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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen mehrstufigen Zentrifugalverdichter
mit einem Gehäuse, das
horizontal geöffnet
werden kann.
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Zu
den Grundelementen, die einen mehrstufigen Zentrifugalverdichter
bilden, gehören
eine Welle, die mit einer Reihe Rotoren oder Laufrädern ausgerüstet ist,
die rings um die Maschinenachse rotieren, und eine Reihe von Diffusoren
oder Zwischenwänden
mit Rücklaufkanälen zwischen
den verschiedenen Stufen, die integral mit einem Gehäuse, das den
Verdichter enthält,
ausgebildet sind.
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Jeder
Rotor weist eine Reihe von beschaufelten Scheiben auf, die auf derselben
Welle montiert sind.
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Nach
jeder Rotorscheibe folgt ein Diffusor.
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Jeder
Diffusor ist einem Rücklaufkanal
zugeordnet, der das Fluid zu dem nachfolgenden Rotor befördert.
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Der
gesamte Satz aus jedem Rotor zusammen mit den jeweiligen Diffusoren
und Rücklaufkanälen bildet
eine Stufe, die von den benachbarten durch ringförmige Zwischenwände und
Labyrinth-Dichtungssyteme getrennt ist, um einen Rückfluss
zwischen einer Stufe und der anderen zu verhindern.
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Die
Zentrifugalverdichter sind mit Zwischenwänden ausgestattet, die aus
zwei Zwischenwandhälften
bestehen. Ein derartiger Verdichter ist in der
FR 1 306 368 veranschaulicht.
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Während der
Arbeit des mehrstufigen Zentrifugalverdichters werden die Zwischenwände einer Axialkraft
ausgesetzt, die durch die Druckdifferenzen infolge der Kompression
des Fluids hervorgerufen ist.
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Um
diese Kraft zu kompensieren, ist es folglich erforderlich, die Zwischenwandhälften an
dem Stator des mehrstufigen Zentrifugalverdichters zu fixieren.
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Für jede einzelne
Zwischenwand ist ein Lagerring vorgesehen, der in eine obere Ringhälfte und eine
untere Ringhälfte
unterteilt ist.
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Jede
untere Ringhälfte
ist an dem unteren Gehäuse
angeschweißt,
während
die entsprechende obere Ringhälfte
an dem oberen Gehäuse
angeschweißt
ist.
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Jede
obere Zwischenwandhälfte
ist an der entsprechenden oberen Ringhälfte fixiert, während jede
untere Zwischenwandhälfte
an der zugehörigen unteren
Ringhälfte
fixiert ist.
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Dies
rührt daher,
dass die Zwischenwandhälften
während
des Betriebs des Verdichters einer Axialspannung ausgesetzt sind
und sie ohne die Stützringe
dazu neigen würden,
sich zu verschieben, wodurch unter anderem Dichtungsprobleme zwischen
den verschiedenen Stufen hervorgerufen werden können.
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Die
Montage der Zwischenwandhälften
in den Gehäusen
gestaltet sich äußerst schwierig,
weil es erforderlich ist, all die Zwischenwandhälften gemeinsam mit den jeweiligen
Ringhälften
zu zentrieren und auch die unteren Zwischenwandhälften mit den zugehörigen oberen
Zwischenwandhälften
auf den Mittelpunkt auszurichten.
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Zur
gleichen Zeit ist es äußerst wichtig,
die Dichtung zwischen den verschiedenen Stufen des Zentrifugalverdichters
zu behalten.
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Aus
diesem Grund werden die Zwischenwandhälften stets im Voraus an den
zugehörigen Ringhälften fixiert.
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Bei
der Montage eines mehrstufigen Zentrifugalverdichters werden alle
unteren Zwischenwandhälften
zuerst in das untere Gehäuse
eingeführt,
wonach die Welle mit den Rotoren folgt.
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In ähnlicher
Weise werden die oberen Zwischenwandhälften eingeführt und
an dem oberen Gehäuse
fixiert.
