IT202100005273A1 - Sistema di recupero di gas di trafilamento di tenuta utilizzante un eiettore e metodo - Google Patents
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Description
SISTEMA DI RECUPERO DI GAS DI TRAFILAMENTO DI TENUTA
UTILIZZANTE UN EIETTORE E METODO
Descrizione
CAMPO TECNICO
[0001] L'oggetto qui descritto riguarda turbomacchine, e specificamente compressori, comprendenti tenute a gas secco. Forme di realizzazione della presente descrizione riguardano specificamente il recupero di gas di trafilamento dalle tenute a gas secco.
STATO DELLA TECNICA
[0002] Combustibile fossili sono ancora la principale sorgente di energia per la produzione di potenza termica richiesta in diversi processi industriali, compresa la generazione di potenza elettrica. Sono stati fatti tentativi per ridurre l'impatto ambientale di questa sorgente energetica. Il combustibile fossile pi? pulito ? il gas naturale, consistente principalmente di metano, poich? la combustione di metano genera pi? energia termica per massa di qualunque altro idrocarburo, fornendo un beneficio ambientale consistente, poich? produce notevolmente meno biossido di carbonio ed altri inquinanti che contribuiscono all'impatto ambientale.
[0003] Ci? nonostante, l'estrazione e il trasporto di gas naturale provoca il rilascio nell'atmosfera di gas incombusto, principalmente metano. Questo ha gravi implicazioni in termini di impatto ambientale, poich? il metano contribuisce ai cambiamenti climatici ed in particolare ha un effetto serra. Di fatto, esattamente come il biossido di carbonio, anche il metano intrappola calore nell'atmosfera. Il potenziale di riscaldamento globale (GWP), una misura di quanto calore un gas a effetto serra intrappola in atmosfera per 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 pertanto compiuti sforzi per ridurre la quantit? di gas naturale rilasciato in atmosfera nell'intero processo di estrazione, trasporto e utilizzo di 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 quali tenute senza contatto per ridurre in maniera efficiente le perdite di gas di processo dai compressori centrifughi od altre turbomacchine (Stahley, John S. ?Dry Gas Seals Handbook?, Copyright 2005 by PennWell Corporation, ISBN 1-59370-062-8). Le tenute a gas secco usano un flusso di gas di processo per fornire una tenuta efficiente senza contatto fra un albero ruotante e una tenuta stazionaria. Per funzionare, le tenute a gas secco richiedono un flusso di gas secco pulito. Usualmente, lo stesso gas elaborato dal compressore ? usato come gas di tenuta. Gas di tenuta viene prelevato dal lato di mandata del compressore e il compressore deve essere funzionante per fornire gas di tenuta sufficientemente pressurizzato.
[0006] In compressori per elaborare gas naturale, ad esempio in gasdotti, i trafilamenti di gas naturale dalle tenute a gas secco vengono normalmente bruciati in una torcia, il che evita di scaricare gas naturale nell'atmosfera, ma produce comunque gas serra (biossido di carbonio) e distrugge una quantit? di prodotto di valore.
[0007] E' stato pertanto suggerito di recuperare il 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 lavoro presentato al Gas Turbines for Energy Network Symposium, Banff, Alberta, Canada, October 2019.
[0008] Problemi simili nascono in compressori utilizzati per elaborare refrigeranti in un sistema di liquefazione di gas naturale. Fluidi refrigeranti sono spesso idrocarburi, quali metano, oppure refrigeranti misti contenenti idrocarburi. Trafilamenti di refrigerante da tenute a gas secco di compressori di refrigerante sollevano problematiche simili al rilascio di idrocarburi da compressori di gasdotti.
[0009] Una ricerca continua ? stata svolta per sviluppare sistemi e metodi per il recupero efficiente di trafilamenti di gas da tenute a secco di turbomacchine e aumentare la loro pressione, cosicch? il gas trafilato recuperato possa essere riutilizzato come gas di tenuta o trasferito ad altro trattamento.
