ITCO20090051A1

ITCO20090051A1 - Sistema di sigillo per gas secco a bassa emissione per compressori

Info

Publication number: ITCO20090051A1
Application number: IT000051A
Authority: IT
Inventors: Stefano Meucci; Paolo Susini
Original assignee: Nuovo Pignone Spa
Priority date: 2009-11-23
Filing date: 2009-11-23
Publication date: 2011-05-24
Also published as: RU2537116C2; KR20120096027A; CN102713306A; RU2012120920A; AU2010321070A1; MX2012005990A; BR112012012224A2; IT1397059B1; US20130170961A1; EP2504582A1; CA2781711A1; JP2013511662A; WO2011061142A1; CN102713306B

Description

DESCRIZIONE

CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione è genericamente relativa ai compressori e, più specificamente, alla realizzazione di tenute a gas secco nei compressori. ARTE NOTA

Un compressore è una macchina che accelera le particelle di un fluido comprimibile, per esempio un gas, utilizzando energia meccanica, in ultima analisi per aumentare la pressione di tale fluido comprimibile. I compressori sono impiegati in numerose applicazioni diverse, compreso l’uso come stadio iniziale di una turbina a gas. Tra i vari tipi di compressori vi sono i cosiddetti compressori centrifughi, nei quali l’energia meccanica agisce sul gas in ingresso al compressore per mezzo dell’accelerazione centrifuga che accelera le particelle di gas, per esempio attraverso la rotazione di una girante centrifuga attraverso cui passa il gas. Più generalmente, i compressori centrifughi possono essere considerati tra le macchine note come “turbomacchine” o “macchine turborotanti”.

I compressori centrifughi possono essere dotati di una girante singola, cioè una configurazione monostadio, o di una molteplicità di giranti poste in serie, nel qual caso sono spesso indicati come compressori multistadio. Ogni stadio di un compressore centrifugo comprende di solito un tubo di ingresso per il gas da accelerare, una girante in grado di fornire energia cinetica al gas in ingresso e un diffusore che converte l’energia cinetica del gas che lascia la girante in energia di pressione. Nei compressori centrifughi si usano vari tipi di gas, alcuni dei quali tossici o pericolosi per l’ambiente e/o per i lavoratori dell’impianto. Conformemente a ciò, i compressori centrifughi utilizzano sistemi di tenuta posti di solito alle estremità dell’albero che supporta la girante (o le giranti) per impedire al gas di sfuggire al compressore contaminando l’ambiente circostante. I sistemi di tenuta dei compressori centrifughi a rotore singolo sono di solito dotati di due tenute separate, una per ogni estremità dell’albero, mentre in un compressore centrifugo sospeso è di solito sufficiente sigillare l’estremità dell’albero che si trova immediatamente a valle della girante.

Di recente si è assistito ad un aumento delle cosiddette tenute a gas secco nei sistemi di tenuta per i compressori centrifughi. Le tenute a gas secco possono essere descritte come guarnizioni meccaniche piane, prive di contatto, a secco, che comprendono un anello rotante e un anello stazionario o primario accoppiati. Durante il funzionamento, alcune gole praticate nell’anello rotante producono una forza fluidodinamica che provoca la separazione dell’anello stazionario e la creazione di una apertura tra i due anelli. Le guarnizioni sono spesso indicate come “a secco” in quanto non richiedono lubrificazione; la qual cosa tra l’altro riduce grandemente la necessità di manutenzione. Per i compressori centrifughi tali guarnizioni a gas secco sono disponibili in differenti configurazioni, per esempio le cosiddette configurazioni in tandem, utilizzate soprattutto nei compressori che fanno uso di gas tossici o infiammabili come gas di ingresso o di processo. Come indicato nella Fig. 1, un sistema di tenute a secco del tipo tandem comprende una prima tenuta 2 e una seconda tenuta 4, entrambe contenute in un unico pacco. Durante il normale funzionamento la prima tenuta 2 contiene la pressione totale del gas processato, mentre la seconda tenuta 4 agisce come rimpiazzo della prima, ed è progettata per entrare in azione solo se la prima tenuta 2 si rompe o perde eccessivamente. Generalmente un flusso di gas condizionato proveniente dallo scarico di un compressore viene iniettato a monte della tenuta 2 per isolare la tenuta del gas secco dal gas processato. Nell’applicazione con gas altamente tossici (per esempio gas con elevato contenuto di H2S) ed elevata pressione di tenuta, di solito è presente una fonte esterna di gas di tenuta avente un basso contenuto di zolfo, per esempio un cosiddetto gas “dolce”, per isolare il gas di processo dall’ambiente circostante. A causa di questa elevata pressione di tenuta si utilizza un apposito compressore alternativo 6 per alimentare il sistema di tenuta, compressore che opera indipendentemente dal compressore centrifugo. La seconda tenuta 4 nel tandem può ricevere una pressione inferiore (per esempio al di sotto dei 10 bar) di azoto come gas secondario di tenuta tramite una fonte 8 per assicurare che non vi siano fughe di gas tossico o infiammabile nell’ambiente esterno.

