IT202000029783A1 - Sistema di recupero di trafilamenti di gas di tenuta e di aumento della pressione del gas di tenuta, e metodo - Google Patents

Description

SISTEMA DI RECUPERO DI TRAFILAMENTI DI GAS DI TENUTA E DI AUMENTO DELLA PRESSIONE DEL GAS DI TENUTA, E METODO

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

[0001] L?oggetto qui descritto riguarda disposizioni di compressori di gas comprendenti tenute a gas secco, e metodi per il funzionamento di tali disposizioni.

ARTE ANTERIORE

[0002] I combustibili fossili rappresentano ancora una sorgente di energia prevalente per la produzione di potenza termica richiesta in molti processi industriali, compresa la generazione di potenza elettrica. Sono stati fatti tentativi per ridurre l?impatto ambientale di questa sorgente di energia. Il combustibile fossile pi? pulito ? il gas naturale, consistente principalmente di metano, poich? la combustione di metano genera pi? energia termica per massa rispetto a qualunque altro idrocarburo, fornendo un gran benefit ambientale, poich? produce una quantit? considerevolmente minore di biossido di carbonio e di altri inquinanti che contribuiscono all?impatto ambientale.

[0003] Tuttavia, l?estrazione e il trasporto di gas naturale provocano il rilascio nell?atmosfera di gas incombusto, principalmente metano. Ci? ha implicazioni gravi in termini di impatto ambientale, poich? il metano contribuisce ai cambiamenti climatici e in particolare ha un effetto serra. Di fatto, proprio come il biossido di carbonio, anche il metano intrappola calore nell?atmosfera. Il potenziale di riscaldamento globale (PRG), una misura di quanto calore un gas a effetto serra intrappoli nell?atmosfera in uno specifico orizzonte temporale, del metano in un intervallo di 100 anni ? circa 28 volte superiore rispetto a quello del biossido di carbonio.

[0004] Sono stati compiuti sforzi per ridurre la quantit? di gas naturale rilasciato nell?atmosfera nell?intero processo di estrazione, trasporto e utilizzo del gas naturale.

[0005] Un ruolo principale in questo approccio ? svolto dalle tenute ruotanti dei compressori di gas. Tenute a gas secco sono diventate sempre pi? diffuse come tenute senza contatto per ridurre efficientemente perdite di gas di processo dai compressori centrifughi o altre turbomacchine (Stahley, John S. ?Dry Gas Seals Handbook?, Copyright 2005 Penn Well Corporation, ISBN 1-59370-062-8). Tenute a gas secco usano un flusso di un gas di processo per fornire un?efficiente tenuta senza contatto fra un albero ruotante e una guarnizione stazionaria. Le tenute a gas secco richiedono un flusso di gas secco pulito per funzionare. Usualmente, lo stesso gas elaborato dal compressore ? usato come gas di tenuta. Gas di tenuta ? prelevato dal lato di mandata del compressore e il compressore deve essere in funzione per fornire gas di tenuta sufficientemente pressurizzato.

[0006] In compressori per l?elaborazione di gas naturale, ad esempio in gasdotti, le perdite di gas naturale dalle tenute a gas secco vengono normalmente bruciate in una torcia, il che evita di scaricare gas naturale in atmosfera, ma in ogni modo produce gas serra (biossido di carbonio) e distrugge una quantit? di materia prima di valore.

[0007] ? stato pertanto suggerito di recuperare gas che trafila dalle tenute a gas secco. Circuiti per il recupero di idrocarburi in sistemi di compressori centrifughi che utilizzano tenute a gas secco sono descritti in Sergio Cipriani et al: ?Turbomachinery Hydrocarbon Loss recovery Systems?, un articolo presentato al Gas Turbines for Energy Network Symposium, Banff, Alberta, Canada, Ottobre 2019.

[0008] Bench? esse siano particolarmente efficienti nel fornire una tenuta efficace nelle macchine ruotanti, le tenute a gas secco richiedono un complesso sistema di supporto, che incide negativamente sul costo delle disposizioni di compressori che utilizzano questo tipo di tenute. Tra le altre funzioni, il sistema di supporto deve fornire gas di tenuta pressurizzato anche quando il compressore ? fermo o nella fase di avvio del compressore, cio? quando il compressore stesso non ? capace di fornire gas di tenuta sufficientemente pressurizzato.

[0009] La necessit? di speciali accorgimenti per ridurre il rilascio di gas di processo nell?atmosfera, come quelli sopra menzionati, aumentano la complessit? del sistema di supporto.

[0010] I compressori, come i compressori centrifughi nei gasdotti, richiedono interventi di manutenzione ed altro. Prima di aprire il compressore per motivi di manutenzione o altro, il gas di processo contenuto in esso deve essere rimosso. Il gas contenuto nel compressore dopo l?arresto viene spesso scaricato nell?atmosfera prima di aprire il compressore. Questo rappresenta una perdita di idrocarburi ed ha anche un impatto ambientale negativo.

[0011] Sarebbe pertanto vantaggioso semplificare i sistemi di supporto delle tenute a gas secco, mantenendo l?efficienza di tenuta e riducendo il rilascio di contaminanti nell?atmosfera.

SOMMARIO

[0012] Secondo un aspetto, viene descritta una disposizione di compressore comprendente un compressore principale avente un lato di aspirazione, un lato di mandata e almeno una tenuta a gas secco. Il compressore principale comprende, inoltre, un circuito di alimentazione di gas di tenuta atto a ricevere gas di tenuta dal lato di mandata del compressore principale e ad alimentare il gas di tenuta alla o alle tenute a gas secco.

[0013] In forme di realizzazione qui descritte, la disposizione di compressore comprende, inoltre, un?unit? di compressore ausiliario comprendente un ingresso di gas di tenuta e un?uscita di gas di tenuta in accoppiamento di fluido con il circuito di alimentazione di gas di tenuta. L?unit? di compressore ausiliario ? atta ad eseguire una funzione di aumento della pressione del gas di tenuta, quando non vi ? pressione, o vi ? pressione insufficiente sul lato di mandato del compressore principale, cio? quando il compressore principale ? fermo, oppure durante i transitori di arresto e di riavvio.

[0014] L?unit? di compressore ausiliario ? atta a ricevere gas di tenuta dal circuito di alimentazione del gas di tenuta attraverso un ingresso di gas di tenuta ad una pressione di ingresso del gas di tenuta, e a restituire il gas di tenuta al circuito di alimentazione di gas di tenuta ad una pressione di uscita del gas di tenuta, superiore alla pressione di ingresso del gas di tenuta.

[0015] In forme di realizzazione qui illustrate, l?unit? di compressore ausiliario ?, inoltre, atta a ricevere un flusso di gas dal compressore principale e ad elaborare detto flusso di gas. Il flusso di gas pu? comprendere gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco del compressore principale. L?unit? di compressore ausiliario ? pertanto configurata per recuperare il gas di tenuta trafilato, evitando la dispersione del gas di tenuta trafilato nell?ambiente o la combustione del gas di tenuta trafilato in una torcia.

[0016] Pu? essere previsto un condotto addizionale, atto a ricevere un flusso di gas dal compressore principale. In alcune forme di realizzazione, in aggiunta o in sostituzione del gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco, il flusso di gas dal compressore principale pu? comprendere gas di processo rimosso dal compressore principale a seguito dell?arresto del compressore per consentire l?aperura del compressore principale senza dispersione di gas di processo nell?ambiente.

