JP2000073990A - Rotating machine - Google Patents
Rotating machineInfo
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- JP2000073990A JP2000073990A JP10244109A JP24410998A JP2000073990A JP 2000073990 A JP2000073990 A JP 2000073990A JP 10244109 A JP10244109 A JP 10244109A JP 24410998 A JP24410998 A JP 24410998A JP 2000073990 A JP2000073990 A JP 2000073990A
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- pressure
- suction
- machine
- seal
- compressor
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- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機、送風機、
回転式ポンプ、タービン等の回転機械に関するものであ
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a compressor, a blower,
The present invention relates to a rotary machine such as a rotary pump and a turbine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、高圧多段遠心圧縮機（回転機械）
としては、以下のような構成を具備してなるものが一般
的である。図３において、１は高圧多段遠心圧縮機（以
下圧縮機という）であり、低圧圧縮機（低圧回転機械）
３と高圧圧縮機（高圧回転機械）４とが連結配置され、
駆動装置として、ガスタービン２ａと減速機２ｂが連結
され、減速機２ｂに低圧圧縮機３が連結されてなるもの
である。ここで、ガスタービン２ａと減速機２ｂは、駆
動機２を構成している。また、低圧圧縮機３から送出さ
れたガス（流体）を冷却して高圧圧縮機４に送出するガ
ス冷却機１２が設けられている。低圧圧縮機３は、被圧
縮ガスが導入される吸込口５及び圧縮されたガスを送出
する吐出口６を備えている。高圧圧縮機４は低圧段の吸
込口７及び吐出口８、高圧段の吸込口９及び吐出口１０
を備えている。2. Description of the Related Art Conventionally, high-pressure multistage centrifugal compressors (rotary machines)
In general, those having the following configuration are generally used. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a high-pressure multistage centrifugal compressor (hereinafter referred to as a compressor), which is a low-pressure compressor (low-pressure rotating machine).
3 and a high-pressure compressor (high-pressure rotating machine) 4 are connected and arranged,
As a driving device, a gas turbine 2a and a speed reducer 2b are connected, and a low-pressure compressor 3 is connected to the speed reducer 2b. Here, the gas turbine 2a and the speed reducer 2b constitute the drive unit 2. Further, a gas cooler 12 for cooling the gas (fluid) sent from the low-pressure compressor 3 and sending it to the high-pressure compressor 4 is provided. The low-pressure compressor 3 includes a suction port 5 into which a gas to be compressed is introduced and a discharge port 6 through which compressed gas is delivered. The high-pressure compressor 4 has a suction port 7 and a discharge port 8 of a low-pressure stage, a suction port 9 and a discharge port 10 of a high-pressure stage.
It has.
【０００３】また、図４に示すように、低圧圧縮機３と
高圧圧縮機４には回転ロータ（回転軸）２２が回転自在
に支承されており、回転ロータ２２には各作動室２４内
において複数のインペラ（回転部材）２３が取着されて
いる。低圧圧縮機３の作動室２４の両端にはシール２
１、２１が設けられており、シール２１とインペラ２３
間にはラビリンスシール２５ａ〜２５ｅが設けられてい
る。そして、シール２１に加わる高圧側のシール圧力を
低圧側に連通させるために一次ガスバランスライン２７
及び二次ガスバランスライン２８が配管されている。高
圧圧縮機４の作動室２４の両端にも同様にシール２１、
２１が設けられており、シール２１とインペラ２３との
間及び高圧段と低圧段との間にはラビリンスシール２６
ａ〜２６ｆが設けられている。また、シール２１に加わ
る高圧側のシール圧力を低圧側に連通させるために一次
ガスバランスライン２９及び二次ガスバランスライン３
０が配管されている。さらに、高圧のシール圧力からシ
ールを保護するためにシールライン１１が設けられ、シ
ール２１へ加わる高圧のガスを抽出し、低圧圧縮機３の
吸込口５へ逃がすようになっている。As shown in FIG. 4, a rotating rotor (rotating shaft) 22 is rotatably supported by the low-pressure compressor 3 and the high-pressure compressor 4, and the rotating rotor 22 is provided in each working chamber 24. A plurality of impellers (rotating members) 23 are attached. Seals 2 are provided at both ends of the working chamber 24 of the low-pressure compressor 3.
1 and 21, the seal 21 and the impeller 23 are provided.
Labyrinth seals 25a to 25e are provided between them. The primary gas balance line 27 is used to communicate the high pressure side seal pressure applied to the seal 21 to the low pressure side.
And a secondary gas balance line 28 is provided. Similarly, seals 21 are provided at both ends of the working chamber 24 of the high-pressure compressor 4.