I compressori centrifughi dotati di questi tipi di sistemi di tenuta con gas a secco richiedono quindi compressori aggiuntivi la cui funzione è esclusivamente quella di fornire il gas di tenuta, rendendo pertanto il sistema più complesso. Oltre ad aggiungere complessità, i compressori alternativi 6 possono avere requisiti di manutenzione maggiori dei compressori centrifughi che sono destinati a servire. Inoltre, sebbene la seconda tenuta 4 nella configurazione in tandem non fornisca una capacità di rimpiazzo, i correnti sistemi di tenuta a gas secco non sono ancora a prova di guasto, nel qual caso si possono avere rilasci indesiderati di una certa quantità di gas di tenuta nell’atmosfera.

Conformemente a ciò, sarebbe desiderabile progettare e fornire una tenuta a gas secco per compressori, a bassa emissione ed economica, che possa superare le summenzionate limitazioni dei sistemi di tenuta esistenti.

DESCRIZIONE SOMMARIA

Realizzazioni esemplificative forniscono meccanismi di tenuta utilizzabili ad esempio nei compressori centrifughi. Un meccanismo di tenuta comprende prime, seconde e terze tenute a gas secco disposte in serie. Ciascuna tenuta riceve il suo proprio gas sigillante e dispone di un meccanismo di sfiato. La pressione del gas di tenuta, che separa il gas di processo dal sistema di ventilazione, rimane sufficientemente bassa da rendere superfluo uno specifico compressore per la fornitura del gas sigillante. I vantaggi ottenibili con le realizzazioni esemplificative qui descritte comprendono ad esempio un miglior controllo del gas di processo, potenzialmente pericoloso, e minori requisiti di complessità e manutenzione associati al meccanismo di tenuta dei compressori centrifughi. Tuttavia, gli esperti in materia comprenderanno che tali vantaggi non sono da intendere come limitazioni della presente invenzione, salvo per quanto dichiarato esplicitamente in una o più delle rivendicazioni che seguiranno.

Secondo una delle realizzazioni esemplificative, un compressore centrifugo comprende un gruppo rotore, comprendente almeno una girante, un cuscinetto collegato a tale gruppo per sostenere in rotazione il gruppo rotore, uno statore, un meccanismo di tenuta disposto tra il gruppo rotore e il cuscinetto, comprendente una prima tenuta a gas secco, disposta in prossimità di un lato interno del meccanismo di tenuta, e alimentata con gas di tenuta primario a una prima pressione, una seconda tenuta a gas secco, posta accanto alla prima e avente un gas separatore primario alimentato a una seconda pressione, e una terza tenuta a gas secco, disposta accanto alla seconda e avente un gas separatore alimentato a una terza pressione.

