JPH10252688A - Centrifugal compressor device and operation method therefor - Google Patents
Centrifugal compressor device and operation method thereforInfo
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- JPH10252688A JPH10252688A JP6043097A JP6043097A JPH10252688A JP H10252688 A JPH10252688 A JP H10252688A JP 6043097 A JP6043097 A JP 6043097A JP 6043097 A JP6043097 A JP 6043097A JP H10252688 A JPH10252688 A JP H10252688A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は遠心圧縮機装置及び
その運転方法に係り、特に多段の遠心圧縮機装置及びそ
の運転方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugal compressor device and a method of operating the same, and more particularly, to a multi-stage centrifugal compressor device and a method of operating the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】発火性を有するガスまたは有害なガスを
取り扱う遠心圧縮機装置では、ケーシングの外部にガス
の漏洩を防止するシールリングを軸封機構として使用し
ている。この軸封機構は、大気側のシールリングとガス
側のシールリングを備えており、それぞれのリングとス
リーブのすき間に油を供給してガスが外部に漏れるのを
防止している。この油の供給用として給油装置を備えて
いる。2. Description of the Related Art In a centrifugal compressor for handling ignitable gas or harmful gas, a seal ring for preventing leakage of gas to the outside of a casing is used as a shaft sealing mechanism. This shaft sealing mechanism includes a seal ring on the atmosphere side and a seal ring on the gas side, and supplies oil between the respective rings and the sleeve to prevent gas from leaking to the outside. An oil supply device is provided for supplying the oil.
【０００３】この一般に用いられている遠心圧縮機装置
の軸封機構に用いられる給油方式の一例がエー・ピー・
アイ スタンダード ６１４（API Standard 614, " Lu
bri-cation, Shaft-Sealing, and Control-Oil Systems
for Special-Purpose Appl-ications" , Third Editio
n, August 1992, American Petroleum Institute)の第
４２及び４９頁に記載されている。この従来技術におい
ては、オイルポンプで昇圧された油はオイルクーラおよ
びオイルフィルタを経て、調節弁で油量が調節された後
シールリングに必要な量だけ供給されている。また、シ
ールオイルヘッドタンクに所定量の油を蓄えるととも
に、取扱ガスの配管をヘッドタンクの上部に接続してタ
ンク内部の圧力が常にガス圧と等しくなるように、この
タンクを遠心圧縮機の軸封機構より垂直方向に高い適切
な位置に設置している。[0003] An example of an oiling method used for a shaft sealing mechanism of a centrifugal compressor device which is generally used is an A.P.
API Standard 614, "Lu
bri-cation, Shaft-Sealing, and Control-Oil Systems
for Special-Purpose Appl-ications ", Third Editio
n, August 1992, American Petroleum Institute) at pages 42 and 49. In this prior art, the oil pressurized by an oil pump is supplied through an oil cooler and an oil filter, after the amount of oil is adjusted by a control valve, to a necessary amount to a seal ring. In addition, a predetermined amount of oil is stored in the seal oil head tank, and a pipe for handling gas is connected to the upper part of the head tank so that the pressure inside the tank is always equal to the gas pressure. It is installed at an appropriate position vertically higher than the sealing mechanism.
【０００４】遠心圧縮機装置の軸封機構の他の例が、特
開平５−１９５９８７号公報に記載されている。この公
報に記載のものは、上記した軸封機構にさらに大気側シ
ールリングを冷却するための給油ラインおよび排油ライ
ンを設け、大気側フロートリングに冷却用の油を供給し
ている。Another example of a shaft sealing mechanism of a centrifugal compressor device is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-195988. In this publication, an oil supply line and an oil drain line for cooling the atmosphere-side seal ring are further provided in the shaft sealing mechanism, and cooling oil is supplied to the atmosphere-side float ring.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の多段遠心圧
縮機装置に用いられる軸封機構においては、ガス側に配
設したシールリングに供給される軸封油と作動ガスの差
圧を所定圧力に保つため、シール用のオイルヘッドタン
クを遠心圧縮機装置の軸封機構よりも垂直方向に高い適
当な位置に設置している。これにより、タンク内部の液
面が一定位置に保たれ、所定差圧を発生する。その結
果、シールリングを流れる油量は作動ガスの圧力が変動
してもほぼ一定に制御される。In the shaft sealing mechanism used in the above-mentioned conventional multistage centrifugal compressor device, the differential pressure between the shaft sealing oil and the working gas supplied to the seal ring provided on the gas side is set to a predetermined pressure. The oil head tank for sealing is installed at an appropriate position vertically higher than the shaft sealing mechanism of the centrifugal compressor device. As a result, the liquid level inside the tank is maintained at a fixed position, and a predetermined differential pressure is generated. As a result, the amount of oil flowing through the seal ring is controlled to be substantially constant even if the pressure of the working gas fluctuates.
