exhaust gas can together with the sealing air, the outside of the housing Form sealing gas. There is also the possibility of exhaust gas as use only sealing gas. This has the advantage that ge outside of the house even in the event of a malfunction, if a failure occurs of the gas sealing system from large amounts of leakage product gas flow, no ignitable mixture is formed on the outside of the housing can.

Die Erfindung schafft ferner eine Turbomaschinenanlage mit mindestens einer in einer Produktgasleitung arbeitenden Turbo­ maschine, die ein Gehäuse, eine darin gelagerte Rotorwelle und ein zwischen dem Gehäuse und der Rotorwelle angeordnetes trockenes Gasdichtungssystem aufweist, dem gehäuseinnen- und -außenseitig je mindestens eine Trennwand vorgelagert ist, wobei der Raum zwischen der gehäuseinnenseitigen Trennwand und dem Gasdichtungssystem einen Einlaß für Sperrgas aufweist, während der Raum zwischen der gehäuseaußenseitigen Trennwand und dem Gasdichtungssystem mit einem Auslaß für ein Leckageproduktgas- Sperrgas-Gemisch versehen ist. Diese Anlage ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Gasmotor mit einer Auslaßleitung für Abgas, einer Zuführungsleitung für Brenngas und einer Ansaugleitung für Verbrennungsluft aufweist und daß die Ansaugleitung für Verbrennungsluft, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Sauggebläses, an den Auslaß für das Leckageproduktgas-Sperrgas-Gemisch der Turbomaschine ange­ schlossen ist. Das Leckagegas des trockenen Gasdichtungssystems der Turbomaschine wird also im Gasmotor energetisch genutzt, wobei letzterer, ggf. unterstützt durch das Sauggebläse, gleichzeitig die Förderung des Kühl- und Sperrgases übernimmt, wobei es sich bei letzterem vorzugsweise um Luft handelt, die mindestens teilweise den Verbrennungsluftbedarf des Gasmotors decken kann.The invention also provides a turbo machine system at least one turbo working in a product gas line machine which has a housing, a rotor shaft mounted therein and one arranged between the housing and the rotor shaft Has dry gas sealing system, the housing and at least one partition is placed in front of each other, whereby the space between the inside partition and the  Gas sealing system has an inlet for sealing gas, while the space between the outer partition and the Gas sealing system with an outlet for a leakage product gas Seal gas mixture is provided. This system is according to the invention characterized in that it has at least one gas engine an exhaust line for exhaust gas, a supply line for Has fuel gas and an intake pipe for combustion air and that the intake line for combustion air, preferably with the interposition of a suction fan, to the outlet for the leakage product gas-sealing gas mixture of the turbomachine is closed. The leakage gas of the dry gas sealing system the turbomachine is used energetically in the gas engine, the latter, possibly supported by the suction fan, at the same time takes over the promotion of the cooling and sealing gas, the latter preferably being air which at least partially the combustion air requirement of the gas engine can cover.

In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß bei zweistufig ausgebildetem Gasdichtungssystem der Raum zwischen den beiden Dichtungsstufen einen Auslaß für Sperrgas aufweist, der an die Zuleitung für Brenngas des Gasmo­ tors angeschlossen ist. Die beiden Stufen des Gasdichtungssy­ stems können also in entkoppelter Weise mit Sperrgas beauf­ schlagt werden, wobei der Druck im Raum zwischen den beiden Dichtungsstufen auf den Brenngasdruck des Gasmotors eingestellt wird.In an essential further development of the invention, it is provided suggest that with a two-stage gas sealing system the space between the two sealing stages has an outlet for Sealing gas, which is connected to the supply line for fuel gas of the Gasmo tors is connected. The two stages of the gas sealing system Stems can thus act in a decoupled manner with sealing gas be struck, taking the pressure in the space between the two Sealing levels set to the fuel gas pressure of the gas engine becomes.

Eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung ist da­ durch gekennzeichnet, daß dem Gasdichtungssystem gehäuseaußen­ seitig zwei Trennwände vorgelagert sind und daß der Raum zwi­ schen diesen beiden Trennwänden einen Einlaß für Inertgas auf­ weist, welcher an die Auslaßleitung für Abgas des Gasmotors an­ geschlossen ist. Das Abgas des Gasmotors fällt bei λ=1-Regelung als Inertgas an. Es wird in den Raum zwischen den beiden Trenn­ wänden eingeleitet, wobei der die eine Trennwand in Richtung auf das Gasdichtungssystem passierende Anteil erneut vom Gasmo­ tor angesaugt wird. Der andere Anteil, der die andere Trennwand passiert, bildet eine Abschirmung gegen ein vorgeschaltetes öl­ geschmiertes Lager. Die Trennwände bilden Labyrinthdichtungen gegenüber der Rotorwelle. Das Abgas kann zusätzlich zur Sperr­ luft oder anstelle der Sperrluft eingesetzt werden, wobei im letztgenannten Falle selbst bei hohen Leckageproduktgasmengen die Bildung eines zündfähigen Gemisches ausgeschlossen werden kann.A preferred embodiment according to the invention is there characterized in that the gas sealing system housing outside sided two partition walls are in front and that the space between These two partitions open an inlet for inert gas indicates which to the exhaust pipe for exhaust gas of the gas engine closed is. The exhaust gas from the gas engine falls with λ = 1 control as an inert gas. It will separate into the space between the two walls initiated, the one partition in the direction  portion of the gas seal system passing again from the gas mo gate is sucked in. The other part, the other partition happens, forms a shield against an upstream oil lubricated bearing. The partitions form labyrinth seals towards the rotor shaft. The exhaust gas can also be used as a barrier air or used instead of the sealing air, whereby in the latter case even with high leakage product gas quantities the formation of an ignitable mixture can be excluded can.

Vorzugsweise sind zwei Gasmotoren vorgesehen, die mit ihren Auslaß-, Zuführungs- und Ansaugleitungen wahlweise an die Tur­ bomaschine anschließbar sind. Die Gasmotoren bilden ein redun­ dantes System. Fällt einer der Gasmotoren aus, so läuft der Be­ trieb der Turbomaschine unbeeinträchtigt über den zweiten Gas­ motor weiter.Preferably two gas engines are provided, with their Outlet, feed and suction lines optionally to the door machine can be connected. The gas engines form a talk dante's system. If one of the gas engines fails, the Be runs drove the turbomachine unaffected by the second gas engine on.

Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme wird vorgeschlagen, daß der Auslaß für das Leckageproduktgas-Sperrgas-Gemisch der Tur­ bomaschine über eine Umschaltarmatur an ein Sauggebläse ange­ schlossen ist, welches in einen Kamin fördert. Sollten also beide Gasmotoren ausfallen, so wird das Leckageproduktgas zu­ sammen mit dem Sperrgas in den Kamin gefördert. Gleiches gilt, sofern nur mit einem Gasmotor gearbeitet wird und dieser aus­ fällt.As an additional security measure, it is proposed that the outlet for the leakage product gas / barrier gas mixture of the door machine via a changeover valve to a suction fan is closed, which conveys into a fireplace. So should both gas engines fail, the leakage product gas becomes too conveyed into the chimney together with the sealing gas. Same for, if only one gas engine is used and this is off falls.

Sofern mit zweistufig ausgebildetem Gasdichtungssystem ge­ arbeitet wird, ist es vorteilhaft, das Sauggebläse über eine Umschaltarmatur auch an den Auslaß für Sperrgas der Turboma­ schine anzuschließen, um bei Ausfall des Gasmotors bzw. der Gasmotoren das Sperrgas über den Kamin abführen zu können.If ge with a two-stage gas sealing system is working, it is advantageous to use a suction fan Switch-over valve also to the Turboma sealing gas outlet machine to connect in the event of failure of the gas engine or Gas engines to be able to discharge the sealing gas over the chimney.

Als erfindungswesentlich offenbart gelten auch solche Kom­ binationen der erfindungsgemäßen Merkmale, die von den vorste­ hend diskutierten Verknüpfungen abweichen.Such coms are also disclosed as being essential to the invention binations of the features of the invention by the previous The links discussed differ.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsbeispiele im Zusammenhang der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: The invention is based on preferred Ausfüh Example in connection with the accompanying drawing explained. The drawing shows in:  

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsge­ mäßen Abdichtungsanordnung; Fig. 1 is a schematic representation of a sealing arrangement according to the invention;

Fig. 2 einen zugehörigen Schaltplan; FIG. 2 shows an associated diagram;

Fig. 3 eine abgewandelte Abdichtungsanordnung; Fig. 3 shows a modified seal arrangement;

Fig. 4 einen zu Fig. 3 gehörenden Schaltplan. Fig. 4 is a circuit diagram belonging to Fig. 3.