Secondo un’altra realizzazione rappresentativa, un metodo per sigillare un compressore centrifugo avente un gruppo rotore comprendente almeno una girante, un cuscinetto collegato al gruppo rotore per sostenerlo in rotazione, e uno statore, comprendente le operazioni per impedire a un gas di processo, messo in pressione dal compressore centrifugo, di raggiungere il cuscinetto, utilizzando una combinazione di prime, seconde e terze tenute a gas secco in sequenza, alimentando la prima tenuta a gas secco con un gas di tenuta primario a una prima pressione, alimentando la seconda tenuta a gas secco, posta accanto alla prima, con un gas separatore primario posto a una seconda pressione, e alimentando la terza tenuta a gas secco, posta accanto alla seconda, con un gas separatore posto a una terza pressione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

I disegni allegati definiscono le realizzazioni esemplificative, dove Figura 1 illustra un meccanismo di tenuta in tandem;

Figura 2 è lo schema di un compressore centrifugo del tipo multistadio dotato di un meccanismo di tenuta secondo le realizzazioni esemplificative;

Figura 3 è la sezione parziale dell’esempio di una tenuta a gas secco utilizzata in un meccanismo di tenuta secondo le realizzazioni esemplificative;

Figura 4 è la sezione di un meccanismo di tenuta comprendente tre tenute a gas secco secondo la realizzazione esemplificativa;

Figura 5 illustra un meccanismo di tenuta comprendente controlli del fluido in ingresso e in uscita secondo le realizzazioni esemplificative; e

Figura 6 è il digramma di flusso che illustra un metodo per sigillare un compressore secondo le realizzazioni esemplificative.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

La seguente descrizione dettagliata delle realizzazioni esemplificative fa riferimento ai disegni di accompagnamento. Gli stessi numeri di riferimento in diversi disegni identificano gli stessi elementi o elementi simili. Ulteriormente, la seguente descrizione dettagliata non limita l’invenzione. Il campo d’applicazione dell’invenzione è invece definito dalle rivendicazioni allegate.

Per fornire un contesto alla successiva discussione relativa ai sistemi di tenuta secondo le realizzazioni esemplificative, la Figura 2 illustra schematicamente un compressore centrifugo multistadio 10 nel quale può essere impiegato tale sistema di tenuta. Qui il compressore 10 comprende un alloggiamento o contenitore (lo statore) 12 entro il quale è montato un albero compressore rotante 14 dotato di una molteplicità di giranti centrifughe 16. Il gruppo rotore 18 comprende l’albero 14 e le giranti 16 ed è sostenuto radialmente e assialmente dai cuscinetti 20, disposti sui due lati del gruppo rotore 18. Il compressore centrifugo multistadio funziona prendendo un gas di processo in entrata dal condotto di ingresso 22, accelerandone le particelle tramite il gruppo rotore 18 ed emettendo poi il gas attraverso il condotto di uscita 24 a una pressione di uscita più alta di quella di ingresso. Il gas di processo può essere per esempio biossido di carbonio, solfuro di idrogeno, butano, metano, etano, propano, gas naturale liquido o una loro combinazione. Tra le giranti 16 e i cuscinetti 20, i sistemi di tenuta 26 servono a impedire che il gas di processo raggiunga i cuscinetti 20. L’alloggiamento 12 è configurato in modo da coprire i cuscinetti 20 e il sistema di tenuta 26, per impedire la fuga di gas dal compressore centrifugo 10. La Figura 2 mostra anche un tamburo di bilanciamento 27 che compensa la spinta assiale prodotta dalle giranti 16, il suo labirinto di tenuta 28 e la linea di bilanciamento 29 che mantiene la pressione sul lato esterno del tamburo 27 allo stesso livello della pressione alla quale entra il gas attraverso il condotto 22. Secondo una realizzazione esemplificativa, ogni sistema di tenuta della Figura 26 comprende tre tenute a gas secco cooperanti al fine di sigillare il gas di processo impedendone la fuoriuscita verso i cuscinetti 20. In generale, ognuna delle tre tenute a gas secco del sistema di tenuta 26 può essere realizzata come illustrato a titolo di esempio nella Figura 3. Qui, una tenuta a gas secco 30 è posta sull’albero del compressore 14 per bloccare il flusso del gas di processo lungo il percorso del gas 32 dal lato di ingresso a quello di uscita del compressore 10. Ciascuna tenuta a gas secco 30 comprende una sede rotante 34 che ruota solidalmente all’albero del compressore accoppiandosi con un anello fisso 36. Durante il funzionamento, nelle gole ricavate in almeno una delle sedi rotanti 34 e dell’anello fisso 36 viene pompato un fluido che genera una forza fluidodinamica che separa l’anello fisso 36 dalla sede rotante 34. In questo modo si crea un’apertura tra i due anelli, che in combinazione tra loro fungono da tenuta che previene in generale le perdite di gas di processo, senza provocare attrito tra la sede rotante 34 e l’anello fisso 36. Un esempio di questi tipo di tenute a gas secco si può trovare nei Brevetti USA 5,492,341 e 5,529,315, le cui pubblicazioni sono qui incluse per riferimento.