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Das
obere Gehäuse
kann an dem unteren Gehäuse
montiert werden, nachdem es mittels eines Brückenkrans angehoben, umgedreht
und an der unteren Gehäusehälfte richtig
platziert worden ist, um all die Zwischenwandhälften auf das Zentrum auszurichten.
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Mehrstufige
Zentrifugalverdichter mit hoher Kapazität/hohem Druck können äußerst schwer
sein, bis zu 350 Tonnen wiegen, so dass folglich das obere Gehäuse mit
den daran fixierten oberen Zwischenwandhälften sogar 150–200 Tonnen
wiegen kann.
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Einer
der Nachteile besteht darin, dass kostspielige Hebesysteme erforderlich
sind, die in der Lage sind, das gesamte Gewicht des oberen Gehäuses zu
heben, an dem die oberen Ringhälften
angeschweißt
worden sind, während
die oberen Zwischenwandhälften
jeweils an den oberen Ringhälften fixiert
worden sind.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass es nicht möglich ist, Kontrollen der Positionierung
der Komponenten innerhalb des Gehäuses zu bewerkstelligen.
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Außerdem ist
zur Instandhaltung, die eine recht häufige Maßnahme bildet, beispielsweise
für den
Austausch des Labyrinth-Dichtungssystems das Umstürzen des
oberen Gehäuses
erforderlich.
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Ein
weiterer Nachteil liegt darin, dass in dem Fall besonders großer und
schwerer Maschinen das Umstürzen
des oberen Gehäuses
eine kostspielige und komplexe Ausrüstung erfordert.
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Es
ist die Aufgabe des vorliegenden Erfindung, einen mehrstufigen Zentrifugalverdichter
mit einem Gehäuse,
das horizontal geöffnet
werden kann, zu schaffen, der einfach aufgebaut ist und reduzierte
Kosten und Herstellungszeiten aufweist.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, einen mehrstufigen Zentrifugalverdichter
mit einem horizontal zu öffnenden
Gehäuse
zu schaffen, der reduzierte Kosten und Montagezeiten aufweist.
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Eine
andere Aufgabe ist es, einen mehrstufigen Zentrifugalverdichter
mit einem horizontal zu öffnenden
Gehäuse
zu schaffen, der bei Instandhaltungsmaßnahmen ein höheres Sicherheitsmaß ermöglicht.
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Eine
noch weitere Aufgabe ist es, einen mehrstufigen Zentrifugalverdichter
mit einem horizontal zu öffnenden
Gehäuse
zu schaffen, der es ermöglicht,
die Größe des zur
Montage des mehrstufigen Zentrifugalverdichters erforderlichen Brückenkrans
zu reduzieren.
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Eine
weitere Aufgabe ist es, einen mehrstufigen Zentrifugalverdichter
mit einem horizontal zu öffnenden
Gehäuse
zu schaffen, der reduzierte Wartungskosten und zeiten ermöglicht.
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Diese
Aufgaben können
gemäß der vorliegenden
Erfindung durch Erzeugung eines mehrstufigen Zentrifugalverdichters
mit einem Gehäuse,
das horizontal geöffnet
werden kann, erfüllt
werden, der eine untere Gehäusehälfte 11,
eine obere Gehäusehälfte 12,
eine Welle 13, die mit einer Reihe von Rotoren 14 und
einer Reihe von Stufen 10 ausgestattet ist, von denen jede
wiederum eine Reihe unterer Zwischenwandhälften 16 und eine
Reihe oberer Zwischenwandhälften 18,
eine untere Ringhälfte 21 und eine
obere Ringhälfte 22 enthält, die
miteinander gekoppelt werden können,
um einen Haltering zu bilden, wobei die untere Ringhälfte 21 an
der Innenseite der unteren Gehäusehälfte 11 fixiert
ist, während
die entsprechende obere Ringhälfte 22 an
der Innenseite der oberen Gehäusehälfte 12 fixiert
ist, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Stufe 10 des
mehrstufigen Zentrifugalverdichters die unteren Zwischenwandhälften durch
Feststell- bzw. Befestigungseinrichtungen eng aneinander befestigt
sind, um einen ersten Stapel 41 unterer Zwischenwandhälften 16 zu bilden,
während
die entsprechenden oberen Zwischenwandhälften 18 durch Feststell-
bzw. Befestigungseinrichtungen eng aneinander befestigt sind, um
einen zweiten Stapel 42 oberer Zwischenwandhälften 18 zu
bilden, und dass der erste Stapel 41 an der unteren Ringhälfte 21 und
der zweite Stapel 42 an der oberen Ringhälfte 22 festgehalten
bzw. befestigt werden kann.