A labyrinth seal 26 is provided between the seal 21 and the impeller 23 and between the high pressure stage and the low pressure stage.
a to 26f are provided. The primary gas balance line 29 and the secondary gas balance line 3 are used to communicate the high pressure side seal pressure applied to the seal 21 to the low pressure side.
0 is piped. Further, a seal line 11 is provided to protect the seal from high-pressure seal pressure. High-pressure gas applied to the seal 21 is extracted and released to the suction port 5 of the low-pressure compressor 3.
【０００４】上記の様に構成された圧縮機１を用いて被
圧縮ガスを低圧圧縮機３及び高圧圧縮機４によって圧縮
する工程を図４により説明する。まず、前工程から、例
えば７０ｋｇ／ｃｍ2の被圧縮ガスが低圧縮機３の吸込
口５から導入され、複数のインペラ２３が高速回転する
ことによって被圧縮ガスが遠心圧縮され、例えば１９０
ｋｇ／ｃｍ2の圧縮ガスとなって吐出口６から送出され
る。このとき、インペラ２３によって圧縮されたガスの
一部が、図の矢印で示すようにラビリンスシール２５ａ
〜２５ｅを通過しても、このガスはシール２１、２１に
よってシールされており作動室２４外に漏出しない。ま
た、ラビリンスシール２５ｃ、２５ｄを通過した高圧側
のガスは、ガスバランスライン２７、２８を通じて低圧
側に逃がされるようになっている。A process of compressing a gas to be compressed by the low-pressure compressor 3 and the high-pressure compressor 4 using the compressor 1 configured as described above will be described with reference to FIG. First, from the preceding process, a compressed gas of, for example, 70 kg / cm 2 is introduced from the suction port 5 of the low compressor 3, and the compressed gas is centrifugally compressed by rotating a plurality of impellers 23 at a high speed, for example, 190 kg / cm 2.
It is sent out from the outlet 6 as a compressed gas of kg / cm 2 . At this time, a part of the gas compressed by the impeller 23 becomes a labyrinth seal 25a as shown by an arrow in the figure.
This gas is sealed by the seals 21 and 21 and does not leak out of the working chamber 24 even when the gas passes through .about.25e. The gas on the high pressure side that has passed through the labyrinth seals 25c and 25d is released to the low pressure side through the gas balance lines 27 and 28.
【０００５】次に、吐出口６を出た圧縮ガスは、ガス冷
却機１２によって冷却された後、高圧圧縮機４の低圧段
の吸込口７へ導入されると、前記同様にインペラ２３が
高速回転することによって遠心圧縮されて、例えば３０
０ｋｇ／ｃｍ2の圧縮ガスとなって吐出口８から送出さ
れる。圧縮ガスは続いて高圧段の吸込口９へ導入され、
更に圧縮されて例えば３９０ｋｇ／ｃｍ2の所要圧力に
なった圧縮ガスが吐出口１０から送出され、次工程へ送
られる。このとき、低圧段及び高圧段のインペラ２３に
よって圧縮されたガスの一部が、前記同様にラビリンス
シール２６ａ〜２６ｆを通過しても、このガスはシール
２１、２１によってシールされており作動室２４外に漏
出しない。また、ラビリンスシール２６ｄ、２６ｅを通
過した高圧側のガスは、ガスバランスライン２９、３０
を通じて低圧側に逃がされるようになっている。さら
に、二次ガスバランスライン３０からシールライン１１
を通じて低圧圧縮機３の吸込口５へ逃がされるようにな
っている。Next, the compressed gas that has exited the discharge port 6 is cooled by the gas cooler 12 and then introduced into the low-pressure stage suction port 7 of the high-pressure compressor 4. Centrifugal compression by rotation, for example 30
The compressed gas of 0 kg / cm 2 is sent out from the discharge port 8. The compressed gas is subsequently introduced into the inlet 9 of the high pressure stage,
The compressed gas which has been further compressed to a required pressure of, for example, 390 kg / cm 2 is sent from the discharge port 10 and sent to the next step. At this time, even if part of the gas compressed by the low-pressure stage and high-pressure stage impellers 23 passes through the labyrinth seals 26a to 26f as described above, this gas is sealed by the seals 21 Do not leak outside. The gas on the high pressure side that has passed through the labyrinth seals 26d and 26e is supplied to the gas balance lines 29 and 30.
Through to the low pressure side. Further, from the secondary gas balance line 30 to the seal line 11
Through the suction port 5 of the low-pressure compressor 3.