SOMMARIO
[0010] Secondo forme di realizzazione qui descritte, un sistema per recuperare gas di trafilamento da tenute comprende una turbomacchina ruotante, comprendente almeno una tenuta a gas secco. Il sistema comprende inoltre un eiettore avente: un ingresso di gas motore ad una pressione di ingresso di gas motore, un ingresso di gas di trafilamento di tenuta ad una pressione di gas di trafilamento di tenuta, e una uscita di gas misto ad una pressione di uscita di gas misto superiore rispetto alla pressione del gas di trafilamento di tenuta. Una linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta collega l?almeno una tenuta a gas secco all'ingresso di gas di trafilamento dell'eiettore. Una linea di scarico di gas di trafilamento di tenuta collega la tenuta a gas secco allo scarico del gas di trafilamento di tenuta ad una pressione di scarico, inferiore rispetto alla pressione del gas di trafilamento di tenuta. Una valvola di controllo dello scarico del trafilamento ? prevista lungo la linea di scarico del gas di trafilamento di tenuta ed ? atta a deviare il gas di trafilamento di tenuta nella linea di scarico del gas di trafilamento di tenuta.
[0011] Secondo un altro aspetto, viene qui descritto un metodo per recuperare un gas di trafilamento di tenuta da una tenuta a gas secco di una turbomacchina ruotante. Il metodo comprende una fase di far funzionare la turbomacchina e una fase di alimentare gas di tenuta alla almeno una tenuta a gas secco. Inoltre il metodo comprende la fase di recuperare gas di trafilamento di tenuta dalla almeno una tenuta a gas secco e alimentare il gas di trafilamento di tenuta recuperato ad un ingresso di gas di trafilamento di tenuta di un eiettore ad una pressione di gas di trafilamento di tenuta. L'eiettore comprende, inoltre, un ingresso di gas motore che riceve un flusso di gas motore ad una pressione di gas motore, e una uscita di gas misto. Un gas misto viene alimentato all'uscita di gas misto dell'eiettore ad una pressione di gas misto superiore rispetto alla pressione di gas di trafilamento di tenuta. Il gas di trafilamento di tenuta ? almeno parzialmente deviato dalla almeno una tenuta a gas secco ad uno scarico di gas di trafilamento di tenuta, ad una pressione inferiore rispetto alla pressione del gas di trafilamento di tenuta.
[0012] Ulteriori caratteristiche e forme di realizzazione del sistema e del metodo sono descritte nel seguito e nelle rivendicazioni allegate.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
[0013] Verr? ora fatto riferimento brevemente ai disegni allegati, nei quali: la Fig.1 ? un diagramma schematico di una forma di realizzazione di un sistema che comprende una turbomacchina ruotante ed un eiettore per recuperare gas di tenuta che trafila dalle tenute a gas secco della turbomacchina; la
Fig.2 ? un diagramma schematico di una forma di realizzazione di un sistema comprendente un compressore e tenute a gas secco con una disposizione di recupero del gas di trafilamento di tenuta utilizzante un eiettore; la
Fig.3 ? un diagramma schematico di una ulteriore forma di realizzazione; e la Fig.4 ? un diagramma di flusso che riassume il metodo qui descritto.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
[0014] Secondo la presente descrizione, una turbomacchina, quale in particolare un compressore, comprende una o pi? tenute a gas secco. Le tenute a gas secco sono alimentate con un gas di tenuta, che ? parzialmente scaricato dalla o dalle tenute a gas secco. Il gas scaricato dalle tenute a gas secco viene qui indicato come gas di trafilamento di tenuta.
[0015] Per recuperare il gas di trafilamento di tenuta, viene previsto un circuito di recupero, comprendente un eiettore. L'eiettore aumenta la pressione del gas di trafilamento di tenuta utilizzando un gas motore. In forme di realizzazione, in cui la turbomacchina ? un compressore, il gas motore e il gas di tenuta possono essere gas compresso elaborato dal compressore. L'eiettore aumenta la pressione del gas di trafilamento di tenuta, il quale pu? cos? essere trasferito al lato di aspirazione del compressore o ad un'altra linea di recupero per ulteriore elaborazione.