La Figura 4 illustra parte di una macchina rotante, per esempio un compressore centrifugo, avente un triplo sistema di tenuta a gas secco 26 secondo una realizzazione esemplificativa. Qui, il triplo sistema di tenuta a gas secco 26 comprende tre separate tenute a gas secco 40, 42 e 44 disposte in serie lungo l’albero del compressore 14. In questa realizzazione esemplificativa, una tenuta a labirinto 45 è disposta a monte del triplo sistema di tenuta a gas secco 26 (sul lato di ingresso presso la girante) e una tenuta di barriera 48 è posta a valle del triplo sistema di tenuta a gas secco 36 (cioè sul lato di uscita presso i cuscinetti 20), sebbene gli esperti in materia riconosceranno che questa particolare configurazione è puramente illustrativa e in altre realizzazioni è possibile omettere la tenuta a labirinto e/o la barriera. Ognuna delle tenute a gas secco 40, 42, 44 è dotata di propri ingressi e uscite per i rispettivi gas di tenuta. Più specificamente, la tenuta del primo stadio (primaria) 40 è dotata di un ingresso 46 e di un’uscita 48, quella del secondo stadio (secondaria) è dotata di un ingresso 50 e di un’uscita 52, e quella del terzo stadio (terziaria) è dotata di un ingresso 54 e di un’uscita 56. Allo stesso modo, ognuna delle tre tenute a gas secco 40, 42, 44 è dotata delle sedi 58, 62, 66 e degli anelli fissi 60, 64, 68 rispettivamente, e ciascuna delle tre tenute a gas secco 40, 42, 44 è progettata per sopportare la massima pressione di tenuta associata con il gas di processo.

La Figura 5 mostra un sistema di tenuta triplo a gas secco 26 secondo le realizzazioni esemplificative, dal punto di vista della pressione del fluido. Qui, secondo questa realizzazione esemplificativa, il primo stadio della tenuta 40 usa il gas di processo condizionato (cioè filtrato, riscaldato e controllato in modo idoneo) come gas di tenuta. Tale gas di tenuta può, per esempio, essere fornito a una pressione di 70-400 bar e alimentare la prima tenuta 40 ad una pressione più alta rispetto al gas di processo, per esempio 300 bar, per mezzo della valvola di controllo (PCV) 70 e dei relativi elementi di condizionamento del gas 72 (che non sono necessariamente limitati al riscaldatore e al filtro indicati in Figura 5, per esempio possono essere presenti, come elementi aggiuntivi o alternativi, elementi di raffreddamento o altri elementi di condizionamento del gas). Il gas di tenuta viene controllato automaticamente in portata o pressione differenziale dalla valvola PCV 70 per assicurare la portata di gas condizionato in tutte le condizioni di funzionamento (per esempio pressurizzazione, avviamento, funzionamento normale, arresto eccetera).