Die schematische Darstellung nach Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 1 und eine darin gelagerte Rotorwelle 2, wobei zwischen dem Ge­ häuse 1 und der Rotorwelle 2 ein trockenes Gasdichtungssystem 3 vorgesehen ist. Das Gasdichtungssystem 3 besteht aus zwei Dich­ tungsstufen 4 und 5. Der Dichtungsstufe 4 ist gehäuseinnensei­ tig eine Trennwand 6 vorgelagert. In ähnlicher Weise ist der Dichtungsstufe 5 gehäuseaußenseitig eine Trennwand 7 vorgela­ gert. Letztere trägt ein Lager 8.The schematic illustration of FIG. 1 shows a housing 1 and a rotor shaft mounted therein 2, wherein said housing between the Ge 1 and the rotor shaft 2, a dry gas sealing system 3 is provided. The gas sealing system 3 consists of two you levels 4 and 5 . The sealing stage 4 is housed a partition 6 upstream. In a similar manner, the sealing step 5 is a partition 7 vorgela outside the housing. The latter carries a bearing 8 .

Zwischen der Trennwand 6 und der Dichtungsstufe 4 befindet sich ein Raum 9, der einen Einlaß 10 für Produktgas aufweist. Zwischen den beiden Dichtungsstufen 4 und 5 befindet sich ein Raum 11, der mit einem Auslaß 12 für Produktgas versehen ist. Schließlich befindet sich zwischen der Dichtungsstufe 5 und der Trennwand 7 ein Raum 13, der mit einem Auslaß 14 für ein Lecka­ geproduktgas-Sperrgas-Gemisch versehen ist.Between the partition 6 and the sealing step 4 there is a space 9 which has an inlet 10 for product gas. Between the two sealing stages 4 and 5 there is a space 11 which is provided with an outlet 12 for product gas. Finally, there is a space 13 between the sealing stage 5 and the partition 7 , which is provided with an outlet 14 for a Lecka geproduktgas-barrier gas mixture.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, handelt es sich bei der Turbo­ maschine um einen Verdichter 15, der in einer Produktgasleitung 16 arbeitet und von einer Gasturbine 17 angetrieben wird. Letz­ tere wird über eine Brenngasschiene 18 gespeist, die von der Produktgasleitung 16 abzweigt.As can be seen from FIG. 2, the turbo machine is a compressor 15 that works in a product gas line 16 and is driven by a gas turbine 17 . The latter is fed via a fuel gas rail 18 , which branches off from the product gas line 16 .

Der Verdichter 15 ist Bestandteil einer Turbomaschinenan­ lage, auf der außerdem zwei Gasmotoren 19 und 20 arbeiten. Diese sind über eine Zuführungsleitung 21 für Brenngas mit der Brenngasschiene 18 der Gasturbine 17 verbunden, und zwar unter Zwischenschaltung einer Drossel 22 und einer Vorwärmeinrichtung 23.The compressor 15 is part of a Turbomaschinenan location, on which two gas engines 19 and 20 also work. These are connected via a feed line 21 for fuel gas to the fuel gas rail 18 of the gas turbine 17 , with the interposition of a throttle 22 and a preheating device 23 .

Ferner sind die Gasmotoren 19 und 20 über eine gemeinsame Ansaugleitung 24 für Verbrennungsluft mit dem Auslaß 14 des Raumes 13 verbunden, und zwar unter Zwischenschaltung eines Sauggebläses 24′. Der Auslaß 12 des Raumes 11 ist an die Zufüh­ rungsleitung 21 für Brenngas der Gasmotoren 19 und 20 ange­ schlossen.Furthermore, the gas engines 19 and 20 are connected via a common intake line 24 for combustion air to the outlet 14 of the room 13 , with the interposition of a suction fan 24 '. The outlet 12 of the room 11 is connected to the feed line 21 for fuel gas of the gas engines 19 and 20 .