[0016] Riferendosi ora alla Fig.1, in una prima forma di realizzazione il sistema 1 comprende una turbomacchina 3 con un ingresso 5 e una uscita 7. L'ingresso 5 ? in accoppiamento di fluido con una linea di ingresso 5A e l'uscita 7 ? in accoppiamento di fluido con una linea di uscita 7A. In forme di realizzazione, la turbomacchina 3 pu? essere un compressore come ad esempio un compressore assiale o un compressore centrifugo.
[0017] La turbomacchina 3 comprende una o pi? tenute a gas secco, ad esempio due tenute a gas secco 9. Gas di tenuta viene alimentato alle tenute a gas secco 9 attraverso una linea di alimentazione di gas di tenuta 11. Come noto, una frazione del gas di tenuta alimentato alle tenute a gas secco 9 viene scaricata ad una bassa pressione dalla turbomacchina 3. Forme di realizzazione del sistema della presente descrizione comprendono una disposizione per recuperare almeno parte del gas di trafilamento di tenuta ed aumentare la sua pressione cosicch? il gas di trafilamento di tenuta recuperato possa essere ulteriormente elaborato, ad esempio rintrodotto nella turbomacchina, anzich? scaricato nell'ambiente o bruciato in torcia. In alcune forme di realizzazione, le tenute a gas secco 9 possono comprendere tenute a gas secco in tandem, con uno sfiato primario e uno sfiato secondario. Almeno lo sfiato primario viene recuperato e la sua pressione aumentata per la sua reintroduzione nella turbomacchina, o per altra elaborazione.
[0018] Allo scopo di aumentare la pressione del gas di trafilamento di tenuta, il sistema 1 comprende un eiettore 13 avente un ingresso di gas di trafilamento di tenuta 15, un ingresso di gas motore, e una uscita di gas misto 19. Il gas di trafilamento di tenuta che sfiata dalle tenute a gas secco 9 viene raccolto in una linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta 14, la quale collega le tenute a gas secco 9 all'ingresso di gas di trafilamento di tenuta 15 dell'eiettore 13.
[0019] Gas di trafilamento di tenuta entra nell'eiettore 13 attraverso l'ingresso di gas di trafilamento di tenuta 15 ad una pressione di gas di trafilamento di tenuta ed ? trascinato da un flusso di gas motore che entra nell'eiettore 13 attraverso l'ingresso di gas motore 17 ad una pressione di ingresso di gas motore, superiore rispetto alla pressione di gas di trafilamento di tenuta. La miscela di gas motore e di gas di trafilamento di tenuta esce dall'eiettore 13 ad una pressione di uscita di gas misto attraverso l'uscita di gas misto 19, la pressione di uscita di gas misto essendo inferiore rispetto alla pressione di ingresso del gas motore, ma superiore rispetto alla pressione di ingresso del gas di trafilamento di tenuta. Il gas misto che esce dall'eiettore 13 pu? essere trasferito attraverso una linea 20 a qualunque idonea sezione di trattamento 21.
[0020] Una linea di scarico di gas di trafilamento di tenuta 23 pone in accoppiamento di fluido le tenute a gas secco 9 con uno scarico di gas di trafilamento di tenuta 25 ad una pressione di scarico inferiore rispetto alla pressione di gas di trafilamento di tenuta all'ingresso di gas di trafilamento di tenuta 15 dell'eiettore 13. Una valvola di controllo dello scarico del trafilamento 27 lungo la linea di scarico 23 del gas di trafilamento di tenuta ? atta a scaricare parzialmente o interamente il gas di trafilamento di tenuta, fuoriuscente dalle tenute a gas secco 9, verso lo scarico di gas di trafilamento di tenuta 25 quando necessario, in funzione delle condizioni operative della turbomacchina 3 e/o dell'eiettore 13. La valvola di controllo dello scarico del trafilamento 27 pu? essere una valvola di controllo di pressione, funzionalmente accoppiata ad un sensore di pressione 29 atto a rilevare la pressione all'ingresso del gas di trafilamento di tenuta 15 dell'eiettore 13. In altre forme di realizzazione, la valvola di controllo dello scarico del trafilamento 27 pu? essere una valvola di controllo di portata.
