JP5271596B2 - ガス圧縮を促進する方法及び装置 - Google Patents

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Description

本発明は、総括的にはガス圧縮システムに関し、より具体的には、産業施設のために圧縮空気を供給する方法及びシステムに関する。
少なくとも幾つかの公知の産業施設は、所定のシーケンスで空気を圧縮できる圧縮トレーン（段列）の形態で流れ連通状態に結合された圧縮装置を備えた空気圧縮システムを含む。公知の空気圧縮装置の少なくとも幾つかは、軸流圧縮機及び遠心圧縮機を含む。公知の空気圧縮システムのための付加的支援機器には、関連する空気圧力及び流量に合わせて構成されたパイプ配置及び／又はダクト配置によって圧縮機に流れ連通状態で結合されたフィルタ及びフィルタハウジング、過給機、流量制御ベーン並びに／或いは冷却器を含むことができる。さらに、このシステムは一般的に、圧縮機に結合されたタービンエンジン駆動装置及び／又は電気モータ駆動装置を含む。
公知の空気圧縮段列は一般的に、産業施設で使用されるよりも小さいボリューム内で空気を圧縮し、従って複数の段列の使用を必要とする。しかしながら、段列の数を増加させることは、システムの専有面積並びに構成要素の数を増加させて、設備調達コスト並びに操業及び保守コストを上昇させることになる。さらに、構成要素の数の増加は一般的に、製造遅延時間及び設備据付コストを増大させる。加えて、幾つかの公知のシステムは、垂直構成として配向され、そのことは、関連する建物又は構造のための付加的な設備調達及び建設コストを必要とする。
米国特許第６，５３０，２２４号明細書 米国特許第６，４８４，５０８号明細書 米国特許第６，０５８，６９５号明細書 米国特許第７，０６５，９５３号明細書 米国特許第６，９３８，４０４号明細書 米国特許第６，８８０，３４３号明細書 米国特許第６，６７２，０６２号明細書 米国特許第６，３２８，０２４号明細書 米国特許第６，３０８，５１２号明細書
一態様では、モジュール式圧縮システムを組立てる方法を提供する。本方法は、第１のプラットホームに対して１以上の第１の圧縮装置を結合する段階を含む。本方法はまた、第１のプラットホーム及び第２のプラットホームの１つに対して１以上の駆動装置を結合する段階を含む。本方法はさらに、第１のプラットホームを第２のプラットホームに結合する段階を含む。
別の態様では、モジュール式圧縮システムを提供する。本システムは、第１のプラットホームに結合された１以上の第１の圧縮装置を含む。本システムはまた、第２のプラットホームに結合された１以上の第２の圧縮装置を含む。１以上の第２の圧縮装置は、１以上の第１の圧縮装置に直列流れ連通状態で結合される。
さらに別の態様では、産業施設を提供する。本施設は、１以上の圧縮ガス受入装置を含む。本施設はまた、１以上の圧縮ガス受入装置に直列流れ連通状態で結合された１以上のモジュール式圧縮システムを含む。１以上の空気圧縮システムは、第１のプラットホームに結合された１以上の第１の圧縮装置を含む。システムはまた、第２のプラットホームに結合された１以上の第２の圧縮装置を含む。１以上の第２の圧縮装置は、１以上の第１の圧縮装置に直列流れ連通状態で連結される。
図１は産業施設１００の概念図である。産業施設１００は、圧縮ガスを使用する施設であり、そうした施設としては、特に限定されないが、食品及び化学処理プラント、統合ガス化複合サイクル発電プラント内部の空気分離ユニット（低温分離型及び膜分離型を含む）、製造プラント、発電プラント内のサイロ燃焼器、高温／高圧抽出装置並びに圧縮ガス生産プラントが含まれる。
この例示的な実施形態では、産業施設１００は、圧縮システム２００（以下でより詳細に説明する）に流れ連通状態で結合される。具体的には、システム２００は、２つのガス供給導管を介して施設１００に流れ連通状態で結合される。より具体的には、施設１００とシステム２００とは、第１の空気導管１０２及び第２の空気供給導管１０４を介して流れ連通状態で結合される。システム２００は、第１の圧力での第１の空気ストリーム及び第２の圧力での第２の空気ストリーム（何れも図示せず）を生成し、これら空気ストリームは、それぞれ第１の空気供給導管１０２及び第２の空気供給導管１０４を通して送られる。この例示的な実施形態では、第２の圧力は、第１の圧力よりも大きい。それに代えて、システム２００は、施設１００の運転を容易にする圧力及び流量での任意の数の空気ストリームを生成する。