【０００６】ここで、上記のように高圧ガスがシールラ
イン１１を通じて吸込口５へ逃がされるようになってい
るのは、以下の理由からである。すなわち、このような
従来の圧縮機１のシール２１として使用されている、オ
イルフィルムシール又はガスシールの適用圧力は、約２
００ｋｇ／ｃｍ2程度が限界であるが、圧縮ガスが２０
０ｋｇ／ｃｍ2を越える高圧圧縮機４においては、何ら
かのトラブルによって駆動機２がトリップした場合に、
セットリング圧力が約３００ｋｇ／ｃｍ2以上となる場
合がある。このため通常運転時及び、異常発生時でもシ
ール機能を維持しシール２１を保護するために、シール
圧力を２００ｋｇ／ｃｍ2以下に抑制させる必要があ
り、この対策として、高圧圧縮機４のシール２１に圧力
を加える高圧の圧縮ガスを２次ガスバランスライン３０
から低圧圧縮機３の吸込口５へ逃がすシールライン１１
が必要となるものである。Here, the reason why the high-pressure gas is released to the suction port 5 through the seal line 11 as described above is as follows. That is, the applied pressure of the oil film seal or the gas seal used as the seal 21 of the conventional compressor 1 is about 2
The limit is about 00 kg / cm 2 , but the compressed gas
In the high-pressure compressor 4 exceeding 0 kg / cm 2 , if the drive unit 2 trips due to some trouble,
The settling pressure may be about 300 kg / cm 2 or more. For this reason, in order to maintain the sealing function and protect the seal 21 even during normal operation and when an abnormality occurs, it is necessary to suppress the seal pressure to 200 kg / cm 2 or less. High pressure compressed gas that applies pressure to the secondary gas balance line 30
Line 11 that allows air to escape to suction port 5 of low-pressure compressor 3
Is required.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高圧多段遠心圧縮機にあっては、シール圧力を下げ
るために、シールに圧力を加える高圧の圧縮ガスを、常
時シールラインを通じて低圧圧縮機の吸込口へ逃がして
いる。したがって、圧縮機内部循環損失が大きくなり、
約５〜１０％の駆動力が損失するという問題がある。However, in the above-mentioned conventional high-pressure multistage centrifugal compressor, in order to lower the seal pressure, high-pressure compressed gas for applying pressure to the seal is constantly supplied to the low-pressure compressor through the seal line. It has escaped to the suction port. Therefore, the internal circulation loss of the compressor increases,
There is a problem that about 5 to 10% of driving force is lost.
【０００８】本発明では、圧縮機内部循環損失を最小に
し、シールの破壊を防止しつつ駆動動力の効率を向上す
ることが可能な回転機械を提供することを目的としてい
る。It is an object of the present invention to provide a rotary machine capable of minimizing the internal circulation loss of the compressor and improving the efficiency of the driving power while preventing breakage of the seal.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の回転機械
は、回転軸と、該回転軸が回転自在に設けられて流体が
流入、流出する作動室と、該作動室内において回転軸に
取着された回転部材と、前記作動室に設けられ、前記流
体が前記回転軸に沿って該作動室から流出することを防
止するシールとを具備してなる低圧回転機械および高圧
回転機械と、これら低圧回転機械及び高圧回転機械を駆
動する駆動機とを直列に接続して構成し、前記低圧回転
機械及び高圧回転機械のそれぞれの高圧側のシール圧力
と低圧側のシール圧力とを連通させるガスバランスライ
ンと、高圧回転機械のガスバランスラインを低圧回転機
械の吸込口へ連通するシールラインとが設けられている
回転機械において、前記シールラインの管路途中に介装
された制御弁と、前記高圧回転機械の吸込圧力を検出す
る吸込圧力検出器と、該吸込圧力検出器が出力する吸込
圧力信号に基づいて前記制御弁を制御するコントローラ
とを具備してなることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotary machine, comprising: a rotating shaft; a working chamber provided with the rotating shaft rotatably, through which fluid flows in and out; A low-pressure rotating machine and a high-pressure rotating machine comprising: a rotating member attached thereto; and a seal provided in the working chamber, for preventing the fluid from flowing out of the working chamber along the rotation axis. A gas balance configured by serially connecting a low-pressure rotating machine and a driving machine for driving a high-pressure rotating machine, and communicating the high-pressure side sealing pressure and the low-pressure side sealing pressure of the low-pressure rotating machine and the high-pressure rotating machine, respectively. In a rotary machine provided with a line and a seal line that communicates a gas balance line of the high-pressure rotary machine to a suction port of the low-pressure rotary machine, a control valve interposed in the pipeline of the seal line, A suction pressure detector for detecting the suction pressure of the serial high-pressure rotary machine, characterized by comprising comprises a controller for controlling the control valve based on the suction pressure signal suction write pressure detector output.