[0021] Quando l'eiettore 13 non ? in grado di elaborare completamente il gas di trafilamento di tenuta scaricato dalle tenute a gas secco 9, ad esempio perch? non vi ? gas motore disponibile o quest'ultimo ? insufficiente all'ingresso del gas motore 17, o se la portata di gas di trafilamento di tenuta scaricata supera la capacit? dell'eiettore, la valvola di controllo di scarico del trafilamento 27 pu? deviare parte della portata di gas di trafilamento di tenuta allo scarico del gas di trafilamento di tenuta 25, parzializzando in tal modo la portata elaborata dall'eiettore 13. In alcuni casi, ad esempio se l'eiettore 13 non ? funzionante, il gas di trafilamento di tenuta pu? essere completamente deviato attraverso la valvola di controllo dello scarico del trafilamento 27 alla linea di scarico 23 del gas di trafilamento di tenuta.
[0022] Usando la valvola di controllo dello scarico del trafilamento 27 e la linea di scarico del gas di trafilamento di tenuta 23, la turbomacchina 3 pu? operare anche in circostanze in cui l'eiettore 13 ? non operativo oppure non ? in grado di elaborare l'intera portata di gas di trafilamento di tenuta proveniente dalla tenuta a gas secco 9. La disponibilit? della turbomacchina 3 viene cos? aumentata.
[0023] Continuando a riferirsi alla Fig.1, un?ulteriore forma di realizzazione di un sistema secondo la presente descrizione ? mostrata in Fig.2. Il sistema 1 della Fig.2 comprende un compressore 3, ad esempio un compressore dinamico quale un compressore centrifugo o un compressore assiale. Il compressore 3 comprende un lato di aspirazione 5 in accoppiamento di fluido con una linea di ingresso 5A e un lato di mandata 7 in accoppiamento di fluido con la linea di mandata 7A.
[0024] Il compressore 3 comprende una o pi? tenute a gas secco, ad esempio due tenute a gas secco 9. Le tenute a gas secco 9 possono essere tenute a gas secco singole o tenute a gas secco in tandem, con uno sfiato primario e uno sfiato secondario.
[0025] Nella forma di realizzazione della Fig.2, gas di processo compresso viene estratto dal compressore o dalla linea di mandata a valle di esso, trattato in una unit? di trattamento di gas di tenuta 33 e usato come gas di tenuta per le tenute a gas secco 9. Una linea 31 devia una piccola porzione di gas compresso alimentato dal compressore 3 verso l'unit? di trattamento di gas di tenuta 33, che ? in accoppiamento di fluido con le tenute a gas secco 9, ad esempio attraverso una linea singola o multipla di alimentazione di gas di tenuta 11, 11A, 11B. Una valvola di riduzione della pressione 35 ? disposta fra l'unit? di trattamento di gas di tenuta 33 e le tenute a gas secco 9 per ridurre la pressione del gas ad un valore idoneo alla sua iniezione nelle tenute a gas secco 9.
[0026] In modo di per s? noto l'unit? di trattamento di gas di tenuta 33 pu? comprendere filtri di gas per rimuovere impurezze dal gas elaborato prima di alimentare il gas alle tenute a gas secco 9. Inoltre, nell'unit? di trattamento di gas di tenuta 33 possono essere previsti dispositivi di riscaldamento per riscaldare il gas al di sopra del punto di rugiada, evitando cos? che l'umidit? contenuta nel gas di tenuta condensi nelle tenute a gas secco 9.
[0027] Analogamente alla Fig.1, per recuperare gas di trafilamento di tenuta scaricato dalle tenute a gas secco 9, il sistema 1 della Fig.2 comprende un eiettore 13 avente un ingresso di gas di trafilamento di tenuta 15, un ingresso di gas motore 17 e una uscita di gas misto 19. Gas di trafilamento di tenuta scaricato dalle tenute a gas secco 9 viene raccolto in una linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta 14, che collega le tenute a gas secco 9 all'ingresso di gas di trafilamento di tenuta 15 dell'eiettore 13. Nella forma di realizzazione della Fig.2, le tenute a gas secco 9 sono tenute a gas secco in tandem aventi uno sfiato primario raccolto nella linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta 14, e uno sfiato secondario raccolto in una linea 16 e scaricato in ambiente o alimentato ad una torcia (non mostrata).