また、この例示的な実施形態では、施設１００は、導管１０２を介してシステム２００に流れ連通状態で結合された第１の圧縮空気受入装置１０６を含む。さらに、この例示的な実施形態では、施設１００は、導管１０４を介してシステム２００に流れ連通状態で結合された第２の圧縮空気受入装置１０８を含む。様々な実施形態では、装置１０６及び１０８は、熱交換器、フィルタ、ストレージタンク、並びに本明細書に記載したように施設１００及びシステム２００の作動を容易にする他の装置である。
図２は、産業施設１００で使用することができる例示的な圧縮システム２００の概略側面図である。図３は、圧縮システム２００の概略俯瞰図である。システム２００は、入口フィルタハウジング２０２を含む。ハウジング２０２は、所定の粒径及び量の粒子がハウジング２０２を通過するのを実質的に防止するような適切な濾過レベルの濾過媒体（図示せず）を含む。さらに、濾過媒体は、圧縮システム２００を利用する可能性がある特定の加工処理又は産業プラントに合わせて選択される。ハウジング２０２は、フィルタ入口２０６を介して大気環境２０４から空気を引き込む。
システム２００はまた、フィルタハウジング２０２に流れ連通状態で結合された過給装置２０８を含む。装置２０８は、およそ１．０１バール（１４．７ｐｓｉａ）の大気圧からおよそ１％〜５％だけ空気圧を高める圧力増強装置である。この例示的な実施形態では、装置２０８は、シャフト２０５を介して複数の電気モータ駆動装置２０７及び２０９に回転可能に結合されかつそれら電気モータ駆動装置２０７及び２０９によって駆動される、例えばファン２０３のような回転装置である。それに代えて、装置２０８は、単一のモータによって駆動される。また、それに代えて、装置２０８は、例えば特に限定されないが、ニューヨーク州スケネクタディ所在のＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社に譲渡された米国特許第６，５３０，２２４号に開示されているように、タービンに回転可能に結合されかつ該タービンによって駆動される。
入口２０６近傍の空気圧力を高めることは、システム２００全体での空気流量を増加させるのを促進する。本明細書に記載するようにシステム２００の作動を容易にするため装置２０８に関連して選択するパラメータには、特に限定されないが、寸法、数、回転速度、圧力上昇及び所要動力が含まれる。この例示的な実施形態では、装置２０８はハウジング２０２内に垂直に取付けられて、装置２０８並びに該装置２０８のシャフト２０５に回転可能に結合された駆動装置２０７及び２０９に関連するシャフト（図示せず）内に撓み力を生じさせるおそれがある重力が緩和される。さらに、装置２０８並びにその関連する駆動装置２０７及び２０９を垂直方向の配向で取付けることにより、ハウジング２０２を通して送られる空気流ストリーム（図示せず）に合わせて複数のフェアリング２１０を使用する更なる利点が得られる。そのようなフェアリング２１０は、装置２０８から流出する空気の空気力学的特性の向上を促進にする。それに代えて、装置２０８は、本明細書に記載したようにシステム２００の作動を容易にする配向で取付けられる。
別の実施形態では、特に限定されないが水噴射及び蒸発冷却システムを含む方法を装置２０８と併せて或いは装置２０８の代わりに使用して、本明細書に記載したようにシステム２００の効率及び有効性の向上を促進する。そのような方法は、例えば特に限定されないが、ニューヨーク州スケネクタディ所在のＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社に譲渡された米国特許第６，４８４，５０８号に開示されている。さらに別の実施形態では、特に限定されないが、低温システム（ｃｈｉｌｌｅｒ ｓｙｓｔｅｍ）を含む方法を装置２０８と併せて或いは装置２０８の代わりに使用して、本明細書に記載したようにシステム２００の効率及び有効性の向上を促進する。そのような方法は、例えば特に限定されないが、ニューヨーク州スケネクタディ所在のＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社に譲渡された米国特許第６，０５８，６９５号に開示されている。