【０００６】ところで、大気側のシールリングには軸封
油の圧力と大気圧との差圧が加わるので、作動ガスの圧
力が変動するとそれに伴って供給軸封油の圧力も変化
し、大気側のシールリングを流れる油量が大きく変化す
る。軸封油の圧力（供給圧力）に対する大気側シールリ
ングの排油温度及び油の流量との関係は、図３にその一
例を示すように表される。図３から明らかなように、軸
封油の供給圧力が低いと排油温度が高くなり、逆に供給
圧力が高いと排油温度が下がるが油量は増加する。Since the pressure difference between the pressure of the shaft sealing oil and the atmospheric pressure is applied to the seal ring on the atmosphere side, when the pressure of the working gas fluctuates, the pressure of the supply shaft sealing oil also changes, and the pressure on the atmosphere side is changed. The amount of oil flowing through the seal ring changes greatly. FIG. 3 shows an example of the relationship between the pressure (supply pressure) of the shaft sealing oil, the oil discharge temperature of the atmosphere-side seal ring, and the oil flow rate. As is clear from FIG. 3, when the supply pressure of the shaft sealing oil is low, the oil discharge temperature increases, and when the supply pressure is high, the oil discharge temperature decreases but the oil amount increases.
【０００７】作動ガスの圧力の変動幅が大きい遠心圧縮
機装置において、大気側シールリングとスリーブ間のす
き間を小さくすると、作動ガスの圧力が低くなったとき
に排油温度が高くなり、シールリングの焼損限界値Ｔ１
を越える恐れを生じる。逆に、上記すき間を大きくする
と、作動ガスの圧力が大きくなった時に油量がＱ２で表
される量まで大きくなり、オイルポンプやタンクのサイ
ズを大きくする必要が生じる。このため、作動ガスの圧
力変動が大きい遠心圧縮機装置に、オイルフィルムシー
ルを適用するのは困難であった。[0007] In a centrifugal compressor device in which the fluctuation width of the working gas pressure is large, if the gap between the atmosphere side seal ring and the sleeve is reduced, the oil discharge temperature increases when the pressure of the working gas decreases, and the seal ring Burnout limit value T1
Cause the risk of exceeding Conversely, if the gap is increased, the oil amount increases to the amount represented by Q2 when the pressure of the working gas increases, and it is necessary to increase the size of the oil pump and the tank. For this reason, it has been difficult to apply the oil film seal to a centrifugal compressor device in which the pressure fluctuation of the working gas is large.
【０００８】そこで、圧力変動が大きい遠心圧縮機装置
にオイルフィルムシールを適用可能にするため、例えば
特開平５−１９５９８７号公報に記載のものにおいて
は、大気側フロートリングの排油ラインに温度コントロ
ーラを取付け、排油温度が限界値を越えたときに、大気
側フロートリングを冷却する給油ラインおよび排油ライ
ンを新たに設けている。そして、この両ラインに調節弁
を取り付け、この調節弁に温度コントローラから排油温
度を下げる信号を送っている。しかしながら、この公報
に記載のものは、新たに給油ラインと排油ラインを設け
る必要がある上、遠心圧縮機装置のシールハウジング内
部にも冷却用の内部配管を装備する必要があり、遠心圧
縮機装置及び給油装置の構造が複雑になっている。In order to make the oil film seal applicable to a centrifugal compressor device having a large pressure fluctuation, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-1959887, a temperature controller is connected to the oil drain line of the atmosphere side float ring. And a new oil supply line and oil drain line are provided to cool the atmosphere side float ring when the oil drain temperature exceeds the limit value. Then, a control valve is attached to both lines, and a signal for lowering the drain oil temperature is sent from the temperature controller to the control valve. However, in the apparatus described in this publication, it is necessary to newly provide an oil supply line and an oil discharge line, and it is necessary to equip the seal housing of the centrifugal compressor device with an internal pipe for cooling. The structures of the device and the refueling device are complicated.