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Weitere
Eigenschaften der Erfindung sind in den nachfolgenden Ansprüchen veranschaulicht.
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Die
Eigenschaften und Vorteile eines mehrstufigen Zentrifugalverdichters
mit einem horizontal zu öffnenden
Gehäuse
ge mäß der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden erläuternden und keinesfalls beschränkenden
Beschreibung offensichtlicher, die auf die beigefügten schematisierten Zeichnungen
Bezug nimmt, in denen zeigen:
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1 eine
schematisierte, zum Teil aufgeschnittene Ansicht der rechten Seite
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2a, 2b, 2c und 2d beispielhafte
schematisierte Perspektivansichten einer bevorzugten Anordnung einer
Zentrifugalverdichterstufe gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren zeigen diese eine Stufe eines mehrstufigen
Zentrifugalverdichters, der ein Gehäuse aufweist, das horizontal geöffnet werden
kann, und zu dem gehören:
eine untere Gehäusehälfte 11 und
eine obere Gehäusehälfte 12,
eine Welle 13 mit einer Reihe von Rotoren 14 und einer
Reihe von Stufen 10, von denen jede wiederum eine Reihe
unterer Zwischenwandhälften 16 und
eine Reihe oberer Zwischenwandhälften 18 aufweist.
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Der
mehrstufige Zentrifugalverdichter enthält ferner für jede Stufe 10 eine
untere Ringhälfte 21 und eine
obere Ringhälfte 22,
die miteinander verbunden werden können, um einen Haltering zu
bilden.
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Die
untere Ringhälfte 21 ist
an der Innenseite der unteren Gehäusehälfte 11 befestigt,
während
die entsprechende obere Ringhälfte 22 an
der Innenseite der oberen Gehäusehälfte 12 befestigt
ist.
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In
jeder Stufe des mehrstufigen Zentrifugalverdichters sind lediglich
eine einzelne untere Ringhälfte 21 und
eine einzelne obere Ringhälfte 22 vorhanden,
um die entsprechenden unteren Zwischenwandhälften 16 bzw. die
entsprechenden oberen Zwischenwandhälften 18 zu halten.
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Die
untere Ringhälfte 21 hält eine
untere Zwischenwandhälfte 16 an
dem unteren Gehäuse 11 derart
fest, dass die untere Zwischenwandhälfte während des Betriebs des mehrstufigen
Zentrifugalverdichters die Axialspannung aufnehmen kann.
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Entsprechend
hält die
obere Ringhälfte 22 eine
obere Zwischenwandhälfte 18 an
dem oberen Gehäuse 12 aus
demselben, vorstehend beschriebenen Grund fest.
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Jede
untere Zwischenwandhälfte
aus der Reihe unterer Zwischenwandhälften 16 ist mit der
zugehörigen
oberen Zwischenwandhälfte
aus der Reihe der oberen Zwischenwandhälften 18 gekoppelt und
kann mittels Befestigungseinrichtungen an dieser befestigt sein,
um eine gesamte Zwischenwand 18 zu bilden, die ein zentrales
Durchgangsloch aufweist, in das die Welle 13 eingeführt ist.
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Die
Befestigungseinrichtung enthält
vorzugsweise Schrauben 15 oder Verbindungsstangen, die in
geeignete Aufnahmen eingeführt
werden können, die
in den unteren Zwischenwandhälften 16 und
den oberen Zwischenwandhälften 18 angeordnet
sind.