システム２００はまた、この例示的な実施形態では、本明細書において主空気圧縮機（Ｍ．Ａ．Ｃ．）２１２と呼ばれる第１の圧縮装置を含む。具体的には、Ｍ．Ａ．Ｃ．２１２は、ＧＥ製の大型高出力ガスタービンエンジンの製品種目の何れかに関連する適切な寸法の圧縮機セクションである低圧軸流圧縮機（ＬＰＣ）である。そのようなガスタービンエンジンの圧縮機セクションは、特定の空気圧縮システムの要求に合わせて修正することができる。それに代えて、本明細書に記載したようにシステム２００の作動を容易にする圧縮装置が使用される。この例示的な実施形態では、システム２００はさらに、シャフト２１６を介してＭ．Ａ．Ｃ．２１２に回転可能に結合された駆動装置２１４を含む。具体的には、駆動装置２１４は、複数の蒸気入口ポート２１８及び複数の蒸気排出ポート２２０を有するＧＥ製の複流蒸気タービンである。それに代えて、駆動装置２１４は、本明細書に記載したようにシステム２００の作動を容易にする適切なネームプレート／設計出力のターボ駆動装置である。また、それに代えて、駆動装置２１４は、本明細書に記載したようにシステム２００の作動を容易にする電気モータを始めとする駆動装置である。この例示的な実施形態では、シャフト２１６は、工場又は作業場でＭ．Ａ．Ｃ．２１２に対して駆動装置２１４を結合するために使用する継手（図示せず）を含み、この継手は、第１のベースプレート２２２（以下でさらに説明する）上に位置合わせしかつ恒久的に及び／又は固定的に取付けることができる。それに代えて、シャフト２１６は、特に限定されないが固定及び撓み継手を含む、システム２００の組立及び作動を容易にする任意のタイプの継手を含む。さらに、それに代えて、駆動装置２１４は、現場でＭ．Ａ．Ｃ．２１２に結合され、また現場据付場所で位置合わせされかつ固定取付けされる。
Ｍ．Ａ．Ｃ．２１２及び駆動装置２１４は、第１のモジュラスキッド、プラットホーム又は第１のベースプレート２２２に対して固定的に結合されるか又は取付けられる。第１のベースプレート２２２は、現場への輸送に先立つ工場又は作業場内でのプレハブ組立を容易にすることによって、システム２００の少なくとも一部分のモジュール式組立を容易にする。第１のベースプレート２２２はまた、特に限定されないがＭ．Ａ．Ｃ．２１２及び駆動装置２１４を含む設備の寸法及び重量の制限を少なくとも部分的に定めることによって、工場又は作業場から現場にシステム２００の少なくとも一部分を輸送するのに役立つ。さらに、第１のベースプレート２２２は、Ｍ．Ａ．Ｃ．２１２及び駆動装置２１４に関連する設備移動の回数を減少させることによって、輸送を容易にする。設備の寸法及び重量を制限しかつ設備移動の回数を軽減することは各々、輸送及び据付けコストの低減に資する。この例示的な実施形態では、Ｍ．Ａ．Ｃ．２１２及び駆動装置２１４は、現場検査及び保守作業を容易にするため、第１のベースプレート２２２上に配向される。第１のベースプレート２２２は、該第１のベースプレート２２２に固定結合された複数の吊り金具２２４を含む。吊り金具２２４は、第１のベースプレート２２２に固定されたＭ．Ａ．Ｃ．２１２及び駆動装置２１４を含む構成要素と共に第１のベースプレート２２２の移動を容易にするような寸法及び配向にされる。
駆動装置２１４は、各端部で設備を駆動するように構成される。この構成は、本明細書に記載したシステム２００の圧縮設備の水平取付けを容易にする。そのような水平取付けでは、垂直支持構造体を必要としないので、システム２００を収容する関連の建物或いは垂直構造物に関連する設備調達及び建設コストが低減される。この構成はまた、駆動装置２１４を使用して、小型かつ軽量の圧縮装置の使用を容易にするに十分なほど高い速度で結合空気圧縮装置を駆動するのを促進する。