[0017] Ulteriori vantaggiose caratteristiche e metodi di funzionamento sono delineati qui di seguito.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

[0018] Verr? ora fatto brevemente riferimento ai disegni allegati, in cui:

[0019] la Fig.1 illustra uno schema semplificato di una disposizione di compressore secondo la presente descrizione;

[0020] la Fig.2 illustra un diagramma dell?unit? di compressore ausiliario in una forma di realizzazione;

[0021] la Fig.3 illustra un diagramma dell?unit? di compressore ausiliario in un?ulteriore forma di realizzazione;

[0022] la Fig. 4 illustra un diagramma dell?unit? di compressore ausiliario in ancora un?ulteriore forma di realizzazione; e

[0023] le Figg.5 e 6 illustrano diagrammi di flusso di metodi per il funzionamento di una disposizione di compressore secondo la presente descrizione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

[0024] Secondo forme di realizzazione qui descritte, la disposizione di compressore comprende almeno un compressore principale avente una o pi? tenute a gas secco. Gas elaborato dal compressore principale viene usato come gas di tenuta per le tenute a gas secco. Gas di tenuta viene alimentato a ciascuna tenuta a gas secco tramite un circuito di alimentazione di gas di tenuta. Un sistema di recupero di gas di tenuta trafilato ? in accoppiamento di fluido con i trafilamenti principali delle tenute a gas secco. Il sistema di recupero di gas di tenuta comprende un compressore ausiliario atto a pressurizzare il gas di tenuta che trafila dalle tenute a gas secco da una pressione inferiore ad un valore di pressione atto a reiniettare il gas di tenuta recuperato nel circuito di alimentazione del gas di tenuta o nel lato di aspirazione del compressore principale.

[0025] Il compressore ausiliario viene utilizzato, inoltre, per aumentare la pressione del gas di tenuta nel circuito di alimentazione del gas di tenuta nel caso in cui il compressore principale sia fermo, nonch? durante transitori di arresto o di riavvio. Questo previene la contaminazione delle tenute a gas secco durante le fasi di arresto e i transitori del compressore, quando al lato di mandata del compressore principale non ? disponibile pressione di gas o ? disponibile una pressione insufficiente. Usando lo stesso compressore ausiliario per recuperare trafilamenti primari delle tenute a gas secco e per aumentare la pressione del gas di tenuta durante il periodo di fermo del compressore, o nei transitori di riavvio/arresto, riduce significativamente la complessit? della disposizione di compressore, e specificamente del sistema di supporto per le tenute a gas secco.

[0026] Secondo ulteriori forme di realizzazione qui descritte, una disposizione di compressore comprende almeno un compressore principale avente una o pi? tenute a gas secco. Gas elaborato dal compressore principale viene usato come gas di tenuta per le tenute a gas secco. Il gas di tenuta ? alimentato a ciascuna di tenuta a gas secco da un circuito di alimentazione di gas di tenuta. ? previsto un compressore ausiliario, atto ad aumentare la pressione nel circuito di gas di tenuta in caso di arresto del compressore principale, o durante transitori di avvio/arresto, quando sul lato di mandata del compressore principale ? presente pressione insufficiente, o non ? disponibile pressione. Ci? evita la contaminazione delle tenute a gas secco anche durante l?arresto e i transitori del compressore principale. Lo stesso compressore ausiliario ? anche atto a rimuovere gas di processo dal compressore principale a seguito del suo arresto e prima dell?apertura del compressore principale, ad esempio per scopi di manutenzione o simili. Usando lo stesso compressore ausiliario per aumentare la pressione del gas di tenuta durante l?arresto del compressore o durante transitori di avvio/arresto, nonch? per evacuare il gas di processo dal compressore principale a seguito del suo arresto, riduce in maniera significativa la complessit? della disposizione di compressore, e specificamente del sistema di supporto per le tenute a gas secco.

[0027] Riferendosi ora alle figure, la Fig.1 illustra uno schema di una disposizione di compressore 1 secondo una forma di realizzazione. La Fig. 2 illustra un ingrandimento del sistema di recupero del trafilamento di gas di tenuta della Fig.1.

[0028] La disposizione di compressore 1 comprende un compressore principale 3 avente un lato di aspirazione 3S e un lato di mandata 3D. il compressore principale 3 pu? essere parte di un treno di compressori (non mostrato) comprendente uno o pi? compressori lungo una linea di albero comune. Un azionatore, quale un motore elettrico, un motore a turbina a gas, una turbina vapore, o simili (schematicamente indicato con D in Fig. 1), porta il compressore principale 3 in rotazione. Il compressore principale 3 ? in accoppiamento di fluido con un sistema di condotti 5, comprendente un condotto di ingresso 5A e un condotto di uscita 5B. Gas di processo ad una prima pressione inferiore viene alimentato, attraverso il condotto di ingresso 5A, al lato di aspirazione 3S del compressore principale 3. Gas di processo ad una seconda pressione maggiore viene alimentato, attraverso il lato di mandata del compressore principale 3, al condotto di uscita 5B del sistema di condotti 5. Valvole di isolamento 5C e 5D possono essere disposte lungo il condotto di ingresso 5A e lungo il condotto di uscita 5B, rispettivamente. Le valvole di isolamento 5C, 5D possono essere chiuse per isolare il compressore principale 3 dal sistema di condotti 5, ad esempio per scopi di manutenzione, riparazione, o sostituzione.

[0029] Nella forma di realizzazione della Fig. 1, il compressore principale 3 ? un compressore centrifugo tra cuscini, avente una o pi? giranti 4 e due disposizioni di tenuta 6, una sul lato di azionamento e l?altra sul lato opposto del compressore principale 3. In altre forme di realizzazione, non mostrate, il compressore principale pu? avere una sola disposizione di tenuta 6, ad esempio quando il compressore principale ha una configurazione a sbalzo. Nella rappresentazione schematica della Fig. 1, ciascuna disposizione di tenuta 6 comprende una tenuta a gas secco 7, una tenuta a labirinto interna 8 e una tenuta a barriera esterna 10, disposta tra la tenuta a gas secco 7 e il rispettivo cuscinetto di supporto (non mostrato).

[0030] Le tenute a gas secco 7 sono in accoppiamento di fluido con un circuito di alimentazione di gas di tenuta 9, atto a ricevere gas di processo dal sistema di condotti 5 ed a trattare e alimentare il gas di processo come gas di tenuta alle tenute a gas secco 7. Prima di essere alimentato alle tenute a gas secco 7, il gas di processo viene opportunamente filtrato e riscaldato. Filtri sono schematicamente indicati con 11 e un riscaldatore ? schematicamente indicato con 13. Filtri 11 e riscaldatore 13 hanno lo scopo di rimuovere contaminanti dal gas di processo e di portare il gas di processo ad una temperatura superiore al punto di rugiada, per evitare la condensazione di umidit?. La posizione dei filtri 11 e del riscaldatore 13 lungo il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 pu? essere invertita.

[0031] Nella forma di realizzazione della Fig. 1, in via esemplificativa i filtri 11 comprendono due organi filtranti 11A, 11B in parallelo, in una configurazione doppia. Fra il riscaldatore 13 e le tenute a gas secco 7 ? disposta una valvola di controllo della pressione 15, insieme a fori calibrati 17A e 17B a valle della valvola di controllo della pressione 15 per bilanciare il flusso di gas di tenuta verso le due tenute a gas secco 7. La configurazione che precede ? soltanto esemplificativa e gli esperti del ramo comprenderanno che sono possibili configurazioni differenti. Ad esempio, il riscaldatore 13 pu? essere omesso. Inoltre, la sequenza dei filtri e del riscaldatore pu? essere differente. I fori calibrati 17A, 17B e la valvola 15 possono essere sostituiti da due valvole in parallelo.

[0032] Il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 ? in accoppiamento di fluido con il sistema di condotti 5 a valle del compressore principale 3, cio? del condotto di uscita 5B, cosicch? gas di processo alla pressione di mandata del compressore principale 3 entra nel circuito di alimentazione di gas di tenuta 9.

[0033] Parte del gas di tenuta alimentato alle tenute a gas secco 7 trafila sostanzialmente a pressione ambiente, cio? tra 1 e 1.5 barA, attraverso trafilamenti principali e secondari. Come usato nel settore, l?unit? di misura barA indica la pressione assoluta misurata in bar. Per evitare che il gas di tenuta trafilato venga scaricato nell?ambiente, la disposizione di compressore 1 comprende un sistema di recupero di gas di tenuta trafilato 21, atto a recuperare almeno il trafilamento principale delle tenute a gas secco 7 attraverso un condotto di recupero del trafilamento principale 14. Il sistema di recupero del trafilamento di gas di tenuta 21 mostrato in Fig. 1 comprende schematicamente un volume di accumulo 23, il quale ? in accoppiamento di fluido con le tenute a gas secco 7 per raccogliere gas di tenuta che trafila da esse. Il volume di accumulo 23 pu? essere atto a raccogliere ulteriori trafilamenti circa a pressione ambiente da altri componenti della disposizione di compressore 1, come lo scarico di attuatori di valvole, lo scarico del sistema di riscaldamento del gas combustibile alla turbina, lo scarico dello starter pneumatico della turbina a gas, e simili, non mostrati, o trafilamenti di tenuta da anelli premistoppa delle aste del compressore alternativo (descritto in seguito).