Im Betrieb wird der Raum 9 über den Einlaß 10 mit gereinig­ tem Produktgas beaufschlagt. Ein Teil des Produktgases passiert die Trennwand 6 und übt hier seine Sperrwirkung aus. Ein an­ derer Teil geht durch die Dichtungsstufe 4 hindurch und gelangt in den Raum 11. Der Druck im Raum 11 ist auf den der Zufüh­ rungsleitung 21 eingestellt. Dementsprechend verläßt ein Teil des Produktgases den Raum 11 über den Auslaß 12, woraufhin er durch die Zuführungsleitung 21 zu demjenigen der beiden Gasmo­ toren 19 und 20 gelangt, der gerade in Betrieb ist. Der Rest passiert als Leckageproduktgas die Dichtungsstufe 5 und gelangt in den Raum 13. Von hier aus wird er durch den Auslaß 14 in den in Betrieb befindlichen Gasmotor eingesaugt. Durch den Unter­ druck im Raum 13 strömt Sperrluft an dem Lager 8 vorbei, wo­ durch letzteres gekühlt wird. Die Sperrluft gelangt als Ver­ brennungsluft zum ansaugenden Gasmotor. Sie darf dabei nicht durch Öl kontaminiert sein. Daher wird als Lager 8 vorzugsweise ein Magnetlager eingesetzt.In operation, the space 9 is acted upon by the inlet 10 with purified product gas. Part of the product gas passes through the partition 6 and exerts its barrier effect here. Another part passes through the sealing step 4 and reaches the room 11 . The pressure in the space 11 is set to that of the feed line 21 . Accordingly, part of the product gas leaves the space 11 via the outlet 12 , whereupon it passes through the feed line 21 to that of the two gas motors 19 and 20 which is currently in operation. The rest passes through sealing stage 5 as leakage product gas and enters space 13 . From here it is sucked through the outlet 14 into the gas engine in operation. Due to the negative pressure in room 13 , sealing air flows past the bearing 8 , where it is cooled by the latter. The sealing air reaches the intake gas engine as combustion air. It must not be contaminated by oil. Therefore, a magnetic bearing is preferably used as the bearing 8 .

Auf diese Weise wird das Leckageproduktgas des Gasdich­ tungssystems 3 energetisch genutzt, im vorliegenden Fall zur Stromerzeugung über einen Generator 25. Gleichzeitig kommt es zu einer Kühlung des Lagers 8 durch Ansaugen der Sperrluft, für deren Transport keine zusätzliche Energie benötigt wird, ggf. mit Ausnahme des Sauggebläses 24′, welches für den Fall vorge­ sehen ist, daß der Ansaugunterdruck des Gasmotors zu gering ist, die Druckverluste innerhalb der Turbomaschine zu überwin­ den. Zur Verminderung der Druckverluste ist es ferner möglich, Luft durch zusätzliche Gehäuseöffnungen in den Raum 13 einzu­ saugen.In this way, the leakage product gas of the gas sealing system 3 is used for energy, in the present case for generating electricity via a generator 25 . At the same time, there is a cooling of the bearing 8 by sucking in the sealing air, for the transport of which no additional energy is required, possibly with the exception of the suction fan 24 ', which is provided for in the event that the suction vacuum of the gas engine is too low, the To overcome pressure losses within the turbomachine. To reduce the pressure losses, it is also possible to suck air into the space 13 through additional housing openings.

Das erfindungsgemäße Konzept ist umweltfreundlich, da das Leckageproduktgas nicht in die Atmosphäre abgegeben, sondern in den Gasmotoren verbrannt wird und da diese die Auflagen der TA Luft erfüllen.The concept of the invention is environmentally friendly, because that Leakage product gas is not released into the atmosphere but in  the gas engines are burned and since these meet the requirements of the TA Fill air.

In der vom Auslaß 14 des Raumes 13 zu den Gasmotoren 19 und 20 führenden Ansaugleitung 24 ist eine Umschaltarmatur 26 ange­ ordnet, die bei Ausfall beider Gasmotoren eine Verbindung zu einem Sauggebläse 27 herstellt, welches in einen nicht darge­ stellten Kamin fördert. Gleichermaßen stellt eine Umschaltarma­ tur 28 eine Verbindung zwischen dem Auslaß 12 des Raumes 11 und dem Sauggebläse 27 her, so daß bei Ausfall beider Gasmotoren 19 und 20 auch das Sperrgas in den Kamin gefördert werden kann.In the leading from the outlet 14 of the room 13 to the gas engines 19 and 20 intake line 24 is a switching valve 26 is arranged, which connects to a suction fan 27 in the event of failure of both gas engines, which promotes a chimney not shown Darge. Similarly, a Umschaltarma tur 28 creates a connection between the outlet 12 of the room 11 and the suction fan 27 , so that in the event of failure of both gas engines 19 and 20 , the sealing gas can be conveyed into the fireplace.