【０００９】本発明の目的は、簡単な構造で作動ガスの
シールが可能な軸封システムを備えた遠心圧縮機装置及
びその運転方法を提供することにある。本発明の他の目
的は、作動ガスのシールの信頼性を高めた軸封システム
を備えた遠心圧縮機装置及びその運転方法を提供するこ
とにある。本発明のさらに他の目的は、遠心圧縮機装置
の軸封システムを構成する給油ポンプやタンク等の構成
機器を小型化した遠心圧縮機装置及びその運転方法を提
供することにある。本発明の他の目的は、遠心圧縮機装
置の軸封システムに用いられるシールリングの焼損を防
止することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a centrifugal compressor device having a shaft sealing system capable of sealing a working gas with a simple structure and a method of operating the same. It is another object of the present invention to provide a centrifugal compressor device provided with a shaft sealing system that enhances the reliability of a seal for a working gas and a method of operating the same. Still another object of the present invention is to provide a centrifugal compressor device in which components such as an oil supply pump and a tank constituting a shaft sealing system of the centrifugal compressor device are miniaturized, and a method of operating the centrifugal compressor device. Another object of the present invention is to prevent burning of a seal ring used in a shaft sealing system of a centrifugal compressor device.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の態様は、少なくとも１枚の遠心羽根車
を有する遠心圧縮機本体と、この遠心圧縮機本体に設け
た吸込口から吸い込まれ吐出口から吐出される作動ガス
の遠心圧縮機本体からの漏洩を防止する軸封手段とを備
えた遠心圧縮機装置において、この軸封手段に給油する
給油手段と、この軸封手段から排出される油の温度を検
出する検出手段と、給油手段中を流通する油を加圧する
加圧手段と、検出手段の出力に基づいて給油手段中を流
れる油の流量及び圧力を制御する制御手段とを設けもの
である。According to a first aspect of the present invention, there is provided a centrifugal compressor having at least one centrifugal impeller, and a suction port provided in the centrifugal compressor. Centrifugal compressor device provided with shaft sealing means for preventing leakage of working gas discharged from the discharge port from the centrifugal compressor main body, oil supply means for supplying oil to the shaft sealing means, and shaft sealing means Detecting means for detecting the temperature of oil discharged from the oil supply means, pressurizing means for pressurizing oil flowing through the oil supply means, and control for controlling the flow rate and pressure of oil flowing through the oil supply means based on the output of the detection means Means.
【００１１】上記目的を達成するための本発明の第２の
態様は、回転軸と、この回転軸に取り付けられた少なく
とも１枚の遠心羽根車と、この回転軸を支持し回転軸の
両端部に設けられた軸受手段と、前記遠心羽根車を囲む
ケーシングと、を有する遠心圧縮機本体と、この遠心圧
縮機本体が圧縮する作動ガスが遠心圧縮機本体から漏洩
するのを防止し軸受手段近傍に設けられた軸封手段とを
備えた遠心圧縮機装置において、軸封手段に軸封油を供
給する軸封油供給手段と、この軸封油の油量を制御する
制御弁と、軸封油供給手段が供給する軸封油を加圧する
ために軸封油供給手段中に開閉弁を介して配設されたヘ
ッドタンクと、軸封手段から排出される軸封油の温度を
検出する温度検出手段と、この温度検出手段が検出した
温度に基づいて制御弁を制御する制御手段とを設けたも
のである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotary shaft, at least one centrifugal impeller mounted on the rotary shaft, and both ends of the rotary shaft supporting the rotary shaft. And a casing surrounding the centrifugal impeller; a centrifugal compressor main body; and a working gas compressed by the centrifugal compressor main body is prevented from leaking from the centrifugal compressor main body. A centrifugal compressor device provided with a shaft sealing means provided in the shaft sealing oil supply means for supplying shaft sealing oil to the shaft sealing means, a control valve for controlling the amount of oil of the shaft sealing oil, A head tank disposed in the shaft sealing oil supply means via an on-off valve to pressurize the shaft sealing oil supplied by the oil supply means, and a temperature for detecting a temperature of the shaft sealing oil discharged from the shaft sealing means. Detecting means, and controlling based on the temperature detected by the temperature detecting means. It is provided with a control means for controlling the valve.