【００１０】この回転機械においては、吸込圧力検出器
が高圧回転機械の吸込圧力を検出し、この検出信号に基
づいてコントローラがシールラインに設けられた制御弁
の弁開度を制御する。制御弁の弁開度を調整することに
よって、シールラインを通じて低圧圧縮機の吸込口に逃
がされる高圧ガスの量が適正化される。すなわち、吸込
口でのガス圧がシールの適用圧力以下であれば、シール
へ加わる高圧側のシール圧力もこの圧力より大きくなる
ことはないので制御弁を全閉とし、吸込圧力がシールの
適用圧力限界以上である場合は、吸込圧力がシールの適
用圧力限界以下になるよう制御弁の開度を調整して逃が
す高圧ガスの量を適正化する。In this rotary machine, a suction pressure detector detects a suction pressure of the high-pressure rotary machine, and a controller controls a valve opening of a control valve provided in the seal line based on the detection signal. By adjusting the valve opening of the control valve, the amount of high-pressure gas released to the suction port of the low-pressure compressor through the seal line is optimized. That is, if the gas pressure at the suction port is equal to or lower than the applied pressure of the seal, the high-pressure side seal pressure applied to the seal does not become larger than this pressure. If the pressure is equal to or higher than the limit, the opening degree of the control valve is adjusted so that the suction pressure becomes equal to or lower than the applied pressure limit of the seal, and the amount of the released high-pressure gas is optimized.
【００１１】請求項２記載の回転機械は、請求項１記載
の回転機械において、前記駆動機のトリップを検出する
トリップ検出器を備えてなり、前記コントローラは、前
記吸込圧力検出器が出力する吸込圧力信号と前記トリッ
プ検出器が出力するトリップ信号とに基づいて、前記制
御弁を制御するように構成されていることを特徴とす
る。A rotary machine according to a second aspect of the present invention is the rotary machine according to the first aspect, further comprising a trip detector for detecting a trip of the driving machine, and the controller is configured to control the suction output from the suction pressure detector. The control valve is configured to be controlled based on a pressure signal and a trip signal output by the trip detector.
【００１２】この回転機械によれば、トリップ検出器が
前記駆動機のトリップを検出し、この検出信号及び吸込
圧力信号に基づいてコントローラがシールラインに設け
られた制御弁の弁開度を制御する。制御弁の弁開度を調
整することによって、シールラインを通じて低圧回転機
械の吸込口に逃がされる高圧ガスの量が適正化される。
すなわち、駆動機がトリップした時は制御弁を全開とす
る事で高圧ガスを逃がし、トリップが発生していない状
態にあっては吸込圧力信号に従い制御弁を調整する。According to this rotary machine, the trip detector detects the trip of the driving machine, and the controller controls the valve opening of the control valve provided on the seal line based on the detection signal and the suction pressure signal. . By adjusting the valve opening of the control valve, the amount of high-pressure gas released to the suction port of the low-pressure rotating machine through the seal line is optimized.
That is, when the drive unit trips, the control valve is fully opened to release the high-pressure gas, and when no trip occurs, the control valve is adjusted according to the suction pressure signal.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図１
及び図２を参照して説明する。従来技術で説明した図３
〜４と同一の構成については同一符号を付す。本実施形
態では、従来の圧縮機の構成に対して、シールラインの
管路途中に介装された制御弁、駆動機のトリップを検出
するトリップ検出器、高圧圧縮機の吸込圧力を検出する
吸込圧力検出器、同制御弁の弁開度を制御するコントロ
ーラを設け、トリップ検出器からのトリップ信号と吸込
圧力検出器からの吸込圧力信号とに基づいて制御弁の弁
開度を制御するように構成したものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This will be described with reference to FIG. FIG. 3 described in the prior art
The same reference numerals are given to the same components as in Nos. 1 to 4. In the present embodiment, a control valve, a trip detector for detecting a trip of a driving machine, and a suction for detecting a suction pressure of a high-pressure compressor are provided in comparison with a configuration of a conventional compressor. A pressure detector, a controller for controlling the valve opening of the control valve is provided, and the valve opening of the control valve is controlled based on a trip signal from the trip detector and a suction pressure signal from the suction pressure detector. It is composed.