この例示的な実施形態では、駆動装置２１４は、固定継手（図示せず）を含むシャフト２２８を介してギアボックス２２６に結合される。それに代えて、シャフト２２８は、本明細書に記載したようにシステム２００の作動を容易にする寸法及び設計の継手を含む。また、この例示的な実施形態では、ギアボックス２２６は、複数のセットアップギア（図示せず）を含む。ギアボックス２２６は、シャフト２２８によって誘導された回転入力速度を受け、ギアボックス出力シャフト２３０の回転出力速度が入力速度よりも高くなるようにその速度を増大させる。ギアボックス２２６は、第１のベースプレート２２２に固定される。
ギアボックス２２６は、シャフト２３０を介して中間空気圧縮機（Ｉ．Ａ．Ｃ．）２３２に回転可能に結合される。この例示的な実施形態では、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２は、ＧＥ製のＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ２段遠心空気圧縮機である。それに代えて、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２は、本明細書に記載したようにシステム２００の作動を容易にする寸法及び構成の圧縮機である。同様に、この例示的な実施形態では、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２は、シャフト２３６を介してブースト空気圧縮機（Ｂ．Ａ．Ｃ．）２３４に結合される。それに代えて、ギアボックス２２６は、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２とＢ．Ａ．Ｃ．２３４との間に取付けて、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２の回転速度の範囲が蒸気タービンエンジン駆動装置２１４の回転速度範囲と実質的に同じになるようにする。この例示的な実施形態では、Ｂ．Ａ．Ｃ．２３４は、ＧＥ製のＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ６段遠心空気圧縮機である。それに代えて、Ｂ．Ａ．Ｃ．２３４は、本明細書に記載したようにシステム２００の作動を容易にする寸法及び構成の圧縮機である。また、この例示的な実施形態では、シャフト２３０は、撓み継手２３７を含む。さらに、この例示的な実施形態では、シャフト２３６は、撓み継手（図示せず）を含む。それに代えて、シャフト２３０及び２３６は、本明細書に記載するようにシステム２００の作動を容易にする継手を含む。
この例示的な実施形態では、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２及びＢ．Ａ．Ｃ．２３４は、互いに回転可能に結合され、かつ工場又は作業場で第２のモジュラスキッド、プラットホーム又はベースプレート２３８に固定される。第２のベースプレートは、複数の吊り金具２４０を含む。さらに、ベースプレート２３８は、第１のベースプレート２２２と同様な利点を有する。さらに、第１のベースプレート２２２及びベースプレート２３８は、撓み継手２３７を介してギアボックス２２６及びＩ．Ａ．Ｃ．２３２間の単一の回転可能現場結合及び位置合わせを容易にする配向にされ、それによって据付時間及びコストの低減を促進する。プラットホーム２２２及び２３８は、振動又は他の原因によるシステム２００内部のミスアラインメントを緩和するために、互いに固定結合される。この例示的な実施形態で示すような設備の配向、すなわち、第１のモジュラベースプレート２２２へのＭ．Ａ．Ｃ．２１２、駆動装置２１４及びギアボックス２２６の固定結合並びに第２のモジュラベースプレート２３８へのＩ．Ａ．Ｃ．２３２及びＢ．Ａ．Ｃ．２３４の固定結合は、別の実施形態では必要に応じて、設備重量、寸法及び他の位置合わせパラメータに資するように調整することができる。