【００１２】そして好ましくは、制御装置は、温度検出
手段が検出した温度が上昇したときに軸封油の流量を増
加させるように制御弁を制御するか、または制御装置
は、温度検出手段が検出した温度が設定値を超えたとき
に開閉弁を開くように制御するものである。Preferably, the control device controls the control valve so as to increase the flow rate of the shaft sealing oil when the temperature detected by the temperature detection means rises, or the control device controls the control valve so that the temperature detection means detects the flow rate. When the detected temperature exceeds a set value, the on-off valve is controlled to be opened.
【００１３】上記目的を達成するための本発明の第３の
態様は、回転軸と、この回転軸に取り付けられた少なく
とも１枚の遠心羽根車と、前記遠心羽根車を囲むケーシ
ングと、を有する遠心圧縮機本体と、この遠心圧縮機本
体が圧縮する作動ガスが遠心圧縮機本体から漏洩するの
を防止し回転軸の端部に配設された軸封手段とを備えた
遠心圧縮機装置において、軸封手段に軸封油を供給する
軸封油供給手段と、この軸封油の油量を制御する制御弁
と、軸封油供給手段が供給する軸封油を加圧し軸封油供
給手段中に弁を介して配設されたヘッドタンクと、軸封
手段から排出される軸封油の温度を検出する軸封油温度
検出手段とを設け、ヘッドタンクをこのヘッドタンク内
に収容される軸封油の液面を軸封手段の位置より高くで
きる位置に配設したものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotating shaft, at least one centrifugal impeller attached to the rotating shaft, and a casing surrounding the centrifugal impeller. In a centrifugal compressor device including a centrifugal compressor main body, and shaft sealing means disposed at an end of a rotating shaft for preventing working gas compressed by the centrifugal compressor main body from leaking from the centrifugal compressor main body. A shaft sealing oil supply means for supplying shaft sealing oil to the shaft sealing means, a control valve for controlling the amount of oil in the shaft sealing oil, and a shaft sealing oil supply by pressurizing the shaft sealing oil supplied by the shaft sealing oil supply means. A head tank disposed in the means via a valve, and a shaft sealing oil temperature detecting means for detecting a temperature of the shaft sealing oil discharged from the shaft sealing means are provided, and the head tank is housed in the head tank. The oil level of the shaft sealing oil to be higher than the position of the shaft sealing means. It is intended.
【００１４】上記目的を達成するための本発明の第４の
態様は、遠心圧縮機装置の有する軸封手段を用いて作動
ガスが圧縮機本体から漏洩するのを防止する遠心圧縮機
装置の運転方法において、軸封手段で軸封に用いられた
軸封油の温度が設定値以下のときに軸封油の流量を軸封
油温度に基づいて制御する第１のモードと、温度が設定
値を超えたときにこの軸封油を加圧する第２のモードと
を備えたものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an operation of a centrifugal compressor for preventing working gas from leaking from a compressor body by using shaft sealing means of the centrifugal compressor. A first mode for controlling the flow rate of the shaft sealing oil based on the shaft sealing oil temperature when the temperature of the shaft sealing oil used for shaft sealing by the shaft sealing means is equal to or lower than a set value; And a second mode in which the shaft sealing oil is pressurized when the pressure exceeds
【００１５】そして好ましくは、第２のモードにおいて
は軸封油の流量をほぼ一定値に保持するか、または第２
のモードにおいて、遠心圧縮機本体から吐出される作動
ガスの圧力が所定圧力に達したら第１のモードに復帰す
るものである。Preferably, in the second mode, the flow rate of the shaft sealing oil is maintained at a substantially constant value, or
In the mode, when the pressure of the working gas discharged from the centrifugal compressor main body reaches a predetermined pressure, the mode returns to the first mode.
【００１６】上記目的を達成するための本発明の第５の
態様は、遠心圧縮機装置の有する軸封手段を用いて作動
ガスが圧縮機本体から漏洩するのを防止する遠心圧縮機
装置の運転方法において、作動ガスの吐出圧力に基づい
て制御する第１のモードと、この吐出圧力が設定値を超
えたら軸封手段に流通する軸封油を加圧する第２のモー
ドとを備えたものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an operation of a centrifugal compressor for preventing working gas from leaking from a compressor body by using shaft sealing means of the centrifugal compressor. The method comprises a first mode for controlling based on a discharge pressure of a working gas, and a second mode for pressurizing a shaft sealing oil flowing to a shaft sealing means when the discharge pressure exceeds a set value. is there.