【００１４】図１において、３は低圧圧縮機（低圧回転
機械）、４は高圧圧縮機（高圧回転機械）、１２は、低
圧圧縮機３から送出されたガス（流体）を冷却して高圧
圧縮機４に送出するガス冷却機、２は、低圧圧縮機３及
び高圧圧縮機４を駆動する駆動機である。低圧圧縮機３
と高圧圧縮機４には回転ロータ（回転軸）２２が回転自
在に支承されており、回転ロータ２２には各作動室２４
内において複数のインペラ（回転部材）２３が取着され
ている。低圧圧縮機３の作動室２４の両端にはシール２
１、２１が設けられており、シール２１とインペラ２３
との間にはラビリンスシール２５ａ〜２５ｅが設けられ
ている。そして、シール２１に加わる高圧側のシール圧
力を低圧側に連通させるために一次ガスバランスライン
２７及び二次ガスバランスライン２８が配管されてい
る。高圧圧縮機４の作動室２４の両端にも同様にシール
２１、２１が設けられており、シール２１とインペラ２
３との間及び高圧段と低圧段との間にはラビリンスシー
ル２６ａ〜２６ｆが設けられている。また、シール２１
に加わる高圧側のシール圧力を低圧側に連通させるため
に一次ガスバランスライン２９及び二次ガスバランスラ
イン３０が配管されている。さらに、高圧のシール圧力
からシール２１を保護するためにシールライン１１が設
けられ、シール２１へ加わる高圧のガスを抽出し、低圧
圧縮機３の吸込口５へ逃がすようになっている。In FIG. 1, 3 is a low-pressure compressor (low-pressure rotating machine), 4 is a high-pressure compressor (high-pressure rotating machine), and 12 is a high-pressure compressor that cools gas (fluid) sent from the low-pressure compressor 3. The gas cooler 2 to be delivered to the machine 4 is a driving machine for driving the low-pressure compressor 3 and the high-pressure compressor 4. Low pressure compressor 3
A rotary rotor (rotary shaft) 22 is rotatably supported by the compressor 4 and the high-pressure compressor 4.
Inside, a plurality of impellers (rotating members) 23 are attached. Seals 2 are provided at both ends of the working chamber 24 of the low-pressure compressor 3.
1 and 21 are provided, and a seal 21 and an impeller 23 are provided.
Are provided with labyrinth seals 25a to 25e. A primary gas balance line 27 and a secondary gas balance line 28 are provided to communicate the high pressure side seal pressure applied to the seal 21 to the low pressure side. Similarly, seals 21 and 21 are provided at both ends of the working chamber 24 of the high-pressure compressor 4, and the seal 21 and the impeller 2 are provided.
3 and labyrinth seals 26a to 26f are provided between the high pressure stage and the low pressure stage. Also, the seal 21
A primary gas balance line 29 and a secondary gas balance line 30 are provided to communicate the high pressure side sealing pressure applied to the gas to the low pressure side. Further, a seal line 11 is provided to protect the seal 21 from a high-pressure seal pressure.
【００１５】また、３１はシールライン１１の管路途中
に介装された圧力調整の制御弁、３２は駆動機２のトリ
ップを検出する検出器、３３はトリップ検出器３２によ
り検出されたトリップ信号である。３４は高圧圧縮機４
の吸込口７の吸込圧力信号を検出する吸込圧力検出器、
３５は吸込圧力検出器３４により検出された吸込圧力信
号である。３７はコントローラであり、トリップ信号３
３及び吸込圧力信号３５が入力され、これらに基づいて
制御弁３１へ制御信号３６を出力する。制御弁３１は、
コントローラ３７からの制御信号３６によって弁開度が
調節されるようになっている。Reference numeral 31 denotes a pressure regulating control valve provided in the middle of the pipeline of the seal line 11, reference numeral 32 denotes a detector for detecting a trip of the drive unit 2, and reference numeral 33 denotes a trip signal detected by the trip detector 32. It is. 34 is a high-pressure compressor 4
Suction pressure detector for detecting a suction pressure signal of the suction port 7 of
Reference numeral 35 denotes a suction pressure signal detected by the suction pressure detector 34. Reference numeral 37 denotes a controller, which is a trip signal 3
3 and the suction pressure signal 35 are input, and a control signal 36 is output to the control valve 31 based on these. The control valve 31
The valve opening is adjusted by a control signal 36 from the controller 37.