[0034] Mentre nella forma di realizzazione illustrate nei disegni allegati il volume di accumulo 23 ? rappresentato come un componente dedicato, si deve notare che le portate coinvolte sono cos? piccole, che il volume di accumulo 23 pu? consistere anche soltanto nel volume interno di uno o pi? tubi o condotti di collegamento.

[0035] Il sistema di recupero dei trafilamenti di gas di tenuta 21 comprende, inoltre, un?unit? di compressore ausiliario schematicamente indicato in 25, in accoppiamento di fluido con il volume di accumulo 23 attraverso un primo ingresso di gas 24, ed inoltre in accoppiamento di fluido con il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 ed eventualmente con il lato di aspirazione 3S del compressore principale 3, in un modo che verr? descritto in seguito. Una rappresentazione pi? dettagliata del sistema di recupero di trafilamento di gas di tenuta 21 e dell?unit? di compressore ausiliario 25 ? mostrata in Fig.2.

[0036] L?unit? di compressore ausiliario 25 comprende un compressore ausiliario 26. Il compressore ausiliario 26 pu? comprende un compressore alternativo. Il compressore ausiliario 26 pu? comprendere una pluralit? di stadi e una pluralit? di cilindri.

[0037] In alcune forme di realizzazione, il volume di accumulo 23 pu? essere incorporato all?interno del compressore ausiliario 26, cio? esso pu? essere parte di quest?ultimo.

[0038] Negli schemi delle Figg. 1 e 2, il compressore alternativo 26 ? un compressore alternativo a due cilindri comprendente un primo cilindro 26A e un secondo cilindro 26B. Ciascun cilindro comprende un pistone che si muove di moto alternato nel cilindro.

[0039] Il compressore alternativo 26 ? un compressore alternativo a doppio effetto, in cui ciascun cilindro ? suddiviso dal rispettivo pistone in due camere di compressione, nelle quali gas di processo viene alternativamente aspirato, compresso e scaricato. Come risulter? chiaro dalla descrizione che segue, le due camere di ciascun cilindro possono essere disposte in serie o in parallelo, e possono formare parte di uno stesso stadio di compressore, oppure possono appartenere a due stadi di compressore differenti, usualmente disposti in serie.

[0040] Durante il normale funzionamento del compressore principale 3, un flusso di gas pressurizzato dal lato di mandata 3D del compressore principale 3 entra nel circuito di alimentazione del gas di tenuta 9, e viene trattato (filtrato e riscaldato) prima di essere alimentato come gas di tenuta alle tenute a gas secco 7 del compressore principale 3. La maggior parte del gas di tenuta che viene alimentato alle tenute a gas secco 7 fluisce attraverso le tenute a labirinto 8 verso il compressore principale 3 e viene elaborata insieme al flusso principale del gas di processo che entra nel lato di aspirazione 3S del compressore principale 3. Una frazione (usualmente tra il 5% e il 10%) del gas di tenuta trafila dalle tenute a gas secco 7 e viene raccolta circa a pressione ambiente in generale ad una pressione fra circa 1 barA e circa 2barA, nel volume di accumulo 23, da cui il gas di tenuta trafilato (trafilamento principale) ? recuperato e pressurizzato attraverso l?unit? di compressore ausiliario 25, e viene riportato al circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 e/o al lato di aspirazione 3S del compressore principale 3. I valori di pressione sopra menzionati sono esemplificativi e non devono essere considerati come limitativi dell?ambito della presente descrizione. Sono possibili valori di pressione inferiori o superiori, ad esempio attorno a 4.5 barA.

[0041] Pi? specificamente, come verr? descritto in maggiore dettaglio nel seguito, l?unit? di compressore ausiliario 25 ? atta a pressurizzare gas di tenuta che trafila dalle tenute a gas secco 7 e che ? raccolto nel volume di accumulo 23, da circa una pressione ambiente ad una pressione atta ad alimentare il gas di tenuta recuperato nel circuito di alimentazione di gas di tenuta, o nel lato di aspirazione 3S del compressore principale 3, cio? ad una pressione sostanzialmente al di sopra della pressione all?interno del volume di accumulo 23.

[0042] Gas di tenuta a bassa pressione entra nell?unit? di compressore ausiliario 25 dal volume di accumulo 23 attraverso un primo ingresso di gas 24 e viene riportato nel circuito di alimentazione del gas di tenuta 9 attraverso una linea di uscita 27 o 27X. Il riferimento 27A indica il punto di connessione tra il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 e la linea di uscita 27 (o 27X). Alternativamente, o in combinazione a ci?, gas di tenuta recuperato che ? trafilato dalle tenute a gas secco 7 pu? essere riportato al condotto di ingresso 5A del sistema di condotti 5 attraverso una linea di connessione 30. In alcune forme di realizzazione, un sistema di valvole 34 pu? essere associato alle linee 27 e 30, per deviare il gas di tenuta recuperato selettivamente verso il sistema di condotto 5 attraverso la linea di connessione 30, oppure verso il circuito di alimentazione del gas di tenuta 9 attraverso la linea di uscita 27. Nelle Figg.

1 e 2 il sistema di valvola 34 comprende una valvola a tre vie.

[0043] L?unit? di compressore ausiliario 25 ?, inoltre, in accoppiamento di fluido con il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 attraverso un secondo ingresso di gas 29 per gli scopi chiariti in seguito.

[0044] Quando il compressore principale 3 ? fermo, o durante i transitori di arresto o riavvio, non vi ? flusso di gas di processo pressurizzato sul lato di mandata 3D del compressore principale 3, dal quale possa essere prelevato il gas di tenuta. Tuttavia, allo scopo di evitare la contaminazione delle tenute a gas secco 7 e di evitare possibili danni ad esse quando il compressore principale 3 sar? riavviato, un flusso di gas di tenuta deve essere mantenuto anche durante il fermo del compressore principale 3 o durante i transitori di arresto o riavvio.

[0045] Per fornire un flusso continuo di gas di tenuta, l?unit? di compressore ausiliario 25 ? in accoppiamento di fluido con il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 attraverso il suddetto secondo ingresso di gas 29. Gas di processo viene estratto dal sistema di condotti 5 a valle del compressore principale 3 attraverso il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9, alimentato all?unit? di compressore ausiliario 25 attraverso il secondo ingresso di gas 29 e riportato verso il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 ad una pressione superiore attraverso la linea di uscita 27 (o 27X) e alimentato alle tenute a gas secco 7.

[0046] La stessa unit? di compressore ausiliario 25 fornisce pertanto una duplice funzione: recupero del gas di tenuta che trafila dalle tenute a gas secco 7 (trafilamento primario); e aumento della pressione del gas di tenuta durante i periodi di fermo del compressore principale 3 e/o durante i transitori di arresto e riavvio, fornendo in tal modo un flusso continuo di gas di tenuta alle tenute a gas secco 7.

[0047] La Fig. 2 illustra maggiori dettagli della configurazione dell?unit? di compressore ausiliario 25 e dei collegamenti di fluido tra l?unit? di compressore ausiliario 25 e il circuito di alimentazione del gas di tenuta 9.

[0048] Il primo cilindro 26A del compressore alternativo ausiliario 26 comprende un primo pistone 26C, che si muove di moto alternato nel cilindro 26A. Il secondo cilindro 26B comprende un secondo pistone 26E, che si muove di moto alternato nel cilindro 26B. Un singolo albero a gomiti supportato girevolmente in una cassa (non mostrati) collega meccanicamente i due pistoni 26C e 26E ad un azionatore, quale un motore elettrico, ad esempio, non mostrato.