Secondo questa realizzazione esemplificativa, lo stadio secondario di tenuta 42 è alimentato da gas combustibile o da un’altra adatta fonte di gas “dolce” come gas di separazione primario, che alimenta la tenuta a gas secco 42, per esempio a 20 bar, attraverso la valvola di controllo della pressione 74 e i relativi elementi di condizionamento del gas. Il gas di separazione primario (normalmente gas combustibile “dolce” o altri gas adatti disponibili nell’impianto) è iniettato nel compressore 10 (per esempio attraverso la porta 50 di Figura 4) attraverso la valvola PCV 74, in modo da assicurare una efficace separazione tra gas di tenuta “dolce” e quello “acido”. Allo stesso modo, lo stadio di tenuta terziario 44 può utilizzare azoto come gas di separazione, fornito da una fonte che eroga il gas alla pressione di 4-10 bar, per esempio, più alta della pressione del sistema di “flaring” dell’impianto, e che può essere fornito in modo controllabile alla terza tenuta a gas secco 44 a 4 bar dalla valvola PCV 78 e dai rispettivi altri elementi di condizionamento del gas 80. Si noti, tuttavia, che la fornitura di azoto a tale terzo stadio di tenuta a gas 44 è opzionale, e quindi gli elementi 79 lungo il percorso del gas verso la terza tenuta a gas secco 44 possono essere omessi. Inoltre il gas di separazione (azoto in quest’esempio) può anche alimentare la tenuta di barriera 81.

Gli esperti in materia noteranno che le specifiche pressioni del gas sopra descritte, e illustrate nella Figura 5, sono puramente indicative e che si possono utilizzare altre pressioni. Più in generale, la pressione del gas attraverso il sistema di tenuta 26 dovrebbe essere definito in modo che P1>P2>P4>P3>P6>P5>P7, facendo riferimento alle zone di pressione indicate nella figura, in modo che attraverso le zone si rilevi una progressiva diminuzione di pressione. Si noti, tuttavia, che sebbene questi valori di pressione siano esemplificativi, essi sono abbastanza bassi da assicurare che nessuna delle fonti di alimentazione del gas di tenuta richieda un compressore ausiliario (per esempio un compressore alternativo) per fornire il gas di tenuta; secondo un esempio non limitativo, si hanno pressioni di alimentazione nella gamma da 1 a 50 bar, o nel caso siano diverse, inferiori a 51 bar. Ciò, a sua volta, rende meno costose le realizzazioni esemplificative e richiede meno manutenzione rispetto ai sistemi di compressione convenzionali. La Figura 5 illustra anche dei meccanismi di scarico controllato della pressione per ciascuno dei primi due dei tre stadi del sistema di tenuta 26. Per esempio, la tenuta primaria 40 comprende un meccanismo di scarico 82 che fa ritornare al sistema di recupero il gas di processo che sfugge dalla tenuta primaria 40. Il meccanismo di scarico 82 comprende, tra l’altro, una valvola PCV 84 tarata a un livello di pressione opportuno data la pressione del gas di tenuta, in questo esempio 10 bar. Il meccanismo di scarico del gas di tenuta recuperato 82 è anche dotato di strumenti per il controllo della portata e della pressione, in grado di sorvegliare le variazioni di portata e pressione (maggiore o minore) lungo il percorso di ritorno, i cui parametri possono essere indicativi di un malfunzionamento nelle tenute. Questi valori sono rilevati e possono essere utilizzati per generare allarmi di sistema o segnali arresto. Il gas di processo recuperato viene poi indirizzato al sistema di recupero e iniettato nel circuito del gas di processo.