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Außerdem sind
die unteren Zwischenwandhälften 16 jeder
Stufe zusammengepackt bzw. gebündelt
und durch Befestigungseinrichtungen eng aneinander befestigt, während zur
gleichen Zeit die oberen Zwischenwandhälften 18 jeder Stufe
ebenfalls zusammengepackt bzw. gebündelt und mittels Befestigungseinrichtungen
aneinander festgehalten sind.
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Die
Befestigungseinrichtungen enthalten Schrauben, Verbindungsstäbe und Zapfen.
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Es
werden somit ein erster Stapel 41 unterer Zwischenwandhälften 18 und
ein zweiter Stapel 42 oberer Zwischenwandhälften 18 für jede Stufe 10 des mehrstufigen
Zentrifugalverdichters erhalten.
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Es
ist ferner ersichtlich, dass der mehrstufige Zentrifugalverdichter
im Ganzen einen Satz erster Stapel 41 aus unteren Zwischenwandhälften 16 und einen
Satz zweiter Stapel 42 aus oberen Zwischenwandhälften 18 aufweist.
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Die
richtige Positionierung und Zentrierung während der Montage des mehrstufigen
Zentrifugalverdichters wird folglich deutlich erleichtert, da jeder erste
Stapel 41 und jeder zweite Stapel 42 aufgrund der
Tatsache, dass die Zwischenwandhälften
aneinander festgehalten sind und folglich keine Möglichkeit
einer relativen Bewegung zwischen diesen besteht, einfach bewegt
und positioniert werden können.
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Insbesondere
kann jeder zweite Stapel 42 unabhängig von der oberen Gehäusehälfte des
Verdichters an dem zugehörigen
ersten Stapel 41 positioniert werden.
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Jeder
erste Stapel 41 unterer Zwischenwandhälften 16 ist an der
entsprechenden unteren Ringhälfte 21 gehalten,
während
in der gleichen Weise jeder zweite Stapel 42 oberer Zwischenwandhälften 18 an
der zugehörigen
oberen Ringhälfte 22 gehalten
ist.
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Dies
dient dazu, die Axialkräfte,
die während des
Arbeitsvorgangs des mehrstufigen Zentrifugalverdichters auf die
Reihe Zwischenwände
einwirken, auszugleichen und jene in Bezug auf das Gehäuse mittig
auszurichten.
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Die
Zwischenwände
können
folglich über
die Befestigungseinrichtungen, die während des Betriebs des mehrstufigen
Zentrifugalverdichters aufgenommene Belastung auf den Haltering
und anschließend
auf die untere Gehäusehälfte 11 und
die obere Gehäusehälfte 12 des
mehrstufigen Zentrifugalverdichters übertragen, während gleichzeitig
die Dichtung zwischen den verschiedenen Stufen gehalten wird.
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Außerdem ist
es bei der Montage des mehrstufigen Zentrifugalverdichters möglich, die
leere obere Gehäusehälfte zu
montieren, was einen deutlichen Vorteil sowohl hinsichtlich der
Kosten für
die Ausrüstung,
das Anheben und Bewegen als auch unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit
für die
gesamte Maßnahme
ergibt.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur
Montage eines mehrstufigen Zentrifugalverdichters geschaffen, das
die Schritte bzw. Phasen aufweist: (a) Bilden einer Reihe erster
Stapel unterer Zwischenwandhälften 16 und
einer Reihe zweiter Stapel 42 oberer Zwischenwandhälften 18,
(b) Einbau eines ersten Stapels 41 unterer Zwischenwandhälften 16 in
der unteren Gehäusehälfte 11 in
jeder Stufe durch Befestigung einer unteren Zwischenwandhälfte 16 eines
jeden ersten Stapels 41 an der unteren Ringhälfte 21, (c)
Montage der mit der Reihe Rotoren 14 ausgestatteten Welle 13 auf
der Reihe erster Stapel 41 aus unteren Zwischenwandhälften 16,
(d) Verbinden und Befestigen der Reihe zweiter Stapel 42 mit
bzw. an der Reihe erster Stapel 41, (e) Montage der oberen Gehäusehälfte 12 an
der unteren Gehäusehälfte 11 unter
Befestigung einer oberen Zwischenwandhälfte 18 jedes zweiten
Stapels 42 an der entsprechenden oberen Ringhälfte 22 und
(f) Schließen
des mehrstufigen Zentrifugalverdichters.