Die Anordnung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 vor allen Dingen dadurch, daß der Trennwand 7 gehäuseau­ ßenseitig eine zweite Trennwand 29 vorgelagert ist. Sodann folgt die Trennwand 7′, die ein ölgeschmiertes Lager 8′ trägt. Zwischen der Trennwand 7 und der Trennwand 29 befindet sich ein Raum 30, der einen Einlaß 31 für Inertgas aufweist.The arrangement according to FIG. 3 differs from that according to FIG. 1 above all in that the partition 7 has a second partition 29 in front on the outside of the housing. Then follows the partition 7 ', which carries an oil-lubricated bearing 8 '. Between the partition 7 and the partition 29 there is a space 30 which has an inlet 31 for inert gas.

Ferner ist der Raum 13 neben seinem Auslaß 14 zusätzlich mit einem Einlaß 32 für Luft versehen. Der in Betrieb befind­ liche Gasmotor saugt also über den Auslaß 14 ein Gemisch aus dem Raum 13 an, das aus Leckageproduktgas, Luft und Inertgas besteht.In addition, the space 13 is provided with an inlet 32 for air in addition to its outlet 14 . The Liche gas engine in operation thus sucks a mixture from the space 13 through the outlet 14 , which consists of leakage product gas, air and inert gas.

Abweichend hiervon kann auf den Einlaß 32 nach Fig. 3 ver­ zichtet werden. Unter diesen Umständen saugt der in Betrieb be­ findliche Gasmotor aus dem Raum 13 ein Gemisch an, das aus Leckageproduktgas und Inertgas besteht. Selbst wenn die Lecka­ gemenge bei einem Ausfall des Gasdichtungssystems unzulässig hoch ansteigt, kann daraus kein zünd- oder explosionsfähiges Gemisch entstehen. Die Gasmotoren saugen unter diesen Umständen ihre Verbrennungsluft aus der Umgebung an.Notwithstanding this, the inlet 32 according to FIG. 3 can be omitted. Under these circumstances, the gas engine that is in operation draws a mixture out of the space 13 that consists of leakage product gas and inert gas. Even if the leakage quantity increases to an impermissibly high level due to a failure of the gas sealing system, no ignitable or explosive mixture can result. Under these circumstances, the gas engines draw their combustion air from the environment.

Der aus dem Raum 30 in Richtung auf das Lager 8′ strömende Inertgasanteil gelangt in einen Raum 33 und verläßt diesen über einen Auslaß 34. Das Inertgas bildet eine Abschirmung des Gas­ dichtungssystems 3 gegen das ölgeschmierte Lager 8′. The flow of inert gas from the space 30 in the direction of the bearing 8 'enters a space 33 and leaves it via an outlet 34 . The inert gas forms a shield of the gas sealing system 3 against the oil-lubricated bearing 8 '.

Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß die Gasmotoren 19 und 20 eine Auslaßleitung 35 für Abgas aufweisen. Diese ist unter Zwi­ schenschaltung einer Trocknungseinrichtung 36 an den Einlaß 31 des Raumes 30 angeschlossen. Ein Teil des Abgases der Gasmoto­ ren bildet also das Inertgas für die Anordnung nach Fig. 3.From Fig. 4 it can be seen that the gas engines 19 and 20 have an exhaust pipe 35 for exhaust gas. This is connected with interposition of a drying device 36 to the inlet 31 of the room 30 . Part of the exhaust gas from the Gasmoto ren thus forms the inert gas for the arrangement of FIG. 3rd

Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungsmög­ lichkeiten gegeben. So kann anstelle von zwei Gasmotoren mit einem einzigen Gasmotor gearbeitet werden. Ferner kann auf das Sauggebläse verzichtet werden, sofern ein Kamin mit entspre­ chendem Zug zur Verfügung steht oder aber das Sperrgas in den Aufstellungsraum abgeleitet werden kann. Ferner können die Gas­ motoren an einen Turboexpander anstelle des Verdichters ange­ schlossen sein. Der Verdichter kann über einen Kolbenantrieb anstelle einer Gasturbine verfügen.Within the scope of the invention, modifications are readily possible given. So instead of two gas engines with a single gas engine. Furthermore, on the Suction fans can be dispensed with, provided that a chimney matches train is available or the sealing gas in the Installation room can be derived. Furthermore, the gas engines to a turboexpander instead of the compressor be closed. The compressor can be driven by a piston instead of a gas turbine.