In modo simile, la tenuta secondaria 42 è dotata di un meccanismo di scarico 86. Lo scarico primario è dotato, secondo questa realizzazione esemplificativa e come lo scarico del gas recuperato, di strumenti per la sorveglianza della portata e della pressione, come pure di una valvola PCV 88 per mantenere la pressione entro una gamma definita. Questa pressione può essere impostata a un valore maggiore di quello della pressione utilizzata nel sistema di “flaring” dell’impianto, dove sfiatano i meccanismi di scarico 86. La variazione di portata e pressione (maggiore o minore) può anche essere usata per rilevare e generare segnali di allarme o di arresto nel sistema di scarico della tenuta secondaria 86. Anche la tenuta terziaria 44 ha un meccanismo di scarico 90, dimensionato per evitare elevate contropressioni in caso di guasto del meccanismo di tenuta 26, e che scarica l’azoto (o il gas di separazione primario) in atmosfera.

Pertanto, secondo una delle realizzazioni esemplificative, un metodo per sigillare un compressore centrifugo avente un gruppo rotore comprendente almeno una girante, un cuscinetto collegato al rotore che lo sorregge in rotazione, un gruppo statore, e comprende le operazioni del metodo illustrate nel diagramma di flusso della Figura 6. Qui, al passo 100, a un gas di processo pressurizzato dal compressore centrifugo, viene impedito di raggiungere il cuscinetto per mezzo di una combinazione in sequenza di tenute a gas secco primaria, secondaria e terziaria. Questo inoltre richiede l’alimentazione della prima tenuta a gas secco con un gas di tenuta primario a una prima pressione (operazione 102), l’alimentazione della seconda tenuta a gas secco, posta accanto alla prima, con un gas di separazione primario a una seconda pressione (operazione 104) e l’alimentazione della terza tenuta a gas secco, posta accanto alla seconda, con un gas di separazione a una terza pressione.

Pertanto, sulla base di quanto sopra descritto, si potrà vedere come la realizzazione esemplificativa fornisce un meccanismo di tenuta per un compressore centrifugo in grado di prevenire, o almeno rendere improbabile, il rilascio nell’atmosfera dei gas di processo potenzialmente pericolosi. Ciò è particolarmente utile, per esempio, in presenza di gas di processo come il solfuro di idrogeno (H2S). Inoltre, queste realizzazioni esemplificative creano meccanismi di tenuta sostanzialmente impermeabili al gas secco per un compressore centrifugo che non richiede la presenza di un altro compressore appositamente dedicato alla generazione di un gas di tenuta ad alta pressione. Inoltre, sebbene i meccanismi di tenuta come quelli descritti nelle realizzazioni esemplificative sopra descritte abbiano tre tenute a gas secco, si apprezzerà che è anche possibile utilizzare quattro o più tenute a gas secco in sequenza, secondo altre realizzazioni esemplificative.