[0049] Il primo pistone 26C divide il primo cilindro 26A in una prima camera di compressione 32A ed in una seconda camera di compressione 32B. Il secondo pistone 26E divide il secondo cilindro 26B in una terza camera di compressione 32C ed in una quarta camera di compressione 32D. I lati di aspirazione e mandata di ciascuna camera 32A, 32B, 32C, 32D sono indicati con gli stessi riferimenti della camera seguiti dalla lettera ?S? per il lato di aspirazione e dalla lettera ?D? per il lato di mandata. Pertanto, ad esempio, i riferimenti 32CS e 32CD indicano il lato di aspirazione e il lato di mandata della camera 32C. Le camere 32A, 32B e 32C sono disposte in serie e rappresentano tre stadi del compressore alternativo 26, atti a comprimere il gas di tenuta recuperato trafilato dalle tenute a gas secco 7. La quarta camera 32D ? usata per aumentare la pressione di gas di tenuta durante i fermi macchina o i transitori di avvio e di arresto del compressore principale 3 come verr? descritto in maggiore dettaglio pi? avanti.

[0050] Il volume di accumulo 23 ? in accoppiamento di fluido attraverso il primo ingresso di gas 24 con il lato di aspirazione 32AS della prima camera 32A del primo cilindro 26A. Il lato di mandata 32AD della prima camera 32A ? in accoppiamento di fluido con il lato di aspirazione 32BS della seconda camera 32B. Un interrefrigeratore 43 pu? essere disposto lungo una linea 41 che pone in collegamento di fluido il lato di mandata 32AD della camera 32 A e il lato di aspirazione 32BB della camera 32B l?uno con altro. Il lato di mandata 32BD della seconda camera 32B ? in accoppiamento di fluido con il lato di aspirazione 32CS della terza camera 32C attraverso un condotto di mandata 45, lungo cui pu? essere disposto un ulteriore interrefrigeratore 47.

[0051] Nella forma di realizzazione della Fig. 2, il lato di aspirazione 32DS della quarta camera 32D ? in accoppiamento di fluido con il secondo ingresso di gas 29 dell?unit? di compressore ausiliario 25.

[0052] Come apparir? chiaro dalla seguente descrizione del funzionamento dell?unit? di compressione ausiliario 25, la prima camera 32A, la seconda camera 32B e la terza camera 32C configurano una sezione di compressore ausiliario atta a pressurizzare gas di tenuta trafilato proveniente dal volume di accumulo 23, mentre la quarta camera 32D configura una sezione di compressore ausiliario atta ad aumentare la pressione del gas di tenuta quando il compressore principale 3 ? fermo o durante i transitori di arresto o di riavvio di esso.

[0053] Come mostrato in Fig.2, il lato di mandata 32CD della terza camera 32C ? in accoppiamento di fluido, attraverso un condotto di mandata 48, con la linea di uscita 27 e pertanto con il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9. In forme di realizzazione, quando viene prevista una connessione di fluido fra l?unit? di compressore ausiliario 25 e il lato di mandata 3S del compressore principale 3, come attraverso la linea 30, il condotto di mandata 48 pu? essere in accoppiamento di fluido con il lato di aspirazione 3S del compressore principale 3, anzich? con il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 attraverso il sistema di valvole 34 come sopra menzionato.

[0054] In forme di realizzazione, come mostrato in Fig. 2, una linea di ritorno 49, comprendente una valvola di controllo della pressione 51, pone in accoppiamento di fluido il lato di mandata 32CD della terza camera 32C con il volume di accumulo 23, cosicch? gas di tenuta pressurizzato dall?unit? di compressore ausiliario 25 pu? ritornare al volume di accumulo 23 se la portata in uscita dell?unit? di compressore 25 ? superiore rispetto al gas di tenuta richiesto dalle tenute a gas secco attraverso il circuito di alimentazione di tenuta 9. Un refrigeratore 53 pu? essere posizionato lungo la linea di ritorno 49 per prevenire un surriscaldamento del gas raccolto nel volume di accumulo 23.

[0055] Attraverso un condotto 55 il lato di mandata 32DD della quarta camera 32D ? accoppiato alla linea di uscita 27, cosicch? gas di tenuta elaborato attraverso la quarta camera 32D pu? essere alimentato alle tenute a gas secco 7, come descritto in dettaglio pi? avanti.

[0056] In alcune forme di realizzazione, una valvola di riciclo 57 pu? essere prevista in anti-parallelo con la quarta camera 32D, cosicch? gas elaborato nella quarta camera 32D pu? essere fatto circolare in un circuito chiuso, se non ? necessaria una portata dalla quarta camera 32D verso la linea di uscita 27. Una valvola di riciclo 59 ? prevista lungo la linea di riciclo 57. La valvola di riciclo 59 apre e chiuse selettivamente la linea di riciclo 57 secondo le necessit? e in funzione delle condizioni operative. Inoltre, un refrigeratore 61 pu? essere previsto lungo la linea di riciclo 57 per raffreddare fluido che circola in essa, evitando cos? un suo surriscaldamento. Un?ulteriore valvola 60 pu? essere posizionata tra il condotto 55 e la linea di uscita 27. Con tale disposizione, gas nella camera 32D pu? essere selettivamente elaborato e alimentato alla linea di uscita 27 (con una valvola di riciclo 59 chiusa e la valvola 60 aperta), oppure ricircolato nella linea di riciclo 57 (chiudendo la valvola 60 e aprendo la valvola del riciclo 59).

[0057] Mentre le Figg.1 e 2 mostrano un compressore alternativo a due cilindri 26, pu? essere previsto un diverso numero di cilindri del compressore alternativo e di relativi stadi, ad esempio uno, tre o pi? cilindri, con o senza inter-refrigerazione. In generale, almeno uno stadio di compressore alternativo pu? essere usato per elaborare gas di tenuta dai trafilamenti primari delle tenute a gas secco 7, nonch? per aumentare la pressione del gas di tenuta nel circuito di alimentazione del gas di tenuta 9.

[0058] Varie condizioni operative del sistema di recupero di gas di tenuta trafilato 21 sopra descritto saranno descritte in dettaglio nel seguito. I valori dei vari parametri (quali la pressione, la temperatura e la portata), cui si fa riferimento pi? avanti, sono forniti per una migliore comprensione della funzione della disposizione di compressore, sono solo esemplificativi, e non devono essere interpretati come limitativi della presente descrizione.

[0059] Come sopra menzionato, quando il compressore principale 3 non ? funzionante, gas di tenuta deve tuttavia essere alimentato continuamente alle tenute a gas secco 7, per prevenire la loro contaminazione ed evitare seri danni alle tenute a gas secco 7 al riavvio del compressore principale. La portata del gas di tenuta in condizioni di fermo macchina ? usualmente inferiore rispetto a quella in condizioni pienamente operative, poich? l?albero del compressore principale 3 ? fermo e quindi le tenute a gas secco non ruotano. Poich? in condizioni di fermo macchina non viene reso disponibile alcun gas di processo pressurizzato dal compressore principale 3, il sistema di recupero di trafilamenti di gas di tenuta 21 viene usato per aumentare la pressione del gas di tenuta alimentato dal circuito di alimentazione 9 alle tenute a gas secco 7.

[0060] Pi? specificamente, una o pi? camera di compressione 32 A-32D sono usate per pressurizzare gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco 7 e riportare il gas di tenuta trafilato verso il circuito di alimentazione del gas di tenuta 9 o verso il lato di aspirazione 3S del compressore principale 3. Allo stesso tempo, una o alcune delle camere di compressione 32 A-32D sono usate per aumentare la pressione nel circuito di alimentazione di gas di tenuta 9.