Ｍ．Ａ．Ｃ．２１２は、装置２０８に流れ連通状態で結合された入口部分２４２を含み、部分２４２は、装置２０８による僅かな圧力上昇のために基準大気圧よりも幾らか高い圧力で空気を受入れる。Ｍ．Ａ．Ｃ．２１２はまた、部分２４２に流れ連通状態で結合された複数の段２４４を含み、これら複数の段２４４は、ボリュート２４６と協働して高圧のＭ．Ａ．Ｃ．吐出空気ストリーム（図示せず）の形成を促進する。システム２００は、導管２５０及び第１のサージ防止装置２５２を介してボリュート２４６に流れ連通状態で結合された熱交換器２４８を含む。この例示的な実施形態では、熱交換器２４８は、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２内への流入に先立って圧縮空気ストリームの温度を所定の範囲に低下させるような寸法のチューブ−シェル型熱交換器である。また、この例示的な実施形態では、装置２５２は、可変ブリードバルブである。それに代えて、熱交換器２４８及び装置２５２は、それぞれ本明細書に記載したようにシステム２００の作動を促進する熱交換器及びサージ防止装置のモデルである。
熱交換器２４８は、圧縮空気温度を、該熱交換器２４８から流出するときに示す通常のレベルまで低下させるのを可能にし、従って次の圧縮セクション、すなわちＩ．Ａ．Ｃ．２３２において必要となる所要動力（動力要件）の低減を促進する。別の実施形態では、熱交換器２４８から取出された熱は、圧縮システム２００を使用する施設の作動に取入れられ、そのような作動としては、特に限定されないが、蒸気の生成或いはその他の加熱を必要とするものが挙げられる。
熱交換器２４８は、導管２５４を介してＩ．Ａ．Ｃ．２３２に流れ連通状態で結合される。導管２５４は、冷却済み空気ストリーム（図示せず）をＩ．Ａ．Ｃ．入口部分２５８に送る。Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２は、加圧空気ストリーム（図示せず）を形成し、かつそのストリームをＩ．Ａ．Ｃ．出口部分２６０を介して導管２５８内に吐出する。幾つかの実施形態では、出口部分２６０の下流に二次熱交換器２６１が配置される。熱交換器２６１は、加圧空気ストリームを冷却するのを可能にして、Ｂ．Ａ．Ｃ．２３４の駆動に関連する設計所要動力の低減を促進し、かつ／又は特に限定されないが空気受入装置１０６を含む導管１０２の下流の構成要素によって定まる温度範囲内での作動を促進する。
システム２００はまた、導管２５８を介してＩ．Ａ．Ｃ．出口部分２６０に流れ連通状態で結合された三方流量制御バルブ２６２を含み、バルブ２６２は、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２から吐出された空気ストリームを２つの空気ストリームに分割するように構成される。第１の空気供給導管１０２は、バルブ２６２に流れ連通状態で結合され、かつ第１の空気ストリーム（図示せず）を第１の所定の空気圧力で産業施設１００内の第１の空気受入装置１０６に送るように構成される。この例示的な実施形態では、第１の空気圧力は、特に限定されないが空気分離ユニット及び加圧空気ストレージの部分を含む低圧用途に適合するように選択される。
システム２００はさらに、導管２６４と第１のサージ防止装置２５２に実質的に類似した第２のサージ防止装置２６６とを含む。装置２５２及び２６６は、配管破損又は機器損傷につながる可能性がある作動過渡状態によるシステム２００内の過大昇圧及び圧縮機サージを協働して緩和するように配置されかつ構成される。具体的には、第１の装置２５２は、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２までのＭ．Ａ．Ｃ．２１２の下流の空気のボリュームに併せてＭ．Ａ．Ｃ．２１２の上流の加圧空気の実質的に全ボリュームの放出を容易にするほど十分にＭ．Ａ．Ｃ．２１２に接近させて配向される。第２の装置２６６は、導管２５８内部で二次熱交換器２６１と出口部分２６０との間に配向されて、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２と装置２６６との間のシステム２００内部の加圧空気の実質的に全ボリューム並びに装置２６６の下流の加圧空気の実質的に全ボリュームの放出を容易にする。