【００１７】上記目的を達成するための本発明の第６の
態様は、回転軸と、この回転軸に取り付けられた少なく
とも１枚の遠心羽根車と、遠心羽根車を囲むケーシング
と、を有する遠心圧縮機本体と、この遠心圧縮機本体が
圧縮する作動ガスが遠心圧縮機本体から漏洩するのを防
止し回転軸の端部に配設された軸封手段とを備えた遠心
圧縮機装置において、軸封手段に軸封油を供給する軸封
油供給手段と、この軸封油の油量を制御する制御弁と、
軸封油供給手段が供給する軸封油を加圧し軸封油供給手
段中に弁を介して配設されたヘッドタンクと、軸封手段
から排出される軸封油の温度を検出する軸封油温度検出
手段とを設け、前記ヘッドタンク内に収容される軸封油
の設定液面が前記軸封手段の位置より５ないし１０ｍの
範囲内で高くなっているものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a centrifugal machine having a rotating shaft, at least one centrifugal impeller attached to the rotating shaft, and a casing surrounding the centrifugal impeller. In a centrifugal compressor device including a compressor body and shaft sealing means disposed at an end of a rotating shaft for preventing working gas compressed by the centrifugal compressor body from leaking from the centrifugal compressor body, Shaft sealing oil supply means for supplying shaft sealing oil to the shaft sealing means, and a control valve for controlling the oil amount of the shaft sealing oil,
A head tank which pressurizes the shaft sealing oil supplied by the shaft sealing oil supply means and is disposed via a valve in the shaft sealing oil supply means, and a shaft seal which detects a temperature of the shaft sealing oil discharged from the shaft sealing means. An oil temperature detecting means, wherein a set liquid level of the shaft sealing oil contained in the head tank is higher than a position of the shaft sealing means within a range of 5 to 10 m.
【００１８】換言すれば、大気側シールリングの排油ラ
インに温度コントローラを取付け、排油温度が限界値に
近づいたならば、シールオイルヘッドタンクへの給油を
遮断し、給油量の制御をシールオイルヘッドタンクの液
面一定制御から大気側フロートリングの排油温度一定制
御に切替え、ガス圧とは無関係に温度コントローラの信
号により給油量調節弁の開度を開方向に大きくする。そ
して好ましくは、モードの切り替え時に用いる給油圧の
急変を防止するバンプレス切り替えモードを備えるか、
または、大気側シールリング部から排出される軸封油の
温度が上昇したら、遠心圧縮機の回転数に応じて軸封油
の供給圧力を制御するようにしたものである。In other words, a temperature controller is attached to the oil discharge line of the atmosphere side seal ring, and when the oil discharge temperature approaches the limit value, oil supply to the seal oil head tank is shut off, and control of the oil supply amount is performed. The control is switched from the constant liquid level control of the oil head tank to the constant oil discharge temperature control of the atmosphere side float ring, and the opening of the oil supply amount control valve is increased in the opening direction by a signal of the temperature controller regardless of the gas pressure. And preferably, a bumpless switching mode for preventing a sudden change of the supply hydraulic pressure used when switching the mode is provided,
Alternatively, when the temperature of the shaft sealing oil discharged from the atmosphere side seal ring increases, the supply pressure of the shaft sealing oil is controlled according to the rotation speed of the centrifugal compressor.
【００１９】また、ガス圧力が低下した時、大気側シー
ルリングに加わる差圧は小さくなり、大気側シールリン
グを流れる油の量が減少するため、排油温度が上昇し、
シールリングの焼損限界値に近づく。排油温度が限界値
に近づき、予め設定したしきい値を越えたならば給油ラ
インとシールオイルヘッドタンクとの間の遮断弁を全閉
とし、同時に調節弁を開として軸封油の供給圧を上昇さ
せ大気側シールリングへの油の供給量を増加し、排油温
度を限界値以下の一定温度となるようにする。Further, when the gas pressure decreases, the differential pressure applied to the atmosphere-side seal ring decreases, and the amount of oil flowing through the atmosphere-side seal ring decreases.