[0061] Nella forma di realizzazione esemplificativa della Fig. 2, le due camere di compressione 32A, 32D del primo cilindro di compressore 26A e una (camera 32C) delle due camere di compressione 32C, 32D del secondo cilindro di compressore 26B sono usate per recuperare gas di tenuta dai trafilamenti primari delle tenute a gas secco 7 e riportare il gas di tenuta trafilato al circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 a una pressione idonea. Allo stesso tempo, la camera di compressione 32D del secondo cilindro di compressore 26B ? usata per aumentare la pressione del gas di tenuta proveniente dal circuito di alimentazione del gas di tenuta 9.

[0062] In pratica, durante il fermo macchina del compressore principale 3, l?unit? di compressore ausiliario 25 riceve gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco 7 a una pressione circa ambiente (ad esempio tra circa 1barA e circa 1,5 barA) dal volume di accumulo 23, e riceve inoltre un flusso addizionale di gas di tenuta ad una pressione superiore dal secondo ingresso di gas 29. Entrambi i flussi di gas di tenuta sono pressurizzati sostanzialmente alla stessa pressione e riportati al circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 ad una pressione idonea per l?alimentazione alle tenute a gas secco 7.

[0063] In alcune forme di realizzazione, e in via esemplificativa e non limitativa, una portata di gas di tenuta di circa 10m<3>/h pu? essere alimentata dal secondo ingresso di gas 29 alla quarta camera di compressione 32D del compressore alternativo ausiliario 26. La pressione viene aumentata a circa 52 barA e il gas viene riportato, attraverso la linea di uscita 27, al circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 e da questo alimentato alle tenute a gas secco 7. In questo modo, l?unit? di compressore ausiliario 25 agisce come un booster di pressione del gas di tenuta durante il fermo macchina del compressore principale 3. La temperatura e la pressione del gas alimentato attraverso il secondo ingresso di gas 29 alla camera di compressione 32 D dell?unit? del compressore ausiliario 25 dipendono dalle condizioni di assestamento nel compressore principale 3. Ad esempio, la temperatura pu? essere attorno a 45? C e la pressione (pressione di assestamento) pu? essere attorno a 47,2 barA.

[0064] Allo stesso tempo, una piccola portata, ad esempio intorno a 0,36 Sm<3>/h a circa 1,3 barA viene recuperata dai trafilamenti primari delle tenute a gas secco 7 e alimentata al volume di accumulo 23 circa a pressione ambiente.

[0065] Si deve comprendere che i valori di pressione e portata sopra indicati, nonch? qualunque valore di parametri qui menzionato, sono esclusivamente a titolo esemplificativo e possono variare anche in maniera consistente, ad esempio di un ordine di grandezza, in funzione della configurazione della disposizione di compressore.

[0066] Durante l?avvio del compressore principale 3, l?unit? di compressore ausiliario 25 ? ancora usata per recuperare e pressurizzare trafilamenti primari delle tenute di gas secco recuperati attraverso il condotto di recupero di trafilamenti primari 14 e usata anche per aumentare la pressione del gas di tenuta nei circuiti di alimentazione del gas di tenuta 9, fino a che la pressione di gas sul lato di mandata 3D del compressore principale 3 ? sufficientemente alta per fornire gas di tenuta per il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 alla pressione appropriata, senza richiedere ulteriore innalzamento della pressione per mezzo dell?unit? di compressore ausiliario 25. Nella forma di realizzazione esemplificativa della Fig. 2, la funzione di aumento della pressione del gas di tenuta ? ancora eseguita dalla quarta camera di compressione 32D del compressore alternativo ausiliario 26, mentre le rimanenti camere di compressione 32A, 32B e 32C elaborano gas di tenuta esausto proveniente dal condotto di recupero del trafilamento principale 14.

[0067] In queste condizioni operative, la pressione del gas di tenuta nella linea di uscita 27 pu? essere di circa 52 barA ad una portata di circa 10m<3>/h. La temperatura del gas di processo proveniente dal secondo ingresso di gas 29 pu? essere attorno a 23.5?C ad una pressione di circa 47 barA. Poich? in questa fase l?albero del compressore principale nonch? le tenute a gas secco 7 stanno ruotando a velocit? di rotazione crescente, la portata del trafilamento primario aumenta da circa 2,352 Sm<3>/h a circa 3,36 Sm<3>/h, ad esempio, e pu? avere una pressione fra circa 1,3 barA e circa 1,5 barA.

[0068] In condizioni di regime (compressore principale 3 alla normale velocit? di esercizio) la pressione di mandata nel lato di mandata 3D del compressore principale 3 pu? essere attorno a 64 barA. Un aumento della pressione del gas di tenuta attraverso l?unit? di compressore ausiliario 25 non ? pi? necessario, cosicch? la portata attraverso il secondo ingresso di gas 29 sar? circa 0 m<3>/h. Un flusso di gas di tenuta esausto dal condotto di recupero del trafilamento primario 14 ad una pressione compresa tra circa 1,3 e 1,5 barA sar? recuperato attraverso il volume di accumulo 23 e l?unit? di compressore ausiliario 25. In via esemplificativa, la portata di trafilamento primario pu? essere compresa tra circa 2,352 Sm<3>/h a circa 1,3 barA e circa 3,36 Sm<3>/h attorno a 1,5 barA.

[0069] Poich? la funzione di aumento della pressione del gas di tenuta della camera di compressione 32D non ? richiesta quando il compressore principale 3 ? nelle condizioni di regime, la valvola di riciclo 59, che ? mantenuta chiusa in condizioni di fermo macchina o di avvio, verr? aperta per consentire una completa ricircolazione attraverso la linea di riciclo 57 del gas contenuto nella quarta camera di compressione 32D. La valvola 60 evita che gas alimentato dalla camera di compressione 32D entri nella linea di uscita 27. Il refrigeratore 61 previene un surriscaldamento del gas ricircolato.

[0070] Allo scopo di provocare automaticamente il funzionamento dell?unit? di compressore ausiliario 25 come booster di pressione del gas di tenuta durante il fermo macchina o durante i transitori di avvio e arresto del compressore principale 3, una valvola 65 (vedasi Fig.1) pu? essere disposta nel circuito di alimentazione di gas di tenuta 9, fra il punto di connessione 29A del secondo ingresso di gas 29 al circuito di alimentazione di gas di tenuta 9, e il punto di connessione 27A della linea di uscita 27 al circuito di alimentazione del gas di tenuta 9. La valvola 65 pu? essere, ad esempio, una valvola controllata, oppure una valvola precaricata. Quando sul lato di mandata 3D del compressore principale 3 ? disponibile una pressione sufficiente, la valvola 65 si apre e gas di tenuta fluisce attraverso la valvola 65 verso le tenute a gas secco 7, senza entrare nell?unit? di compressore ausiliario 25 attraverso il secondo ingresso di gas 29. Viceversa, se sul lato di mandata 3D del compressore principale 3 ? presente una pressione insufficiente, come ad esempio durante il fermo macchina, oppure all?avvio del compressore principale 3, la valvola 65 si chiude e il gas di tenuta fluisce dal lato di mandata 3D del compressore principale 3 nell?unit? di compressore ausiliario 25 attraverso il secondo ingresso di gas 29 e ritorna al circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 attraverso la linea di uscita 27, dopo l?innalzamento della pressione. La valvola 65 evita un flusso all?indietro del gas di tenuta dalla linea di uscita 27 alla linea di ingresso 29.

[0071] In condizioni di regime, la portata di gas di tenuta che entra nel circuito di alimentazione del gas di tenuta 9 dal lato di mandata 3D del compressore principale 3 ad alta pressione (attorno a 64 barA nella sopra menzionata forma di realizzazione esemplificativa) viene usualmente laminata per raggiungere la pressione idonea all?alimentazione delle tenute a gas secco 7. La caduta di pressione per laminazione rappresenta una perdita energetica. In alcune forme di realizzazione, quando il compressore principale 3 lavora in condizioni di regime, il gas di tenuta pu? essere elaborato attraverso la camera di compressione 32D facendo funzionare quest?ultima in modalit? espantore, facendo s? che il gas di tenuta che entra nell?unit? di compressore ausiliario 25 attraverso il secondo ingresso di gas 29 si espanda e generi energia meccanica utile, che pu? essere usata per comprimere il gas di tenuta trafilato recuperato, elaborato attraverso le camere di compressione 32A, 32B, 32C. Se la potenza generata per espansione del gas di tenuta nella camera di compressione 32D, funzionante in modo espantore, ? superiore alla potenza richiesta per comprimere il gas di tenuta recuperato nelle camere di compressione 32A, 32B e 32C, il motore elettrico che aziona il compressore alternativo 26 pu? funzionare in modo generatore, e l?energia elettrica generata da esso pu? essere distribuita su una rete di distribuzione di potenza elettrica (non mostrata).