Le realizzazioni esemplificative sopra descritte sono intese a illustrare a tutti gli effetti, ma non in senso restrittivo, le presente invenzione. Pertanto la presente invenzione ammette molte variazioni nell’implementazione dettagliata, che possono essere desunte da una persona esperta in materia in base alla descrizione qui contenuta. Tutte le siffatte variazioni e modifiche devono essere considerate entro lo scopo e lo spirito della presente invenzione come definiti nelle seguenti rivendicazioni. Nessun elemento, atto o istruzione utilizzato nella descrizione della presente applicazione va inteso come critico o essenziale ai fini dell’invenzione, a meno che sia esplicitamente descritto come tale. Inoltre, come quivi indicato, l’articolo “a” si intende comprensivo di uno o più oggetti.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Una turbomacchina comprendente: - un gruppo rotore che comprende almeno una girante; - un cuscinetto collegato al gruppo rotore, che lo sostiene in rotazione; - uno statore; e - un meccanismo di tenuta posto tra gruppo rotore e cuscinetto, e tale meccanismo comprende: - una prima tenuta a gas secco, posta presso il lato interno di detto meccanismo di tenuta, e alimentato con gas di tenuta primario a una prima pressione; - una seconda tenuta a gas secco, posta accanto a detta prima tenuta a gas secco, alimentata con gas di separazione primario a una seconda pressione; e - una terza tenuta a gas secco, posta accanto a detta seconda tenuta a gas secco, e alimentata con gas di separazione a una terza pressione. 2. La turbomacchina della rivendicazione 1, in cui detto gas di tenuta primario è un gas di processo messo in pressione da detta turbomacchina, detto gas di separazione primario sia gas combustibile e detto gas di separazione sia azoto. 3. La turbomacchina della rivendicazione 1, comprendente inoltre: - un primo meccanismo di scarico configurato per scaricare il gas di tenuta primario che viene recuperato a valle di tale prima tenuta a gas secco verso un sistema di recupero compreso entro detta turbomacchina; - un secondo meccanismo di scarico configurato per scaricare il gas di separazione primario e il gas di separazione, recuperato a valle di detta seconda tenuta a gas secco verso un sistema di “flaring” associato a detta turbomacchina; e - un terzo meccanismo di scarico configurato per scaricare il gas di separazione a valle di detta terza tenuta a gas secco nell’atmosfera. 4. La turbomacchina della rivendicazione 1, in cui una prima zona in pressione associata con detto gas di processo proveniente da detta turbomacchina ha una pressione P1, una seconda zona in pressione posta tra detta prima zona in pressione e detta prima tenuta a gas secco ha una pressione P2, una terza zona in pressione posta entro detta prima tenuta a gas secco ha una pressione P3, una quarta zona in pressione posta tra detta terza zona in pressione e detta seconda tenuta a gas secco ha una pressione P4, una quinta zona in pressione posta entro detta seconda tenuta a gas secco ha una pressione P5, una sesta zona in pressione posta tra detta quinta zona in pressione e detta terza tenuta a gas secco ha una pressione P6, una settima zona in pressione posta entro tale terza tenuta a gas secco ha una pressione P7, ed essendo P1>P2>P4>P3>P6>P5>P7. 5. Un metodo per sigillare una turbomacchina avente un gruppo rotore comprendente almeno una girante, un cuscinetto collegato al gruppo rotore che lo sostiene in rotazione, e uno statore, e il metodo prevede: - di impedire che il gas di processo messo in pressione da detta turbomacchina raggiunga detto cuscinetto, utilizzando una combinazione di prime, seconde e terze tenute a gas secco in sequenza; - di alimentare detta prima tenuta a gas secco con un gas di tenuta primario posto a una prima pressione; - di alimentare detta seconda tenuta a gas secco, posta accanto a detta prima tenuta a gas secco, con un gas di separazione primario posto a una seconda pressione; e - di alimentare detta terza tenuta a gas secco, posta accanto a detta seconda tenuta a gas secco, con un gas di separazione posto a una terza pressione. 6. Il metodo della rivendicazione 5, in cui detto gas primario di tenuta è un gas di processo condizionato, detto gas di separazione primario è un gas combustibile, e detto gas di separazione è azoto. 7. Un sistema di controllo della tenuta a gas secco comprendente: - un primo meccanismo di controllo di ingresso del gas di tenuta, configurato per fornire un primo gas di tenuta a una prima tenuta a gas secco a una prima pressione; - un secondo meccanismo di controllo di ingresso del gas di tenuta, configurato per fornire un secondo gas di tenuta a una seconda tenuta a gas secco a una seconda pressione; e - un terzo meccanismo di controllo di ingresso del gas di tenuta, configurato per fornire un terzo gas di tenuta a una terza tenuta a gas secco a una terza pressione, in cui il primo, il secondo e il terzo gas sono diversi tra loro. 8. Il sistema di controllo della tenuta a gas secco della rivendicazione 7, in cui detto primo gas di tenuta è un gas di processo, detto secondo gas di tenuta è un gas combustibile e detto terzo gas di tenuta è azoto. 