The seal ring is approaching the burnout limit. When the oil discharge temperature approaches the limit value and exceeds a preset threshold value, the shutoff valve between the oil supply line and the seal oil head tank is fully closed, and at the same time, the control valve is opened to supply the shaft sealing oil supply pressure. To increase the amount of oil supplied to the atmosphere-side seal ring so that the oil discharge temperature becomes a constant temperature equal to or lower than the limit value.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施例
を図１ないし図６により説明する。図１に、本発明の第
１の実施例に係る遠心圧縮機本体１７の縦断面図と、こ
の遠心圧縮機本体１７に用いられる軸封システムの各機
器の接続関係を模式的に示す。遠心圧縮機本体１７は、
多段の遠心圧縮機からなる。シャフト９には、多段の
（図１では５枚の）遠心羽根車２１が、取り付けられて
おり、各段の羽根車２１の上流側には吸込流路２２が、
下流側には羽根付きまたは羽根なしディフューザ２３が
形成されている。最終段を除く各段のディフューザ２３
のさらに下流には戻り流路２４が形成されており、次段
への作動ガスの円滑な流入を可能にしている。最終段の
ディフューザ２３の下流には需要元へこの遠心圧縮機本
体１７で圧縮された作動ガスを導くためにスクロール部
２５が形成されている。吸込流路２２、羽根車２１、デ
ィフューザ２３、戻り流路２４、およびスクロール部２
５の回りを囲んでケーシング２６が配設されている。シ
ャフト９の端部には、このシャフト９を回転支持するた
めラジアル軸受２７a、２７bおよびスラスト軸受２８が
取り付けられており、これら軸受は後述する軸封装置３
１に取り付けられた軸受箱３２a、３２bに保持される。
このように構成した多段の遠心圧縮機本体１７では、図
示しない駆動機に接続されたシャフト９が回転駆動され
ると、吸込口２９から吸い込まれた作動ガスは各段の羽
根車２１によりエネルギーを付与されて圧縮され、各段
を経る毎に順次高圧となり、最終的に吐出口３０より所
定圧力（0.3Mpa〜20Mpa)で吐出される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a centrifugal compressor main body 17 according to a first embodiment of the present invention, and schematically shows a connection relation of each device of a shaft sealing system used in the centrifugal compressor main body 17. The centrifugal compressor body 17 is
It consists of a multi-stage centrifugal compressor. A multi-stage (five in FIG. 1) centrifugal impeller 21 is attached to the shaft 9, and a suction passage 22 is provided upstream of the impeller 21 in each stage.
Downstream, a vaned or vaned diffuser 23 is formed. Diffuser 23 of each stage except the last stage
A return flow path 24 is formed further downstream of the, so that the working gas can smoothly flow into the next stage. A scroll portion 25 is formed downstream of the diffuser 23 at the final stage to guide the working gas compressed by the centrifugal compressor main body 17 to a demand source. Suction channel 22, impeller 21, diffuser 23, return channel 24, and scroll portion 2
A casing 26 is provided so as to surround the periphery of the casing 5. At the end of the shaft 9, radial bearings 27a and 27b and a thrust bearing 28 are mounted for rotatably supporting the shaft 9, and these bearings are provided in a shaft sealing device 3 described later.
1 are held by bearing housings 32a and 32b.
In the multi-stage centrifugal compressor main body 17 configured as described above, when the shaft 9 connected to the driving device (not shown) is rotationally driven, the working gas sucked from the suction port 29 transfers energy by the impeller 21 of each stage. After being applied and compressed, the pressure becomes higher sequentially after passing through each stage, and is finally discharged from the discharge port 30 at a predetermined pressure (0.3 Mpa to 20 Mpa).
【００２１】ところで、作動ガスの一部は羽根車２１の
回転運動を円滑にするために遠心圧縮機本体１７の内部
に形成された隙間を通して遠心圧縮機本体１７の外部へ
漏れようとする漏れ流れとなる。すなわち、羽根車２１
のマウスリング部３３や羽根車出口部３４から漏れる高
圧の作動ガスは、この作動ガスの流れを防止するために
ケーシング２６やシャフト９に取り付けられたラビリン
スシール３５、３６等へ流入し、そこで降圧される。し
かし、降圧されてもなお漏れガスの圧力が雰囲気圧力よ
り高いと、作動ガスはシャフト９端部に設けられた軸封
装置３１へと流入する。A part of the working gas leaks to the outside of the centrifugal compressor main body 17 through a gap formed inside the centrifugal compressor main body 17 in order to smooth the rotational movement of the impeller 21. Becomes That is, the impeller 21
The high-pressure working gas leaking from the mouth ring portion 33 and the impeller outlet portion 34 flows into labyrinth seals 35 and 36 attached to the casing 26 and the shaft 9 in order to prevent the flow of the working gas, where the pressure is reduced. Is done. However, if the pressure of the leak gas is still higher than the atmospheric pressure even after the pressure is reduced, the working gas flows into the shaft sealing device 31 provided at the end of the shaft 9.