[0072] In queste condizioni, una portata di gas di tenuta di circa 10m<3>/h a circa 64 barA e circa 45,9 ?C pu? espandersi a 50,3 barA attraverso la camera 32D e pu? essere riportata nel circuito di alimentazione del gas di tenuta 9 attraverso la linea di uscita 27, insieme a gas di tenuta recuperato attraverso il condotto di recupero del trafilamento primario 14 ed elaborato attraverso le camere di compressione 32A, 32B e 32C del compressore alternativo ausiliario 26.

[0073] Continuando a riferirsi alla Fig.1, la Fig.3 mostra un?ulteriore forma di realizzazione del sistema di recupero di trafilamenti di gas di tenuta 21. Il sistema di recupero di trafilamenti del gas di tenuta 21 della Fig. 3 pu? essere collegato al compressore principale 3 e al circuito di alimentazione di gas di tenuta 9 come mostrato in Fig.1. In Fig. 3 elementi uguali o equivalenti gi? mostrati in Fig.2 e sopra descritti sono indicati con gli stessi numeri di riferimento e non sono nuovamente descritti in dettaglio.

[0074] Il sistema di recupero di trafilamenti di gas di tenuta 21 della Fig. 3 differisce dal sistema di recupero di trafilamenti di gas di tenuta 21 della Fig. 2 principalmente per quanto riguarda il collegamento del secondo cilindro di compressore 26B alla parte restante dell?unit? di compressore ausiliario 25. Pi? in dettaglio, nella forma di realizzazione della Fig.3, i lati di aspirazione 32CS e 32DS della terza camera di compressione 32C e della quarta camera di compressione 32D sono collegati l?uno all?altro. Analogamente, i lati di mandata 32CD e 32DD delle camere di compressione 32C e 32D sono collegati l?uno all?altro, cosicch? le due camere di compressione 32C e 32D operano in parallelo.

[0075] Come risulter? chiaro dalla descrizione del funzionamento dell?unit? di compressore ausiliario 25 della Fig. 3, in questa forma di realizzazione le camere di compressione 32A, 32B sono parte di una sezione di compressore atta a pressurizzare gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco 7, mentre le camere di compressione 32C e 32D sono configurate per pressurizzare sia gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco 7, sia per aumentare la pressione del gas di tenuta dal circuito di alimentazione del gas di tenuta 9 quando il compressore principale 3 ? in condizioni di fermo macchina oppure durante i transitori di avvio o arresto di esso.

[0076] Gas di tenuta che entra nell?unit? di compressore ausiliario 25 attraverso il secondo ingresso di gas 29 viene miscelato con un flusso alimentato dalla seconda camera di compressione 32B del primo cilindro di compressore 26A. Analogamente, gas di tenuta compresso alimentato da entrambe la terza camera di compressione 32C e la quarta camera di compressione 32D del secondo cilindro di compressore 26B confluisce e viene alimentato, attraverso la linea di uscita 27, al circuito di alimentazione di gas di tenuta 9. Pu? essere prevista una linea di riciclo 57, con una valvola di riciclo 59 e un refrigeratore 61, per ricircolare gas nel secondo cilindro di compressore 26B.

[0077] Inoltre, una valvola di depressurizzazione 71 ? installata lungo il secondo ingresso di gas 29 per gli scopi che saranno chiariti pi? avanti. Infine, una linea di ritorno 73 pu? porre il lato di mandata 32BD della seconda camera di compressione 32B in comunicazione di fluido con il volume di accumulo 23. Una valvola di controllo della pressione 75 pu? essere disposta lungo la linea di ritorno 73 per aprire e chiudere selettivamente la linea di ritorno 73.

[0078] Il funzionamento dell?unit? di compressore ausiliario 25 della Fig.3 ? il seguente. I valori dei parametri delineati sotto sono esclusivamente esemplificativi e non devono essere interpretati come limitativi della presente descrizione.

[0079] In condizioni di fermo macchina del compressore principale 3, gas di tenuta dal secondo ingresso di gas 29 entra nell?unit? di compressore ausiliario 25 ad una portata ridotta, per esempio di circa 10m<3>/h ad una pressione e ad una temperatura che dipendono dalle condizioni di assestamento, ad esempio circa 47 barA e 45,9 ?C. I trafilamenti primari delle tenute a gas secco 7 generano una portata di circa 0,36 Sm<3>/h ad una pressione di circa 1,3 barA.

[0080] La pressione di mandata del primo cilindro di compressore 26A pu? essere attorno a 18 bar. Quindi, la pressione del gas di tenuta alimentato dall?unit? di compressore ausiliario 25 attraverso il secondo ingresso di gas 29 deve essere ridotta per laminazione attraverso la valvola di depressurizzazione 71 da circa 47barA a circa 18barA.

[0081] La pressione di mandata del secondo cilindro di compressore 26B pu? essere circa 52,2 barA.

[0082] All?avvio, la portata del gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco 7 pu? variare da circa 2,352 Sm<3>/h ad una pressione di circa 1,3 barA, a circa 3,36 Sm<3>/h ad una pressione di circa 1,5 barA, in funzione della velocit? di rotazione del compressore principale 3. Il gas di tenuta che entra nell?unit? di compressore ausiliario 25 lungo il secondo ingresso di gas 29 pu? avere una pressione di circa 47 barA, una portata di circa 10m<3>/h e una temperatura di circa 23,5 ?C. La portata nella linea di uscita 27 ? di circa 10m<3>/h a circa 52 barA.

[0083] Quando vengono raggiunte condizioni di regime, la portata nel secondo ingresso di gas 29 sar? circa 0 e la portata di gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco 7 che entra nel volume di accumulo 23 varier? tra circa 2,352 Sm<3>/ a circa 1,3 barA e circa 3,36 Sm<3>/h a 1,5 bar. In questa forma di realizzazione, la valvola 65 rester? chiusa durante le condizioni di normale funzionamento e l?intero gas di tenuta sar? elaborato attraverso il compressore alternativo ausiliario 26. La valvola 65 pu? essere una valvola on-off, che sar? aperta soltanto in caso di guasto del compressore ausiliario 26.

[0084] Mentre nelle forme di realizzazione esemplificative sopra descritte l?aumento della pressione del gas di tenuta proveniente dal circuito di alimentazione del gas di tenuta 9 durante il fermo macchina viene fornito dal secondo cilindro di compressore 26B, in ulteriori forme di realizzazione (non mostrate) il primo cilindro di compressore 26A pu? essere usato per aumentare la pressione nel circuito di alimentazione del gas di tenuta 9.

[0085] In ulteriori forme di realizzazione, il compressore ausiliario 26 pu? comprendere uno o pi? stadi addizionali che funzionano in modalit? compressore o espantore. Ad esempio, la Fig. 4 illustra un diagramma di un?ulteriore forma di realizzazione di un?unit? di compressore ausiliario 25, comprendente uno stadio di macchina alternativa addizionale funzionante come espantore. In Fig. 4 gli stessi numeri di riferimento sono usati per designare gli stessi elementi e componenti mostrati in Fig. 3, che non verranno nuovamente descritti.

[0086] In Fig.4 il compressore alternativo 26 comprende un terzo cilindro di compressore 26G, comprendente un pistone 26H disposto per muoversi di moto alternato nel cilindro 26G. Il pistone 26H divide il cilindro 26G in una prima camera 32E e in una seconda camera 32F. Se ? disponibile un flusso di gas compresso nel sistema in cui ? installata l?unit? di compressore 1, detto flusso pu? essere espanso nel terzo cilindro di compressore 26C del compressore alternativo 26, che opera come espantore e che quindi genera potenza meccanica utile, che pu? essere convertita in potenza elettrica attraverso una macchina elettrica meccanicamente accoppiata al compressore alternativo. Alternativamente, la potenza meccanica generata pu? essere usata per ridurre la potenza richiesta per azionare il compressore alternativo ausiliario 26.