[0028] Come nel sistema della Fig.1, gas di trafilamento di tenuta entra nell'eiettore 13 attraverso l'ingresso di gas di trafilamento di tenuta 15 ad una pressione di gas di trafilamento di tenuta e viene trascinato da un flusso di gas motore che entra nell'eiettore 13 attraverso l'ingresso di gas motore 17 ad una pressione di ingresso di gas motore, superiore rispetto alla pressione di gas di trafilamento di tenuta. La miscela di gas motore e di gas di trafilamento di tenuta esce dall'eiettore 13 attraverso l'uscita di gas misto 19 ad una pressione di uscita di gas misto inferiore rispetto alla pressione di ingresso di gas motore, ma superiore rispetto alla pressione di ingresso di gas di trafilamento di tenuta.
[0029] Nella forma di realizzazione della Fig.2, il gas motore usato nell'eiettore 13 ? una piccola porzione del gas compresso elaborato dal compressore 3, prelevato dal lato di mandata 7 del compressore 3 e trattato nell'unit? di trattamento di gas di tenuta 33. Nello schema della Fig.2, soltanto una porzione del gas alimentato dall'unit? di trattamento del gas di tenuta 33 viene usato come gas di tenuta nelle tenute a gas secco 9. La parte rimanente del flusso di gas compresso e trattato viene alimentato all'ingresso di gas motore 17 dell'eiettore 13. Una valvola di controllo del gas motore 37 pu? essere prevista fra l'unit? di trattamento di gas di tenuta 33 e l'ingresso 17 del gas motore, per regolare la portata del gas motore e/o la pressione del gas motore all'ingresso di gas motore 17 dell'eiettore 13.
[0030] Nella forma di realizzazione della Fig.2, la miscela di gas motore e di gas di trafilamento di tenuta che esce dall'eiettore 13 all'uscita di gas misto 19 viene riportata al lato di aspirazione 5 del compressore 3. In alcune forme di realizzazione, il gas misto pu? essere elaborato attraverso uno scrubber di aspirazione (non mostrato) prima di entrare nel lato di aspirazione 5 del compressore 3.
[0031] Una linea di scarico di gas di trafilamento di tenuta 23 pone in accoppiamento di fluido le tenute a gas secco 9 con uno scarico di gas di trafilamento di tenuta 25 ad una pressione di scarico inferiore rispetto alla pressione di gas di trafilamento di tenuta all'ingresso del gas di trafilamento di tenuta 15 dell'eiettore 13. Il gas di trafilamento di tenuta che fluisce attraverso la linea di scarico 23 del gas di trafilamento di tenuta pu? essere alimentato ad una torcia (non mostrata) oppure scaricato nell'ambiente. Soltanto una piccola porzione del gas di trafilamento di tenuta fluisce verso lo scarico di gas di trafilamento di tenuta 25, quando l'eiettore 13 ? non disponibile o non capace di elaborare l'intera portata di gas di trafilamento di tenuta ricevuta all'ingresso di gas di trafilamento di tenuta 15.
[0032] Una valvola di controllo dello scarico del trafilamento 27 lungo la linea di scarico del gas di trafilamento di tenuta 23 ? atta a scaricare parzialmente o integralmente il gas di trafilamento di tenuta sfiatato dalla tenuta a gas secco 9 verso lo scarico di gas di trafilamento di tenuta 25 quando richiesto, in funzione delle condizioni operative del compressore 3 e/o dell'eiettore 13. La valvola di controllo dello scarico del trafilamento 27 pu? essere una valvola a controllo di pressione, funzionalmente accoppiata ad un sensore di pressione 29 atto a rilevare la pressione all'ingresso di gas di trafilamento di tenuta 15 dell'eiettore 13. In altre forme di realizzazione, la valvola di controllo dello scarico di trafilamento 27 pu? essere una valvola a controllo di portata, o una valvola attuata on-off.