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In
der Phase (a) wird jeder erste Stapel 41 aus unteren Zwischenwandhälften 16 und
jeder zweite Stapel 42 aus oberen Zwischenwandhälften 18 erhalten,
indem die unteren Zwischenwandhälften 16 jeder
Stufe aneinander befestigt werden und indem auf die gleiche Weise
die oberen Zwischenwandhälften 18 aneinander
befestigt werden.
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Die
Phase (a) wird vorzugsweise bewerkstelligt, indem die unteren Zwischenwandhälften 16 mittels
Axialschrauben 17 aneinander befestigt werden und die oberen
Zwischenwandhälften 18 mittels
Axialschrauben 19 aneinander befestigt werden.
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Die
Phase (d) wird vorzugsweise erreicht, indem jeder erste Stapel 41 an
dem entsprechenden zweiten Stapel 42 mittels Schrauben 15 befestigt wird.
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Bezug
nehmend auf 2a–2b besteht eine
bevorzugte Art zur Bildung eines ersten Stapels 41 aus
unteren Zwischenwandhälften 16 jeder
Stufe und eines zweiten Stapels 42 aus oberen Zwischenwandhälften 18 jeder
Stufe darin, dass auf einer flachen Oberfläche eine untere Zwischenwandhälfte 16 positioniert,
diese mit einer entsprechenden oberen Zwischenwandhälfte 18 gekoppelt
und an dieser befestigt wird, um eine vollständige Zwischenwand 30 zu
bilden.
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Eine
weitere untere Zwischenwandhälfte 16 wird
anschließend
auf der ersten unteren Zwischenwandhälfte 16 der neu gebildeten
Zwischenwand 30 positioniert, und sie wird mit einer weiteren
oberen Zwischenwandhälfte 18,
die oberhalb der ersten oberen Zwischenwandhälfte 18 angeordnet
wird, verbunden und an dieser befestigt.
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Diese
Vorgänge
werden mehrere Male wiederholt, um alle Zwischenwandhälften einer
Stufe des mehrstufigen Zentrifugalverdichters miteinander zu koppeln,
so dass folglich all die übereinander
gestapelten vollständigen
Zwischenwände
gebildet werden.
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Alle
unteren Zwischenwandhälften 16 einer Stufe
werden anschließend
mittels Axialschrauben 17 axial fixiert, während auf
die gleiche Weise alle oberen Zwischenwandhälften 18 derselben
Stufe anschließend
mittels Axialschrauben 19 axial fixiert werden.
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Die
Befestigungen, die die oberen Zwischenwandhälften 18 einer Stufe
mit den entsprechenden unteren Zwischenwandhälften 16 derselben
Stufe verbinden, werden entfernt, so dass auf diese Weise ein erster
Stapel 41 aus unteren Zwischenwandhälften 16, die übereinander
gestapelt sind, sowie ein zweiter Stapel 42 aus oberen
Zwischenwandhälften 18,
die übereinander
gestapelt sind, erhalten werden.
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Es
kann folglich ersehen werden, dass ein mehrstufiger Zentrifugalverdichter
mit einem horizontal zu öffnenden
Gehäuse
gemäß der vorliegenden Erfindung
die oben angegebenen Aufgaben löst.
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Der
auf diese Weise konzipierte erfindungsgemäße mehrstufige Zentrifugalverdichter,
der ein Gehäuse
aufweist, das horizontal geöffnet
werden kann, kann zahlreichen Modifikationen und Veränderungen
unterworfen werden, die alle in dem Schutzumfang der folgenden Ansprüche enthalten
sind.
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Außerdem können in
der Praxis die eingesetzten Materialien sowie auch ihre Maße und Komponenten
je nach technischen Anforderungen variieren.