[0087] Mentre in Fig. 4 la funzione espantore ? eseguita da un singolo cilindro di compressore a doppio effetto, in altre forme di realizzazione (non mostrate), pi? di un cilindro di compressore e/o uno o pi? cilindri di compressore a semplice effetto possono essere usati in un modo espantore. In alcune forme di realizzazione, un cilindro di compressore a doppio effetto pu? essere usato sia in modo compressore (in una delle due camere) sia in modo espantore (nell?altra delle due camere).

[0088] Nelle forme di realizzazione sopra descritte, la disposizione di compressore 1 fornisce una funzione di boosting del gas di tenuta quando il compressore principale 3 ? fermo o durante i transitori di avvio o di arresto. La stessa unit? di compressore ausiliario 25 che fornisce la funzione di boosting, esegue anche una funzione di recupero del trafilamento principale per recuperare gas di tenuta esausto dalle tenute a gas secco 7, evitando il rilascio di gas di tenuta nell?ambiente.

[0089] Secondo ulteriori forme di realizzazione, l?unit? di compressore ausiliario 25 pu? eseguire operazioni addizionali, quali il recupero di emissioni di gas di processo a bassa pressione cio? depressurizzato, da altri componenti della disposizione di compressore 1, o dall?azionatore D del compressore. Tipicamente, gas di processo a bassa pressione pu? essere scaricato da uno pi? dei seguenti: lo starter pneumatico di un motore a turbina a gas che agisce come azionatore del compressore principale 3; un sistema di riscaldamento di gas combustibile atto a scaldare gas combustibile prima dell?iniezione nel motore a turbina a gas. Gas di processo a bassa pressione generato dai componenti sopra menzionati pu? essere raccolto nel volume di accumulo 23.

[0090] In ulteriori forme di realizzazione, l?unit? di compressore ausiliario 25 pu? eseguire anche ulteriori funzioni, quali la rimozione di gas di processo dal compressore principale 3 dopo il suo arresto. L?arresto del compressore pu? essere richiesto ad esempio per operazioni di manutenzione, riparazione o sostituzione. Il gas di processo contenuto nel compressore principale 3 deve essere evacuato dopo l?arresto.

[0091] L?evacuazione viene eseguita chiudendo le valvole di isolamento 5C e 5D sul condotto di ingresso 5 A e sul condotto di suscita 5B, rispettivamente. Una volta che le valvole di isolamento 5C e 5D sono state chiuse, gas di processo pu? essere rimosso dall?interno del compressore principale 3 attivando l?unit? di compressore ausiliario 25 e aprendo una valvola on-off 102 in un condotto di evacuazione 101del compressore. Il condotto di evacuazione 101 del compressore pu? essere collegato al circuito di alimentazione del gas di tenuta 9. In altre forme di realizzazione, il condotto di evacuazione del compressore e la rispettiva valvola 102 possono essere collegati direttamente sul lato di mandata 3D del compressore principale 3, a monte della valvola di isolamento 5D, come mostrato in 101X e 102X in Fig.1. In ancora ulteriori forme di realizzazione, il condotto di evacuazione del compressore e rispettiva valvola possono essere collegati al lato di aspirazione 3S, a valle della valvola di isolamento 5C, come mostrato in Fig.1 in 101Y e 102Y.

[0092] Una volta che il condotto di evacuazione 101 (o 101X o 101Y) ? aperto, il compressore ausiliario 26 pu? pompare gas di processo dal compressore principale 3 e alimentare il gas di processo evacuato nel condotto di ingresso 5A a monte della valvola di isolamento 5C, o nel condotto di uscita 5B a valle della valvola di isolamento 5D. La prima opzione ? preferita poich? il compressore ausiliario 26 pu? essere fatto funzionare con un rapporto di compressione pi? basso. Il gas di processo evacuato viene alimentato al condotto di ingresso 5A attraverso la linea di connessione 30. L?evacuazione di gas di processo termina quando all?interno del compressore principale 3 viene raggiunto un livello di pressione pre-impostato dopodich? il compressore principale 3 pu? essere aperto.

[0093] Nelle forme realizzative descritte fino ad ora, l?unit? di compressore ausiliario 25 ? atta a eseguire selettivamente o in combinazione, a seconda dei casi: una funzione di incremento della pressione del gas di tenuta durante il fermo macchina e/o i transitori di avvio o arresto del compressore principale; recupero di trafilamento di gas primario di tenuta dalle tenute a gas secco 7; evacuazione di gas di processo dal compressore principale 3 a seguito dell?arresto. In altre forme di realizzazione, l?unit? di compressore ausiliario 25 pu? essere configurata per eseguire soltanto la funzione di aumento della pressione del gas di tenuta durante il fermo macchina e/o i transitori di arresto e avvio del compressore principale 3, e l?evacuazione del gas di processo dal compressore principale 3 a seguito dell?arresto, oppure il recupero di gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco 7. In entrambi i casi, l?unit? di compressione ausiliario 25 esegue la funzione di aumento della pressione del gas di tenuta e una funzione di recupero di gas proveniente dal compressore principale 3.

[0094] Le Figg. 5 e 6 illustrano diagrammi di flusso di metodi per il funzionamento delle disposizioni di compressore 1 sin qui descritte.

[0095] Pi? specificamente, la Fig. 5 illustra un metodo per il funzionamento della disposizione di compressore 1, in cui l?unit? di compressore ausiliario 25 ? usata per recuperare gas di tenuta trafilato dalle tenute a gas secco 7 e come booster per aumentare la pressione del gas di tenuta nel circuito di alimentazione del gas di tenuta 9 quando sul lato di mandata 3D del compressore principale 3 ? disponibile una pressione insufficiente. Il metodo comprende una fase 201 di alimentazione di gas di tenuta dal circuito di alimentazione di gas 9 alle tenute a gas secco 3 del compressore principale 3. Gas di tenuta trafilato a bassa pressione dalle tenute a gas secco viene recuperato nella fase 202 e pressurizzato per mezzo dell?unit? di compressore ausiliario 25 (fase 203), cosicch? esso pu? essere reimmesso nelle tenute a gas secco 7 attraverso il circuito di alimentazione di gas di tenuta 9, oppure nel compressore principale 3. Il metodo della Fig. 5 comprende, inoltre, la fase di aumentare la pressione del gas di tenuta nel circuito di alimentazione di gas di tenuta 9, ad esempio durante il fermo macchina del compressore principale 3, oppure durante il transitorio di avvio o di arresto (fase 204).

[0096] La Fig. 6 illustra un metodo di funzionamento della disposizione di compressore 1, in cui l?unit? di compressore ausiliario 25 ? usata per aumentare la pressione di gas di tenuta nel circuito di alimentazione di gas di tenuta 9, quando pressione insufficiente ? disponibile sul lato di mandata 3D del compressore principale 3, e per rimuovere gas di processo dal compressore principale 3 in caso di arresto del compressore. Il metodo della Fig. 6 comprende una fase (fase 301) di alimentazione del gas di tenuta dal circuito di alimentazione del gas di tenuta 9 alle tenute a gas secco 7 del compressore principale 3 e una fase di aumento della pressione del gas di tenuta nel circuito di alimentazione del gas di tenuta 9, ad esempio durante il fermo macchina del compressore principale 3, oppure quando necessario (transitorio di arresto o di avvio), fase 302. Il metodo comprende, inoltre, una fase di rimozione del gas di processo dal compressore principale 3, ad esempio a seguito di un arresto (fase 303).

[0097] Si deve comprendere che i due metodi sopra riassunti nei diagrammi di flusso delle Figg. 5 e 6 possono essere entrambi eseguiti dalla stessa unit? di compressore ausiliario 25.