[0033] Ad esempio, se il compressore 3 ? fermo, il flusso di gas di tenuta alle tenute a gas secco 9 deve essere mantenuto, ma il gas di trafilamento di tenuta non pu? essere elaborato attraverso l'eiettore 13, poich? non vi ? gas motore disponibile dal lato di mandata del compressore 3. In questo caso, la piccola portata di gas di trafilamento di tenuta fluisce attraverso la valvola di controllo dello scarico del trafilamento 27 nella linea di scarico del gas di trafilamento 23.
[0034] Possono verificarsi altre situazioni che richiedono la parzializzazione del flusso del gas di trafilamento di tenuta che fluisce dalle tenute a gas secco 9 verso l'eiettore 13 attraverso la linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta 14. Ad esempio, parzializzazione pu? essere richiesta quando il compressore 3 sta operando in condizioni fuori progetto. In tal caso, una porzione o l'intero gas di trafilamento di tenuta pu? fluire verso la linea di scarico del gas di trafilamento di tenuta 23 attraverso la valvola di controllo dello scarico del trafilamento 27.
[0035] Un sensore di pressione o un flussimetro possono essere previsti per rilevare la pressione o la portata di gas di trafilamento di tenuta nella linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta 14.
[0036] In alcune forme di realizzazione, una linea di compensazione del gas di tenuta 41 pu? porre in collegamento di fluido la linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta 14 con la linea di alimentazione di gas di tenuta 11. Una valvola di controllo 43 ? prevista lungo la linea di compensazione del gas di tenuta 41. La valvola 43 pu? essere una valvola a controllo di pressione atta a controllare una portata del gas di tenuta dalla linea di alimentazione di gas di tenuta 11 alla linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta 14, allo scopo di mantenere la pressione del gas di trafilamento di tenuta al di sopra di una soglia minima, che assicuri un corretto funzionamento della seconda sezione delle tenute a gas secco in tandem 9.
[0037] Nella forma di realizzazione della Fig.2, la linea di compensazione 41 del gas di tenuta ? collegata alla linea di alimentazione di gas di tenuta 11 a valle della valvola di riduzione della pressione 35. In altre forme di realizzazione, non mostrate, la linea di compensazione di gas di tenuta 41 pu? essere collegata a monte della valvola di riduzione della pressione 35. In ancora ulteriori forme di realizzazione, gas di tenuta di compensazione pu? essere prelevato da un punto differente del circuito, ad esempio dall'uscita 19 del gas misto dell'eiettore 13. Questa forma di realizzazione ? mostrata in Fig.3, dove altri componenti del sistema sono contrassegnati con gli stessi numeri di riferimento della Fig.2 e non sono nuovamente descritti.
[0038] Mentre nelle forme di realizzazione sopra descritte il gas motore ? prelevato dal flusso di gas di tenuta alimentato dall'unit? di trattamento del gas di tenuta 33, poich? il gas motore non richiede di essere pretrattato come il gas di tenuta, il flusso di gas motore pu? essere prelevato dal lato di mandata 7 del compressore attraverso una linea separata 51, in cui ? disposta una valvola di controllo di flusso 53, come mostrato a tratteggio in Fig.2.
[0039] In tutte le forme di realizzazione qui descritte, la turbomacchina 3 pu? operare in un ampio intervallo di condizioni operative, anche in condizioni fuori progetto, anche se l'eiettore 13 non ? capace di elaborare l'intero gas di trafilamento di tenuta proveniente dalle tenute a gas secco, o non ? disponibile. Viene aumentata la disponibilit? della turbomacchina 3, utilizzando ancora un sistema di recupero di gas di trafilamento di tenuta molto semplice impiegante un eiettore per aumentare la pressione del gas di trafilamento di tenuta che sfiata dalla tenuta a gas secco 9.
[0040] Nelle forme di realizzazione sopra descritte l'ingresso del gas motore 17 dell'eiettore 13 ? in accoppiamento di fluido con il lato di mandata del compressore e il gas motore che entra nell'eiettore pu? essere opportunamente alla pressione di mandata del compressore 3. Tuttavia, in altre forme di realizzazione, l'ingresso di gas motore 17 pu? essere in accoppiamento di fluido con uno stadio intermedio del compressore 3 se la pressione di gas elaborato in quello stadio ? sufficientemente alta. In tal caso, il gas motore che entra nell'eiettore 13 ? ad una pressione intermedia fra la pressione del lato di aspirazione e la pressione del lato di mandata del compressore 3.