【００２２】この軸封装置３１の詳細を図２に示す。水
素ガスや炭化水素系ガス等の発火性のガスまたは硫化水
素等の有害ガスからの腐食や損傷を防止するために、シ
ャフト９はステンレス鋼製のスリーブ１０で覆われてい
る。下流側から漏れてきた発火性または有害ガスは、回
転するシャフト９を覆うスリーブ１０とシールリングホ
ルダ８の内周面側との間に形成される隙間から遠心圧縮
機本体１７の外部へ漏れようとする。この漏れ流れを阻
止するために、軸受２７a、２７b、２８等を潤滑する潤
滑油の一部を軸封装置３１に導き漏れ流れに対抗させて
いる。なお、軸受潤滑油と軸封油は圧力レベル等を考慮
して別に供給されてもよい。FIG. 2 shows details of the shaft sealing device 31. The shaft 9 is covered with a stainless steel sleeve 10 in order to prevent corrosion or damage from a flammable gas such as hydrogen gas or hydrocarbon-based gas or a harmful gas such as hydrogen sulfide. The ignitable or harmful gas leaking from the downstream side may leak to the outside of the centrifugal compressor main body 17 from a gap formed between the sleeve 10 covering the rotating shaft 9 and the inner peripheral surface side of the seal ring holder 8. And In order to prevent the leakage flow, a part of the lubricating oil for lubricating the bearings 27a, 27b, 28, etc. is guided to the shaft sealing device 31 to oppose the leakage flow. The bearing lubricating oil and the shaft sealing oil may be separately supplied in consideration of the pressure level and the like.
【００２３】シールリングホルダ８に保持されたガス側
シールリング５と、シールリングホルダ７に保持された
大気側シールリング６との２個のシールリングを、スリ
ーブ１０との間に隙間をもたせてほぼ並行に配置する。
この２つのシールリング５、６間には圧縮バネが設けら
れており、このバネが各シールリング５、６をそれぞれ
のホルダ７、８に押しつけている。シールリングホルダ
ー８には、ガス側シールリング５の背面に形成した溝
部、このガス側シールリング５の外周部複数箇所に設け
た軸方向スリット、２つのシールリング５、６間隙間、
各シールリング５、６とスリーブ１０間の隙間を順次軸
封油が流れるように流路が形成されている。The two seal rings, the gas side seal ring 5 held by the seal ring holder 8 and the atmosphere side seal ring 6 held by the seal ring holder 7, are provided with a gap between the two seal rings with the sleeve 10. Arrange almost in parallel.
A compression spring is provided between the two seal rings 5 and 6, and the spring presses the seal rings 5 and 6 against the respective holders 7 and 8. The seal ring holder 8 has a groove formed on the back surface of the gas-side seal ring 5, an axial slit provided at a plurality of outer peripheral portions of the gas-side seal ring 5, a gap between the two seal rings 5, 6,
A flow path is formed so that shaft sealing oil flows sequentially through the gaps between the seal rings 5 and 6 and the sleeve 10.