【００１６】上記のように構成された圧縮機１によれ
ば、まず、前工程から、例えば７０ｋｇ／ｃｍ2の被圧
縮ガスが低圧圧縮機３の吸込口５から導入され、複数の
インペラ２３が高速回転することによって被圧縮ガスが
遠心圧縮され、例えば１９０ｋｇ／ｃｍ2の圧縮ガスと
なって吐出口６から送出される。このとき、インペラ２
３によって圧縮されたガスの一部が、図の矢印で示すよ
うにラビリンスシール２５ａ〜２５ｅを通過しても、こ
のガスはシール２１、２１によってシールされており作
動室２３外に漏出しない。また、ラビリンスシール２５
ｃ、２５ｄを通過した高圧側のガスは、ガスバランスラ
イン２７、２８を通じて低圧側に逃がされるようになっ
ている。According to the compressor 1 configured as described above, first, for example, 70 kg / cm 2 of the gas to be compressed is introduced from the suction port 5 of the low-pressure compressor 3 from the previous process, and the plurality of impellers 23 The gas to be compressed is centrifugally compressed by high-speed rotation, and is sent out from the discharge port 6 as, for example, 190 kg / cm 2 of compressed gas. At this time, impeller 2
Even if a part of the gas compressed by 3 passes through the labyrinth seals 25a to 25e as shown by arrows in the figure, this gas is sealed by the seals 21 and 21 and does not leak out of the working chamber 23. The labyrinth seal 25
The gas on the high pressure side that has passed through c and 25d is released to the low pressure side through gas balance lines 27 and 28.
【００１７】次に、吐出口６を出た圧縮ガスは、ガス冷
却機１２によって冷却され、続いて高圧圧縮機４の低圧
段の吸込口７へ導入されると、前記同様にインペラ２３
が高速回転することによって遠心圧縮されて、例えば３
００ｋｇ／ｃｍ2の圧縮ガスとなって吐出口８から送出
される。その後、圧縮ガスは高圧段の吸込口９へ導入さ
れ、更に圧縮されて例えば３９０ｋｇ／ｃｍ2の所要圧
力になった圧縮ガスが吐出口１０から送出され、次工程
へ送られる。このとき、低圧段及び高圧段のインペラ２
３によって圧縮されたガスの一部が、前記同様にラビリ
ンスシール２６ａ〜２６ｆを通過しても、このガスはシ
ール２１、２１によってシールされており作動室２４外
に漏出しない。また、ラビリンスシール２６ｄ、２６ｅ
を通過した高圧側のガスは、ガスバランスライン２９、
３０を通じて低圧側に逃がされるようになっている。さ
らに、二次ガスバランスライン３０からシールライン１
１を通じて低圧圧縮機３の吸込口５へ逃がされるように
なっており、シールライン１１に設けられた制御弁３１
の作動によって、通常運転時及び異常発生時でもシール
圧力が例えば２００ｋｇ／ｃｍ2以下になるように調整
され高圧側に加わるシール圧力を低減させるようになっ
ている。Next, the compressed gas that has exited the discharge port 6 is cooled by the gas cooler 12 and subsequently introduced into the suction port 7 of the low-pressure stage of the high-pressure compressor 4.
Is centrifugally compressed by high-speed rotation, for example, 3
It is sent out from the discharge port 8 as a compressed gas of 00 kg / cm 2 . Thereafter, the compressed gas is introduced into the suction port 9 of the high-pressure stage, and the compressed gas which has been further compressed to a required pressure of, for example, 390 kg / cm 2 is sent from the discharge port 10 and sent to the next step. At this time, the impellers 2 of the low pressure stage and the high pressure stage
Even if a part of the gas compressed by 3 passes through the labyrinth seals 26a to 26f as described above, this gas is sealed by the seals 21 and 21 and does not leak out of the working chamber 24. The labyrinth seals 26d and 26e
The gas on the high pressure side that has passed through the gas balance line 29,
The air is released to the low pressure side through 30. Further, the secondary gas balance line 30 and the seal line 1
1, a control valve 31 provided in the seal line 11 is evacuated to the suction port 5 of the low-pressure compressor 3.
By the operation described above, the seal pressure is adjusted to be, for example, 200 kg / cm 2 or less even during the normal operation and when an abnormality occurs, and the seal pressure applied to the high pressure side is reduced.
【００１８】また、駆動機２のトリップの有無はトリッ
プ検出器３２によって検出されており、トリップ検出器
３２が出力するトリップ信号３３はコントローラ３７に
入力される。また、高圧圧縮機４の吸込口７における吸
込圧力は、吸込圧力検出器３４によって検出されてお
り、吸込圧力検出器３４が出力する吸込圧力信号３５は
コントローラ３７に入力されている。コントローラ３７
は、トリップ信号３３及び吸込圧力信号３５に基づき制
御弁３１を制御する。The trip of the drive unit 2 is detected by a trip detector 32, and a trip signal 33 output from the trip detector 32 is inputted to a controller 37. The suction pressure at the suction port 7 of the high-pressure compressor 4 is detected by a suction pressure detector 34, and a suction pressure signal 35 output from the suction pressure detector 34 is input to a controller 37. Controller 37
Controls the control valve 31 based on the trip signal 33 and the suction pressure signal 35.