[0041] Il metodo eseguito dal sistema sopra descritto ? riassunto nel diagramma di flusso della Fig.4. Il metodo comprende le fasi di: operare la turbomacchina 3; alimentare gas di tenuta alla tenuta a gas secco 9; recuperare gas di trafilamento di tenuta dalla tenuta a gas secco 9; alimentare il gas di trafilamento di tenuta recuperato all'ingresso del gas di trafilamento di tenuta 15 dell'eiettore 13 alla pressione di gas di trafilamento di tenuta; alimentare il gas misto all'uscita di gas misto 19; e deviare gas di trafilamento di tenuta dalla tenuta a gas secco 9 verso lo scarico del gas di trafilamento di tenuta 25 ad una pressione inferiore rispetto alla pressione del gas di trafilamento di tenuta.
[0042] Forme di realizzazione esemplificative sono state descritte sopra e illustrate nei disegni allegati. Gli esperti del ramo comprenderanno che varie modifiche, omissioni e aggiunte possono essere apportate a quanto ? stato specificamente descritto senza uscire dall'ambito dell'invenzione come definito dalle seguenti rivendicazioni.
Claims (20)
1. Un sistema per recuperare gas di trafilamento di tenuta, il sistema comprendendo:
una macchina ruotante (3), comprendente almeno una tenuta a gas secco (9); un eiettore (13) avente: un ingresso di gas motore (17) ad una pressione di ingresso di gas motore, un ingresso di gas di trafilamento di tenuta (15) ad una pressione di trafilamento di tenuta, e una uscita di gas misto (19) ad una pressione di uscita di gas misto, superiore rispetto alla pressione del gas di trafilamento di tenuta;
una linea di raccolta di gas di trafilamento (14) che pone in accoppiamento di fluido la almeno una tenuta a gas secco (9) con l'ingresso di gas di trafilamento di tenuta (15) dell'eiettore (13);
una linea di scarico di gas di trafilamento di tenuta (23) che pone in accoppiamento di fluido la almeno una tenuta a gas secco (9) con uno scarico di gas di trafilamento di tenuta (25) ad una pressione di scarico, inferiore rispetto alla pressione del gas di trafilamento di tenuta; e
una valvola di controllo dello scarico del trafilamento (27) lungo la linea di scarico del gas di trafilamento di tenuta (23) atta a deviare almeno parte del gas di trafilamento di tenuta nella linea di scarico del gas di trafilamento di tenuta (23).
2. Il sistema della rivendicazione 1, in cui lo scarico del gas di trafilamento di tenuta (25) ? atto a scaricare gas di trafilamento di tenuta in atmosfera.
3. Il sistema della rivendicazione 1, in cui lo scarico del gas di trafilamento di tenuta (25) ? atto ad alimentare gas di trafilamento di tenuta ad una torcia.
4. Il sistema della rivendicazione 1, 2 o 3, comprendente inoltre una valvola di controllo del gas motore (37) atta a controllare almeno una di: un flusso di gas motore all'ingresso del gas motore dell'eiettore, e una pressione di ingresso del gas motore all'eiettore.
5. Il sistema di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui la macchina ruotante (3) ? un compressore avente un lato di aspirazione (5) e un lato di mandata (7).
6. Il sistema della rivendicazione 5, in cui la valvola di controllo dello scarico del trafilamento (27) ? atta a deviare interamente o parzialmente i gas di trafilamento di tenuta dalla almeno una tenuta a gas secco (9) verso lo scarico del gas di trafilamento di tenuta (25) in funzione delle condizioni operative del compressore (3).
7. Il sistema della rivendicazione 6, in cui la valvola di controllo dello scarico del trafilamento (27) ? una valvola a controllo di pressione, oppure una valvola a controllo di portata, oppure una valvola attuata on-off, atta a deviare almeno parte del gas di trafilamento di tenuta verso la linea di scarico del gas di trafilamento di tenuta (23) quando il compressore (3) ? fermo o in condizioni operative fuori progetto.