Claims (12)

1. Verfahren zum Abdichten einer Rotorwelle gegenüber einem Gehäuse einer in einer Produktgasleitung arbeitenden Turboma­ schine, mit einem trockenen Gasdichtungssystem zwischen der Ro­ torwelle und dem Gehäuse, wobei das Gasdichtungssystem ge­ häuseinnen- und -außenseitig je mit Sperrmedium beaufschlagt wird, und zwar gehäuseinnenseitig mit gereinigtem Produktgas und gehäuseaußenseitig mit Sperrgas, und wobei das gehäu­ seaußenseitig am Gasdichtungssystem anstehende Leckagepro­ duktgas-Sperrgas-Gemisch abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das gehäuseaußenseitig am Gasdichtungssystem anstehende Leckageproduktgas-Sperrgas-Gemisch abgesaugt und luftansaugsei­ tig einem im übrigen mit Produktgas gespeisten Gasmotor zuge­ führt wird.1. A method for sealing a rotor shaft against a housing of a Turboma machine working in a product gas line, with a dry gas sealing system between the rotor shaft and the housing, the gas sealing system being acted upon with sealing medium on the inside and outside of the housing, namely on the inside with cleaned Product gas and the outside of the housing with sealing gas, and wherein the housing outside of the gas sealing system pending leakage product gas / sealing gas mixture is discharged, characterized in that the outside of the gas sealing system pending leakage product gas / blocking gas mixture is suctioned off and leads to a gas engine fed with product gas becomes. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gehäuseaußenseitiges Sperrgas Luft zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that Air is supplied as a sealing gas on the outside of the housing. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasmotor das gehäuseaußenseitig anstehende Leckagepro­ duktgas-Luft-Gemisch ggf. unter Zwischenschaltung eines Saugge­ bläses ansaugt.3. The method according to claim 2, characterized in that the gas engine handles the leakage pro duct gas-air mixture, if necessary with the interposition of a Saugge blown sucks. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei zweistufig ausgebildetem Gasdichtungssy­ stem das zwischen den beiden Dichtungsstufen anstehende Pro­ duktgas dem Gasmotor als Brenngas zugeführt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that with a two-stage gas sealing system stem the pro between the two sealing levels duct gas is supplied to the gas engine as fuel gas. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gasdichtungssystem gehäuseaußenseitig mit dem Abgas des Gasmotors beaufschlagt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized ge indicates that the gas sealing system on the outside of the housing is applied to the exhaust gas of the gas engine.   6. Turbomaschinenanlage mit mindestens einer in einer Pro­ duktgasleitung (16) arbeitenden Turbomaschine (15), die ein Ge­ häuse (1), eine darin gelagerte Rotorwelle (2) und ein zwischen dem Gehäuse und der Rotorwelle angeordnetes trockenes Gasdich­ tungssystem (3) aufweist, dem gehäuseinnen- und -außenseitig je mindestens eine Trennwand (6, 7, 29) vorgelagert ist, wobei der Raum (9) zwischen der gehäuseinnenseitigen Trennwand (9) und dem Gasdichtungssystem (3) einen Einlaß (10) für Produktgas aufweist, während der Raum (13) zwischen der gehäuseaußenseiti­ gen Trennwand (7) und dem Gasdichtungssystem (3) mit einem Aus­ laß (14) für ein Leckageproduktgas-Sperrgas-Gemisch versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage mindestens einen Gasmotor (19, 20) mit einer Auslaßleitung (35) für Abgas, einer Zuführungsleitung (21) für Brenngas und einer Ansaugleitung (24) für Verbrennungsluft aufweist und daß die Ansaugleitung (24) für Verbrennungsluft an den Auslaß (14) für das Leckage­ produktgas-Sperrgas-Gemisch der Turbomaschine (15) angeschlos­ sen ist.6. turbomachine system with at least one in a pro duct gas line ( 16 ) working turbo machine ( 15 ) having a Ge housing ( 1 ), a rotor shaft ( 2 ) mounted therein and a dry gas sealing system ( 3 ) arranged between the housing and the rotor shaft , the housing inside and outside is at least one partition ( 6 , 7 , 29 ) in front, the space ( 9 ) between the housing inside partition ( 9 ) and the gas sealing system ( 3 ) having an inlet ( 10 ) for product gas, while the space ( 13 ) between the outer side of the housing ( 7 ) and the gas sealing system ( 3 ) is provided with an outlet ( 14 ) for a leakage gas / sealing gas mixture, characterized in that the system has at least one gas engine ( 19 , 20 ) with an outlet line ( 35 ) for exhaust gas, a feed line ( 21 ) for fuel gas and an intake line ( 24 ) for combustion air and that the intake line ( 24 ) for V Combustion air to the outlet ( 14 ) for the leakage product gas / barrier gas mixture of the turbomachine ( 15 ) is ruled out. 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen dem Gasmotor (19, 20) und dem Auslaß (14) für das Lecka­ geproduktgas-Sperrgas-Gemisch der Turbomaschine (15) ein Saug­ gebläse (24′) angeordnet ist.7. Plant according to claim 6, characterized in that between the gas engine's ( 19 , 20 ) and the outlet ( 14 ) for the Lecka geproduct gas-barrier gas mixture of the turbomachine ( 15 ), a suction fan ( 24 ') is arranged. 8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei zweistufig ausgebildetem Gasdichtungssystem (3) der Raum (11) zwischen den beiden Dichtungsstufen (4, 5) einen Aus­ laß (12) für Produktgas aufweist, der an die Zuführungsleitung (21) für Brenngas des Gasmotors (19, 20) angeschlossen ist.8. Plant according to claim 6 or 7, characterized in that in two-stage gas sealing system ( 3 ), the space ( 11 ) between the two sealing stages ( 4 , 5 ) has an outlet ( 12 ) for product gas, which to the supply line ( 21 ) for fuel gas of the gas engine ( 19 , 20 ) is connected. 9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einem ein- oder zweistufigen Gasdichtungssystem (3) gehäuseaußenseitig zwei Trennwände (7, 29) vorgelagert sind und daß der Raum (30) zwischen diesen beiden Trennwänden einen Einlaß (31) für Inert­ gas aufweist, welcher an die Auslaßleitung (35) für Abgas des Gasmotors (19, 20) angeschlossen ist.9. Installation according to one of claims 6 to 8, characterized in that in a one- or two-stage gas sealing system ( 3 ) two partition walls ( 7 , 29 ) are arranged in front of the housing and that the space ( 30 ) between these two partition walls has an inlet ( 31 ) for inert gas, which is connected to the outlet line ( 35 ) for exhaust gas from the gas engine ( 19 , 20 ). 10. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Gasmotoren (19, 20) vorgesehen sind, die mit ihren Auslaß-, Zuführungs- und Ansaugleitungen (35, 21, 24) wahlweise an die Turbomaschine (15) anschließbar sind.10. Plant according to one of claims 6 to 9, characterized in that two gas engines ( 19 , 20 ) are provided, which with their outlet, supply and suction lines ( 35 , 21 , 24 ) optionally to the turbomachine ( 15 ) can be connected. 11. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auslaß (14) für das Leckageproduktgas- Sperrgas-Gemisch der Turbomaschine (15) über eine Umschaltarma­ tur (26) an ein Sauggebläse (27) angeschlossen ist, welches in einen Kamin fördert.11. Installation according to one of claims 6 to 10, characterized in that the outlet ( 14 ) for the leakage product gas-sealing gas mixture of the turbomachine ( 15 ) via a Umschaltarma tur ( 26 ) is connected to a suction fan ( 27 ), which in a fireplace. 12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sauggebläse (27) über eine Umschaltarmatur (28) an den Aus­ laß (12) für Produktgas der Turbomaschine (15) angeschlossen ist.12. Plant according to claim 11, characterized in that the suction fan ( 27 ) via a switch fitting ( 28 ) to the outlet ( 12 ) for product gas from the turbomachine ( 15 ) is connected.
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