【００１９】ここで、制御弁３１の作用について、図２
のフローチャートにより説明すると、トリップ信号３３
が「有」の場合には、制御弁３１を全開とし、「無」の
場合には、吸込圧力信号３５を判定し、制御弁３１を制
御する。吸込口７での吸込圧力がシール２１の適用圧力
限界である２００ｋｇ／ｃｍ2以下である場合、制御弁
３１を全閉とする。２００ｋｇ／ｃｍ2以上の場合には
吸込圧力が２００ｋｇ／ｃｍ2以下になるよう制御弁３
１の開度を調整する。The operation of the control valve 31 will now be described with reference to FIG.
Explaining with reference to the flowchart of FIG.
Is "open", the control valve 31 is fully opened, and if "no", the suction pressure signal 35 is determined and the control valve 31 is controlled. When the suction pressure at the suction port 7 is 200 kg / cm 2 or less, which is the applicable pressure limit of the seal 21, the control valve 31 is fully closed. 200 kg / cm 2 or more control valves so that the suction pressure becomes 200 kg / cm 2 or less in the case 3
Adjust the opening of 1.
【００２０】すなわち、吸込圧力が２００ｋｇ／ｃｍ2
以下の場合はシール２１に加わる高圧側のシール圧力も
２００ｋｇ／ｃｍ2を越えることはないので、制御弁３
１を全閉として運転することで、圧縮機内部循環損失が
最小に抑えられる。また、吸込圧力信号３５が２００ｋ
ｇ／ｃｍ2以上の場合、又はトリップ等の異常発生時に
は、シール圧力がシール２１の適用限界以下になるよう
に制御弁３１を開けるので、シール機能を維持しシール
２１を保護することができる。したがって、本実施形態
においては、シール２１の破損を防止しつつ圧縮機１の
駆動動力の効率を向上させることが可能である。That is, the suction pressure is 200 kg / cm 2
In the following cases, since the pressure on the high pressure side applied to the seal 21 does not exceed 200 kg / cm 2 , the control valve 3
By operating the compressor 1 fully closed, the internal circulation loss of the compressor is minimized. The suction pressure signal 35 is 200 k
In the case of g / cm 2 or more, or when an abnormality such as a trip occurs, the control valve 31 is opened so that the seal pressure becomes equal to or less than the applicable limit of the seal 21, so that the seal function can be maintained and the seal 21 can be protected. Therefore, in the present embodiment, the efficiency of the driving power of the compressor 1 can be improved while preventing the seal 21 from being damaged.
【００２１】なお、本実施形態においては圧縮機につい
て説明したが、送風機、回転式ポンプ、タービン等にも
応用することが可能である。Although the compressor has been described in the present embodiment, the invention can be applied to a blower, a rotary pump, a turbine, and the like.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シール
ラインに制御弁が設けられ、高圧回転機械の吸込圧力と
駆動機のトリップ状態とに基づいてコントローラが前記
制御弁を制御する。したがって、高圧回転機械から低圧
回転機械の吸込口に逃がされるガスの量が適正化される
ので、シールの破損を防止しつつ回転機械の駆動動力の
効率を向上させることが可能である。As described above, according to the present invention, the control valve is provided in the seal line, and the controller controls the control valve based on the suction pressure of the high-pressure rotating machine and the trip state of the driving machine. Therefore, the amount of gas released from the high-pressure rotating machine to the suction port of the low-pressure rotating machine is optimized, so that it is possible to improve the efficiency of the driving power of the rotating machine while preventing breakage of the seal.
【図１】 本発明の一実施形態として示した高圧多段遠
心圧縮機に用いられる低圧圧縮機及び高圧圧縮機の略示
断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a low-pressure compressor and a high-pressure compressor used in a high-pressure multistage centrifugal compressor shown as one embodiment of the present invention.
【図２】 同高圧多段遠心圧縮機に用いられる制御弁の
動作を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation of a control valve used in the high-pressure multistage centrifugal compressor.
【図３】 従来の高圧多段遠心圧縮機を示す概略図であ
る。FIG. 3 is a schematic view showing a conventional high-pressure multistage centrifugal compressor.
【図４】 従来の高圧多段遠心圧縮機に用いられる低圧
圧縮機及び高圧圧縮機の略示断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view of a low-pressure compressor and a high-pressure compressor used in a conventional high-pressure multistage centrifugal compressor.