9. Il sistema di controllo della tenuta a gas secco della rivendicazione 7, in cui ciascuna di dette prima, seconda e terza pressione è inferiore a 51 bar. 10. Il sistema di controllo della tenuta a gas secco della rivendicazione 7, comprendente inoltre almeno un elemento di condizionamento del gas associato con detto primo sistema di controllo della tenuta a gas secco per eseguire almeno una funzione tra quelle di riscaldamento, raffreddamento e filtraggio di detto primo gas di tenuta. CLAIMS / RIVENDICAZIONI 1. A turbo machine comprising: - a rotor assembly including at least one impeller; a bearing connected to, and for rotatably supporting, the rotor assembly; - a stator; and - a sealing mechanism disposed between the rotor assembly and the bearing, said sealing mechanism including: - a first dry gas seal, disposed proximate an inboard side of said sealing mechanism, and having a primary seal gas supplied thereto at a first pressure; - a second dry gas seal, disposed adjacent to said first dry gas seal and having a primary buffer gas supplied thereto at a second pressure; and - a third dry gas seal, disposed adjacent to said second dry gas seal and having a buffer gas supplied thereto at a third pressure.
2. The turbo machine of claim 1, wherein said primary seal gas is a process gas which is being pressurized by said turbo machine, said primary buffer gas is fuel gas, and said buffer gas is nitrogen.
3. The turbo machine of claim 1, further comprising: - a first venting mechanism which is configured to vent primary seal gas which is recovered downstream of said first dry gas seal to a recovery system within said turbo machine; - a second venting mechanism which is configured to vent primary buffer gas and buffer gas which is recovered downstream of said second dry gas seal to a flare associated with said turbo machine; and - a third venting mechanism which is configured to vent buffer gas which is recovered downstream of said third dry gas seal into the atmosphere.
4. The turbo machine of claim 1, wherein a first pressure zone associated with said process gas coming from said turbo machine has a pressure PI, a second pressure zone disposed between said first pressure zone and said first dry gas seal has a pressure P2, a third pressure zone disposed within said first dry gas seal has a pressure P3, a fourth pressure zone disposed between said third pressure zone and said second dry gas seal has a pressure P4, a fifth pressure zone disposed within said second dry gas seal has a pressure P5, a sixth pressure zone disposed between said fifth pressure zone and said third dry gas seal has a pressure P6, a seventh pressure zone disposed within said third dry gas seal has a pressure P7, and P1>P2>P4>P3>P6>P5>P7.
5. A method for sealing a turbo machine having a rotor assembly including at least one impeller, a bearing connected to, and for rotatably supporting, the rotor assembly, and a stator, the method comprising: - blocking a process gas, which is pressurized by said turbo machine, from reaching said bearing by using a combination of first, second and third dry gas seals in sequence; - supplying said first dry gas seal with a primary seal gas at a first pressure; - supplying said second dry gas seal, disposed adjacent to said first dry gas seal, with a primary buffer gas at a second pressure; and - supplying said third dry gas seal, disposed adjacent to said second dry gas seal, with a buffer gas at a third pressure.
6. The method of claim 5, wherein said primary seal gas is a conditioned process gas, said primary buffer gas is fuel gas, and said buffer gas is nitrogen.
7. A dry gas sealing control system comprising: - a first sealing gas input control mechanism which is configured to provide a first sealing gas to a first dry gas seal at a first pressure; - a second sealing gas input control mechanism which is configured to provide a second sealing gas to a second dry gas seal at a second pressure; and - a third sealing gas input control mechanism which is configured to provide a third sealing gas to a third dry gas seal at a third pressure, wherein said first, second and third sealing gases are different from one another.
8. The dry gas sealing control system of claim 7, wherein said first sealing gas is a process gas, said second sealing gas is fuel gas, and said third sealing gas is nitrogen.
9. The dry gas sealing control system of claim 7, wherein each of said first, second and third pressures is less than 51 Bar.
10. The dry gas sealing control system of claim 7, further comprising at least one gas conditioning element associated with said first sealing gas input control mechanism to perform at least one of heating, cooling and filtering of said first sealing gas.