Ｂ．Ａ．Ｃ．中間及び最終冷却熱交換器２７６は、導管２６４を介してバルブ２６２に流れ連通状態で結合される。熱交換器２７６は、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２からの加圧空気ストリームの少なくとも一部分を受入れ、その空気ストリームから少なくとも幾らかの熱を除去し、かつ冷却済み空気ストリーム２６７をＢ．Ａ．Ｃ．２３４に吐出する。
Ｂ．Ａ．Ｃ．２３４は、熱交換器２７６に流れ連通状態で結合されかつ冷却済み空気ストリーム２６７を受入れる入口部分２６８を含む。Ｂ．Ａ．Ｃ．２３４はまた、第１の圧縮セクション２７０を含み、第１の圧縮セクション２７０は、Ｂ．Ａ．Ｃ．２３４内の６段のうちの最初の３つを含む。セクション２７０は、部分２６８及び中間抽気部分２７２に流れ連通状態で結合され、空気ストリーム２７４をＢ．Ａ．Ｃ．中間及び最終冷却熱交換器２７６に吐出する。熱交換器２７６は、部分２７２及び第２の圧縮セクション吸引部分２７８に流れ連通状態で結合される。熱交換器２７６は、空気ストリーム２７４を受入れ、空気ストリーム２７４から少なくとも幾らかの熱を除去し、かつ冷却済み空気ストリーム２８０を吸引部分２７８に吐出する。吸引部分２７８は、Ｂ．Ａ．Ｃ．２３４の最終の３段を含む第２の圧縮部分２８２に流れ連通状態で結合され、これら最終の３段は次に、最終吐出部分２８４に流れ連通状態で結合される。部分２８４は、熱交換器２７６に流れ連通状態で結合される。部分２８４は、最終冷却のため熱交換器２７６に送られる空気ストリーム２８６を形成する。熱交換器２７６は、第２の空気供給導管１０４に流れ連通状態で結合され、第２の空気ストリーム（図示せず）を産業施設１００内の第２の空気受入装置１０８に送る。
流体圧縮システム２００を組立てる例示的な方法は、第１のモジュラベースプレート２２２に対して１以上の第１の圧縮装置、すなわちＭ．Ａ．Ｃ．２１２を固定結合する段階を含む。本方法はまた、第１のモジュラベースプレート及び第２のモジュラベースプレート２３８の１つに対して１以上の駆動装置、すなわち駆動装置２１４を固定結合する段階を含む。本方法はさらに、第２のモジュラベースプレート２３８に対して結第１のモジュラベースプレート２２２を合する段階をさらに含む。
作動において、ハウジング２０２は、フィルタ入口２６を介して大気環境２０４から空気を引き込む。装置２０８は、およそ１．０１バール（１４．７ｐｓｉａ）の大気圧からおよそ１％〜５％だけ空気圧を高める。フェアリング２１０は、装置２０８を流出する空気の空気力学的特性を向上させるのを可能にする。
駆動装置２１４は、入口ポート２１８を介して蒸気を受入れ、当技術分野では公知のように蒸気からエネルギーを取り出し、かつポート２１２を通してエネルギー低下蒸気を排出する。駆動装置２１４は、シャフト２１６を回転可能に駆動し、シャフト２１６が次に、Ｍ．Ａ．Ｃ．２１２を回転可能に駆動する。駆動装置２１４はまた、シャフト２２８を介してギアボックス２２６を回転可能に駆動する。ギアボックス２２６は、シャフト２２８によって誘導された回転入力速度を受け、ギアボックス出力シャフト２３０の回転出力速度が入力速度よりも高くなるようにその速度を増大させる。ギアボックス２２６は次に、シャフト２３０及び撓み継手を介してＩ．Ａ．Ｃ．２３２を回転可能に駆動し、かつシャフト２３６を介してＢ．Ａ．Ｃ．２３４を駆動する。
Ｍ．Ａ．Ｃ．２１２のＭ．Ａ．Ｃ．２１２入口部分２４２は、装置２０８から空気を受入れる。入口部分２４２は複数の段２４４に空気を流し、これら複数の段２４４は、出口ボリュート２４６と協働してＭ．Ａ．Ｃ．吐出空気ストリームを形成するのを可能にする。空気ストリームは、導管２５０及び第１のサージ防止装置２５２を介して熱交換器２４８に送られる。
熱交換器２４８は、空気ストリームから熱を除去し、導管２５４は、Ｉ．Ａ．Ｃ．入口部分２５６に冷却済み空気ストリームを送る。Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２は、冷却済み空気ストリームを受入れ、かつ加圧空気ストリームを形成する。加圧ストリームは、Ｉ．Ａ．Ｃ．出口部分２６０を介して導管２５８内に吐出される。