8. Il sistema di una o pi? delle rivendicazioni 5 a 7, in cui l'ingresso di gas motore (17) ? in comunicazione di fluido con il lato di mandata del compressore (7) o con un lato di uscita di uno stadio di compressore, ? atto a ricevere gas di processo compresso dal compressore (3) ad una pressione di mandata del compressore o ad una pressione compresa fra una pressione di aspirazione del compressore e una pressione di mandata del compressore.
9. Il sistema di una o pi? delle rivendicazioni 5 a 8, in cui l'uscita del gas misto (19) ? in accoppiamento di fluido con il lato di aspirazione (5) del compressore.
10. Il sistema di una o pi? delle rivendicazioni 5 a 9, comprendente inoltre una unit? di trattamento del gas di tenuta (33), avente un ingresso di gas e una uscita di gas in accoppiamento di fluido con la almeno una tenuta a gas secco (9).
11. Il sistema della rivendicazione 10, in cui l'ingresso di gas motore (17) dell'eiettore ? in accoppiamento di fluido con l'uscita di gas dell'unit? di trattamento del gas di tenuta (33).
12. Il sistema di una o pi? delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre una linea di compensazione del gas di tenuta (41), in accoppiamento di fluido con la linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta (14) e atta ad alimentare gas di compensazione alla linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta (14).
13. Il sistema della rivendicazione 12, in cui la linea di compensazione del gas di tenuta (41) ? in accoppiamento di fluido con l'uscita di gas misto (19) dell'eiettore (13).
14. Il sistema della rivendicazione 10, comprendente inoltre una linea di compensazione di gas di tenuta (41), in accoppiamento di fluido con la linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta (14) e con l'uscita di gas dell'unit? di trattamento di gas di tenuta (33) e atta ad alimentare gas di compensazione dall'unit? di trattamento di gas di tenuta (33) alla linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta (14).
15. Il sistema della rivendicazione 12, 13 o 14, comprendente inoltre una valvola di controllo di compensazione (43) lungo la linea di compensazione del gas di tenuta (41) atta a controllare una portata di gas di compensazione verso la linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta (14) e una pressione di gas di compensazione nella linea di raccolta di gas di trafilamento di tenuta (14).
16. Un metodo per recuperare un gas di trafilamento di tenuta da una valvola a gas secco di una turbomacchina, il metodo comprendendo:
operare la turbomacchina (3);
alimentare gas di tenuta alla almeno una tenuta a gas secco (9);
recuperare gas di trafilamento di tenuta dalla almeno una tenuta a gas secco (9) e alimentare il gas di trafilamento di tenuta recuperato ad un ingresso di gas di trafilamento di tenuta (15) di un eiettore (13) ad una pressione di gas di trafilamento di tenuta; l'eiettore (13) comprendendo inoltre un ingresso di gas motore (17) che riceve un flusso di gas motore ad una pressione di gas motore, e una uscita di gas misto (19);
alimentare un gas misto all'uscita di gas misto (19) ad una pressione di gas misto superiore alla pressione di gas di trafilamento di tenuta; e
almeno parzialmente deviare gas di trafilamento di tenuta dalla almeno una tenuta a gas secco (9) ad uno scarico di gas di trafilamento di tenuta (25) ad una pressione inferiore rispetto alla pressione del gas di trafilamento di tenuta.
17. Il metodo della rivendicazione 16, in cui la turbomacchina ? un compressore di gas (3) comprendente un lato di aspirazione (5) e un lato di mandata (7).
18. Il metodo della rivendicazione 17, in cui la fase di alimentare gas di tenuta alla almeno una tenuta a gas secco (9) comprende la fase di deviare gas di processo compresso dal compressore (3) verso la almeno una tenuta a gas secco (9).
19. Il metodo della rivendicazione 17 o 18, in cui il gas misto viene riportato al lato di aspirazione del compressore (3).
20. Il metodo della rivendicazione 17, 18 o 19, comprendente inoltre la fase di controllare una pressione di gas di trafilamento di tenuta alimentando una compensazione di gas di tenuta ad una linea di compensazione (41).
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