１ 高圧多段遠心圧縮機（回転機械） ２ 駆動機 ３ 低圧圧縮機（低圧回転機械） ４ 高圧圧縮機（高圧回転機械） ５ 吸込口 １１ シールライン ２１ シール ２２ 回転ロータ（回転軸） ２３ インペラ（回転部材） ２４ 作動室 ２７〜３０ ガスバランスライン ３１ 制御弁 ３２ トリップ検出器 ３３ トリップ信号 ３４ 吸込圧力検出器 ３５ 吸込圧力信号 ３７ コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High-pressure multistage centrifugal compressor (rotary machine) 2 Drive machine 3 Low-pressure compressor (low-pressure rotary machine) 4 High-pressure compressor (high-pressure rotary machine) 5 Suction port 11 Seal line 21 Seal 22 Rotating rotor (rotating shaft) 23 Impeller (rotating) 24) Working chamber 27-30 Gas balance line 31 Control valve 32 Trip detector 33 Trip signal 34 Suction pressure detector 35 Suction pressure signal 37 Controller
Claims (2)
れて流体が流入、流出する作動室と、該作動室内におい
て回転軸に取着された回転部材と、前記作動室に設けら
れ、前記流体が前記回転軸に沿って該作動室から流出す
ることを防止するシールとを具備してなる低圧回転機械
および高圧回転機械と、これら低圧回転機械及び高圧回
転機械を駆動する駆動機とを直列に接続して構成し、前
記低圧回転機械及び高圧回転機械のそれぞれの高圧側の
シール圧力と低圧側のシール圧力とを連通させるガスバ
ランスラインと、高圧回転機械のガスバランスラインを
低圧回転機械の吸込口へ連通するシールラインとが設け
られている回転機械において、 前記シールラインの管路途中に介装された制御弁と、 前記高圧回転機械の吸込圧力を検出する吸込圧力検出器
と、 該吸込圧力検出器が出力する吸込圧力信号に基づいて前
記制御弁を制御するコントローラとを具備してなること
を特徴とする回転機械。A rotating shaft, a working chamber in which the rotating shaft is rotatably provided and through which fluid flows in and out, a rotating member attached to the rotating shaft in the working chamber, and a rotating member provided in the working chamber. A low-pressure rotating machine and a high-pressure rotating machine comprising: a seal for preventing the fluid from flowing out of the working chamber along the rotating shaft; and a driving machine for driving the low-pressure rotating machine and the high-pressure rotating machine. Are connected in series, and the gas balance line for communicating the high pressure side sealing pressure and the low pressure side sealing pressure of the low pressure rotating machine and the high pressure rotating machine respectively, and the gas balance line of the high pressure rotating machine are rotated at low pressure. In a rotary machine provided with a seal line communicating with a suction port of the machine, a control valve interposed in the pipeline of the seal line, and a suction detecting a suction pressure of the high-pressure rotary machine Rotary machine to a force detector, characterized by being based on the suction pressure signal suction write pressure detector outputs; and a controller for controlling the control valve.
備えてなり、 前記コントローラは、前記吸込圧力検出器が出力する吸
込圧力信号と前記トリップ検出器が出力するトリップ信
号とに基づいて、前記制御弁を制御するように構成され
ていることを特徴とする回転機械。2. The rotary machine according to claim 1, further comprising a trip detector for detecting a trip from the driving machine, wherein the controller detects a suction pressure signal output from the suction pressure detector and the trip detection. A rotary machine configured to control the control valve based on a trip signal output by a vessel.
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Applications Claiming Priority (1)
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP3600456B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010118977A1 (en) | 2009-04-16 | 2010-10-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Multi-stage turbo compressor |
| CN101929479A (en) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | 边疆 | Method for removing pump pipe differential pressure with high adaptivity |
| JP2013532795A (en) * | 2010-07-26 | 2013-08-19 | ドレッサー ランド カンパニー | Method and system for reducing sealing gas consumption and regulating pressure in high pressure compression systems |
| CN103291638A (en) * | 2013-06-09 | 2013-09-11 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | Method for protecting standby state of pressurizing machine |
-
1998
- 1998-08-28 JP JP24410998A patent/JP3600456B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN102803738A (en) * | 2009-04-16 | 2012-11-28 | 西门子公司 | Multi-stage Turbo Compressor |
| CN101929479A (en) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | 边疆 | Method for removing pump pipe differential pressure with high adaptivity |
| JP2013532795A (en) * | 2010-07-26 | 2013-08-19 | ドレッサー ランド カンパニー | Method and system for reducing sealing gas consumption and regulating pressure in high pressure compression systems |
| CN103291638A (en) * | 2013-06-09 | 2013-09-11 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | Method for protecting standby state of pressurizing machine |
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