加圧ストリームは、導管２５８、熱交換器２６１及び装置２６６を介してバルブ２６２に送られる。熱交換器２６１は、導管２５８内を流れる空気ストリームから少なくとも幾らかの熱を除去する。バルブ２６２は、Ｉ．Ａ．Ｃ．２３２から吐出された空気ストリームを２つの空気ストリームに分割する。第１の空気ストリームは、第１の空気供給導管１０２に送られ、第１の空気供給導管１０２は次に、第１の空気ストリームを産業施設１００内の第１の空気受入装置１０６に送る。別の空気ストリームは、導管２６４を介して熱交換器２７６に送られる。
入口部分２６８は、熱交換器２７６から冷却済み空気ストリーム２６７を受入れかつその空気を第１の圧縮セクション２７０に送り、第１の圧縮セクション２７０は、空気を部分的に圧縮しかつその空気を中間抽気部分２７２に送り、中間抽気部分２７２は、空気ストリーム２７４をＢ．Ａ．Ｃ．中間及び最終冷却熱交換器２７６に吐出する。熱交換器２７６は、空気ストリーム２７４を受入れ、空気ストリーム２７４から少なくとも幾らかの熱を除去し、かつ冷却済み空気ストリーム２８０を吸引部分２７８に吐出する。吸引部２７８は、空気を第２の圧縮部分２８２に送り、第２の圧縮部分２８２は、その空気を圧縮しかつその空気を最終吐出部分２８４に送る。部分２８４は、最終冷却のために熱交換器２７６に送られる空気ストリーム２８６を形成する。熱交換器２７６は、ストリーム２８６から熱を除去しかつストリーム２８６を第２の空気供給導管１０４に送り、第２の空気供給導管１０４は次に、第２の空気ストリームを産業施設１００内の第２の空気受入装置１０８に送る。
本明細書に記載したようにガスを圧縮するための方法及び装置は、空気圧縮システムを含む生産施設の作動を促進する。具体的には、本明細書に記載した空気圧縮システムは、産業施設の作動を促進する。より具体的には、モジュラプラットホームは、現場への輸送に先立つ工場又は作業場内でのプレハブ組立を容易にすることによって、空気圧縮システムの組立を容易にする。モジュラプラットホームはまた、プラットホームに固定される設備の寸法及び重量の制限を少なくとも部分的に定めることによって、工場又は作業場から現場にシステムの少なくとも一部分の輸送を容易にする。さらに、プラットホームは、該プラットホームに固定される設備に関連する設備移動の回数を減少させることによって、輸送を容易にする。設備の寸法及び重量を制限しかつ設備移動の回数を軽減することは、輸送及び据付けコストの低減を促進する。また、設備は、現場検査及び保守作業を容易にするように、プラットホーム上に配向することができる。さらに、プラットホームは、２つのモジュラプラットホームの間の単一の回転可能現場結合及び位置合わせを容易にする配向にされ、それによって据付時間及びコストの低減に資する。また、この構成は、システムの圧縮装置の水平取付けを容易にし、それによってシステムを収容する関連の垂直構造物に関連する設備調達及び建設コストを低減する。さらに、高速の駆動装置が圧縮装置の全てを回転可能に駆動するようにした設備の配置は、圧縮装置の寸法及び重量の低減を促進する。
以上、産業施設に関連する空気圧縮の例示的な実施形態を詳細に説明している。本方法、装置及びシステムは、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではないし、また特定の例示した空気圧縮システム及び産業施設にも限定されるものではない。
様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることは、当業者は明らかであろう。
例示的な産業施設の概念図。 図１に示す産業施設で使用することができる例示的な圧縮システムの概略側面図。 図２に示す圧縮システムの概略俯瞰図。
符号の説明
１００ 産業施設
１０２ 第１の空気供給導管
１０４ 第２の空気供給導管
１０６ 第１の空気受入装置
１０８ 第２の空気受入装置
２００ ハウジングシステム
２０２ ハウジング
２０３ ファン
２０４ 大気環境
２０５ シャフト
２０６ フィルタ入口
２０７ 電気モータ駆動装置
２０８ 取付け装置又は過給装置
２０９ 電気モータ駆動装置
２１０ フェアリング