[0098] Forme di realizzazione esemplificative sono state descritte sopra e illustrate nei disegni allegati. Gli esperti del settore comprenderanno che sono possibili varie modifiche, omissioni e aggiunte rispetto a quanto qui specificamente descritto, senza uscire dall?ambito dell?invenzione cos? come definita nelle seguenti rivendicazioni.

Claims (19)

SISTEMA DI RECUPERO DI TRAFILAMENTI DI GAS DI TENUTA E DI AUMENTO DELLA PRESSIONE DEL GAS DI TENUTA, E METODO RIVENDICAZIONI

1. Una disposizione di compressore (1) comprendente:

un compressore principale (3) avente un lato di aspirazione (3S), un lato di mandata (3D), e almeno una tenuta a gas secco (7);

un circuito di alimentazione di gas di tenuta (9) atto a ricevere gas di tenuta dal lato di mandata (3D) del compressore principale (3) ed alimentare detto gas di tenuta alla almeno una tenuta a gas secco (7); e

un?unit? di compressore ausiliario (25) comprendente un ingresso di gas di tenuta (29) in accoppiamento di fluido con il circuito di alimentazione di gas di tenuta (9), e un?uscita di gas di tenuta (27) in accoppiamento di fluido con il circuito di alimentazione di gas di tenuta (9);

in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) ? atta ad aumentare la pressione del gas di tenuta nel circuito di alimentazione di gas di tenuta (9); e in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) ? inoltre atto a ricevere un flusso di gas dal compressore principale (3).

2. L?unit? di compressore (1) della rivendicazione 1, in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) comprende una prima sezione di compressore (32D; 32C, 32D) atta a ricevere gas di tenuta dal circuito di alimentazione di gas di tenuta (9) ad una pressione di ingresso del gas di tenuta, l?unit? di compressore ausiliario (25) essendo atta a reimmettere il gas di tenuta nel circuito di alimentazione di gas di tenuta (9) ad una pressione di uscita del gas di tenuta, superiore alla pressione di ingresso del gas di tenuta; e in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) comprende, inoltre, almeno un condotto addizionale (14; 101; 101X; 101Y) atto ad alimentare detto flusso di gas dal compressore principale (3) ad una seconda sezione di compressore (32A; 32B, 32C) dell?unit? di compressore ausiliario (25).

3. L?unit? di compressore (1) della rivendicazione 2, in cui la prima sezione di compressore (32D; 32C, 32D) comprende una linea di riciclo (57) che stabilisce un collegamento di fluido fra un lato di mandata (32DD) e un lato di aspirazione (32DS) della prima sezione di compressore (32D; 32C, 32D).

4. L?unit? di compressore (1) di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) ? atta a rimuovere gas di processo dal compressore principale (3) dopo l?arresto del compressore principale (3), per depressurizzare il compressore principale (3).

5. L?unit? di compressore (1) di una o pi? delle rivendicazioni precedente, in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) ? accoppiata al compressore principale (3) attraverso un condotto di recupero del trafilamento primario (14) atto a recuperare gas di tenuta trafilato dalla almeno una tenuta a gas secco (7) ed alimentare il gas di tenuta recuperato all?unit? di compressore ausiliario (25); e in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) ? atta a pressurizzare il gas di tenuta recuperato e a riportare il gas di tenuta recuperato pressurizzato verso il compressore principale (3).

6. L?unit? di compressore (1) della rivendicazione 5, in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) ? atta ad alimentare il gas di tenuta recuperato pressurizzato al circuito di alimentazione del gas di tenuta (9).

7. L?unit? di compressore (1) di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) comprende un compressore alternativo (26).

8. L?unit? di compressore (1) della rivendicazione 7, in cui il compressore ausiliario (26) ? un compressore alternativo multistadio.

9. L?unit? di compressore (1) della rivendicazione 7 o 8, in cui il compressore ausiliario (26) comprende una pluralit? di cilindri di compressore a doppio effetto (26A, 26B).

10. L?unit? di compressore (1) della rivendicazione 9, in cui almeno uno dei cilindri di compressione (26A, 26B) ? atto ad elaborare un flusso di gas alimentato attraverso l?almeno un condotto addizionale (14; 101; 101X; 101Y) e ad aumentare la pressione del gas di tenuta dal circuito di alimentazione del gas di tenuta (9).

11. La disposizione di compressore (1) della rivendicazione 7, 8 o 9, in cui il compressore alternativo comprende almeno un cilindro (26G) atto ad operare in un modo espantore e in accoppiamento di fluido con una sorgente di gas compresso.

12. L?unit? di compressore (1) di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un volume di accumulo (23) atto a ricevere il flusso di gas dal compressore principale (3) e in accoppiamento di fluido con l?unit? di compressore ausiliario (25).

13. La disposizione di compressore (1) della rivendicazione 12, comprendente inoltre una linea di ritorno (49; 73) che pone in collegamento di fluido un condotto di mandata (48; 45) dell?unit? di compressore ausiliario (25) con il volume di accumulo (23).

14. L?unit? di compressore (1) di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) comprende una sezione (32D) configurata per operare selettivamente come espantore ed atta ad espandere un flusso di gas di tenuta che entra nel circuito di alimentazione di gas di tenuta (9) prima di alimentare il gas di tenuta alla almeno una tenuta a gas secco (7).

15. Un metodo per far funzionare una disposizione di compressore (1), la disposizione di compressore comprendendo: un compressore principale (3) avente un lato di aspirazione (3S), un lato di mandata (3D), e almeno una tenuta a gas secco (7); un circuito di alimentazione di gas di tenuta (9) atto a ricevere gas di tenuta dal lato di mandata (3D) del compressore principale (3) ed alimentare detto gas di tenuta alla almeno una tenuta a gas secco (7); e un?unit? di compressore ausiliario (25); il metodo comprendendo le seguente fasi:

alimentare gas di tenuta dal circuito di alimentazione del gas di tenuta (9) alla almeno una tenuta a gas secco (7);

recuperare gas di tenuta trafilato dalla almeno una tenuta a gas secco (7); pressurizzare il gas di tenuta recuperato nell?unit? di compressore ausiliario (25) e riportare il gas di tenuta recuperato pressurizzato verso il compressore principale (3);

aumentare una pressione di gas di tenuta nel circuito di alimentazione di gas (9) con l?unit? di compressore ausiliario (25).

16. Il metodo della rivendicazione 15, in cui la fase di recuperare gas di tenuta trafilato dalla almeno una tenuta a gas secco (7) comprende la fase di raccogliere il gas di tenuta trafilato in un volume di accumulo (23) in accoppiamento di fluido con l?unit? di compressore ausiliario (25).

17. Il metodo della rivendicazione 15 o 16, in cui l?unit? di compressore ausiliario (25) comprende un compressore ausiliario (26) comprendente almeno una prima sezione di compressore (32D; 32C, 32D) e una seconda sezione di compressore (32A, 32B, 32C); e in cui la fase di pressurizzare il gas di tenuta recuperato ? eseguita almeno in parte nella seconda sezione di compressore (32A, 32B, 32C), e la fase di aumentare la pressione del gas di tenuta ? eseguita nella prima sezione di compressore (32D; 32C, 32D).

18. Il metodo della rivendicazione 17, in cui il compressore ausiliario (26) comprende un compressore alternativo multistadio (26).

19. Un metodo per operare una disposizione di compressore (1), la disposizione di compressore comprendendo: un compressore principale (3) avente almeno una tenuta a gas secco (7); un circuito di alimentazione di gas di tenuta (9) atto a ricevere gas di tenuta da un lato di mandata (3D) del compressore principale (3) ed alimentare gas di tenuta alla almeno una tenuta a gas secco (7); e un?unit? di compressore ausiliario (25); il metodo comprendendo le seguenti fasi:

alimentare gas di tenuta dal circuito di alimentazione del gas di tenuta (9) alla almeno una tenuta a gas secco (7);

aumentare la pressione del gas di tenuta nel circuito di alimentazione del gas di tenuta (9) con l?unit? di compressore ausiliario (25);

all?arresto dell?unit? di compressore, rimuovere gas di processo dal compressore principale (3) tramite l?unit? di compressore ausiliario (25).