２１２ （Ｍ．Ａ．Ｃ．）主空気圧縮機又は第１の圧縮装置
２１４ 駆動装置
２１６ シャフト
２１８ 蒸気入口ポート
２２０ 蒸気排出ポート
２２２ 第１のベースプレート又はプラットホーム
２２４ 吊り金具
２２６ ギアボックス
２２８ シャフト
２３０ ギアボックス出力シャフト
２３２ （Ｉ．Ａ．Ｃ．）中間空気圧縮機又は第２の圧縮装置
２３４ （Ｂ．Ａ．Ｃ．）ブースト空気圧縮機
２３６ シャフト
２３７ 撓み継手
２３８ 第２のモジュラベースプレート又はプラットホーム
２４０ 吊り金具
２４２ 入口部分
２４４ 段
２４６ 出口ボリュート
２４８ 熱交換器
２５０ 導管
２５２ サージ防止装置
２５４ 導管
２５６ 入口部分
２５８ 導管
２６０ 出口部分
２６１ 熱交換器
２６２ 流量制御バルブ
２６４ 導管
２６６ サージ防止装置
２６７ 冷却空気ストリーム
２６８ 入口部分
２７０ 第１の圧縮セクション
２７２ 中間抽気部分
２７４ 空気ストリーム
２７６ 熱交換器
２７８ 吸引部分
２８０ 冷却空気ストリーム
２８２ 第２の圧縮部分
２８４ 最終吐出部分
２８６ 空気ストリーム

Claims (10)

  1. 入口フィルタハウジングと、
    前記入口フィルタハウジングの実質的に内部に位置するように、前記入口フィルタハウジングに結合された１以上の過給装置と、
    実質的に平らな第１のプラットホームに取り付けられた１以上の第１の圧縮装置と、
    前記第１のプラットホームに結合され実質的に平らな別個の第２のプラットホームに取り付けられ、第２の圧縮装置を含む１以上の別個の第２の圧縮構成要素と、
    を含み、
    前記１以上の第２の圧縮装置が、前記１以上の第１の圧縮装置に直列流れ連通状態で結合され、
    前記１以上の過給装置が、前記１以上の第１の圧縮装置および前記１以上の第２の圧縮装置に直列流れ連通状態で結合される、
    モジュール式圧縮システム。
  2. 前記１以上の過給装置が、１以上のモータ駆動装置および１以上のタービン駆動装置のうちの１つを含む、請求項１に記載のモジュール式圧縮システム。
  3. 前記１以上の第１の圧縮装置及び１以上の第２の圧縮装置に直列流れ連通状態で結合された蒸発冷却システムをさらに含む、請求項１に記載のモジュール式圧縮システム。
  4. 前記１以上の第１の圧縮装置及び１以上の第２の圧縮装置に直列流れ連通状態で結合された低温システムをさらに含む、請求項１に記載のモジュール式圧縮システム。
  5. 前記第１のプラットホーム及び第２のプラットホームが互いに結合される、請求項１に記載のモジュール式圧縮システム。
  6. 前記第１のプラットホームに結合されかつ前記１以上の第１の圧縮装置と該１以上の第１の圧縮装置に回転可能に結合された１以上の第１のシャフトとを備えた該モジュール式圧縮システムの第１の部分と、
    前記第２のプラットホームに結合されかつ前記１以上の第２の圧縮装置と該１以上の第２の圧縮装置に回転可能に結合された１以上の第２のシャフトとを備えた該モジュール式圧縮システムの第２の部分と、
    を含み、
    前記１以上の第２のシャフトが、前記１以上の第１のシャフトに回転可能に結合される、
    請求項５に記載のモジュール式圧縮システム。
  7. 該モジュール式圧縮システムの前記第１の部分が、前記第１の圧縮装置に回転可能に結合された１以上の蒸気タービンエンジンをさらに含む、請求項６に記載のモジュール式圧縮システム。
  8. 前記１以上の蒸気タービンエンジンが、前記１以上の第２の圧縮装置に回転可能に結合される、請求項７に記載のモジュール式圧縮システム。
  9. 前記１以上の第２の圧縮装置が、前記１以上の第２の圧縮装置及び１以上の蒸気タービンエンジンに回転可能に結合された１以上の第３の圧縮装置）を含む、請求項８に記載のモジュール式圧縮システム。
  10. 前記１以上の第２の圧縮装置）が、前記１以上の第３の圧縮装置に直列流れ連通状態で結合される、請求項９に記載のモジュール式圧縮システム。
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