【００２４】次に上述した軸封装置３１への給油系を図
１を用いて説明する。オイルリザーバタンク１６に保有
された軸封油はオイルポンプ１により昇圧され、給油配
管へと導かれる。オイルポンプ１を出た軸封油はオイル
クーラ２で冷却水と熱交換して冷却され、オイルフィル
タ３でごみ等を除かれた後、調節弁４へと導かれる。そ
して、調節弁４で軸封装置で必要な流量に流量制御され
た軸封油は、多段の遠心圧縮機本体１７の両端部近傍に
設けられた軸封装置３１に導かれる。軸封装置３１で作
動ガスをシールした軸封油オイルリザーバタンク１６に
戻される。そして、以後この経路を循環する。Next, an oil supply system to the shaft seal device 31 will be described with reference to FIG. The shaft sealing oil held in the oil reservoir tank 16 is pressurized by the oil pump 1 and guided to an oil supply pipe. The shaft sealing oil that has left the oil pump 1 is cooled by exchanging heat with cooling water in an oil cooler 2, and dust is removed by an oil filter 3, and then guided to a control valve 4. Then, the shaft sealing oil whose flow rate is controlled to the required flow rate by the shaft sealing device by the control valve 4 is guided to a shaft sealing device 31 provided near both ends of the multi-stage centrifugal compressor main body 17. It is returned to the shaft sealing oil reservoir tank 16 in which the working gas is sealed by the shaft sealing device 31. Then, this route is circulated thereafter.
【００２５】ところで、調節弁４の下流には分岐部が設
けられており、一方は上述した軸封装置３１へ導かれる
が、他方は遮断弁１２を介してシールオイルヘッドタン
ク１３の底部に導かれている。シールオイルヘッドタン
ク１３には所定量の軸封油が蓄えられるとともに、シー
ルオイルヘッドタンク１３を軸封装置３１よりも高い位
置に設けている。この高さは、作動ガスの圧力にも依存
するが、好ましくは、５ないし１０ｍ、より好ましくは
７ないし８ｍの高さにシ−ルオイルヘッドタンク１３内
の液面がなるように設定する。なお、ヘッドタンク１３
そのものの高さは２ｍ程度である。つまり、遮断弁１２
を開くことにより、シールオイルヘッドタンク１３に貯
蔵された軸封油のヘッドが軸封装置３１に流入する軸封
油に働き、作動ガスの外部への漏洩を防止する。シール
オイルヘッドタンク１３の上部は、外部へ漏洩しようと
する作動ガスが流入する軸封装置３１と配管１８により
連結されており、作動ガスの漏れ流れの圧力はシールオ
イルヘッドタンク１３の内圧に等しくなる。すなわち、
軸封油と作動ガスの漏れ流れの間にはシールオイルヘッ
ドタンク１４内の軸封油のヘッド分の差圧がある。A branch is provided downstream of the control valve 4, one of which is guided to the shaft sealing device 31, and the other is guided to the bottom of the seal oil head tank 13 via the shutoff valve 12. Has been. A predetermined amount of shaft sealing oil is stored in the seal oil head tank 13, and the seal oil head tank 13 is provided at a position higher than the shaft sealing device 31. The height depends on the pressure of the working gas, but is preferably set such that the liquid level in the seal oil head tank 13 is 5 to 10 m, more preferably 7 to 8 m. The head tank 13
Its height is about 2 m. That is, the shut-off valve 12
, The head of the shaft sealing oil stored in the seal oil head tank 13 acts on the shaft sealing oil flowing into the shaft sealing device 31 to prevent the working gas from leaking outside. The upper portion of the seal oil head tank 13 is connected to the shaft sealing device 31 through which the working gas to be leaked to the outside flows through the pipe 18, and the pressure of the leak flow of the working gas is equal to the internal pressure of the seal oil head tank 13. Become. That is,
There is a pressure difference between the shaft sealing oil and the leakage flow of the working gas corresponding to the head of the shaft sealing oil in the seal oil head tank 14.
【００２６】したがって、シールオイルヘッドタンク１
３が軸封装置１３の位置よりも垂直方向に高い位置に設
置されているので、このシールオイルヘッドタンク１３
の内部の液面を一定位置に制御すればガス側シールリン
グ５部の軸封油と作動ガスとの差圧を一定にすることが
できる。Therefore, the seal oil head tank 1
3 is installed at a position vertically higher than the position of the shaft sealing device 13, so that the seal oil head tank 13
By controlling the liquid level inside the cylinder at a fixed position, the differential pressure between the shaft sealing oil of the gas side seal ring 5 and the working gas can be made constant.
【００２７】なお、軸封油の圧力と温度を制御するため
に、本発明に係る多段の遠心圧縮機装置では、シールオ
イルヘッドタンク１３内の油面位置を検出するレベルコ
ントローラ（LIC)１４がシールオイルヘッドタンク１３
に付設されている。また、軸封装置３１からオイルリザ
ーバタンク１６への戻り流路中には温度コントローラ
（TIC)11が、シールオイルヘッドタンク１６の上部と軸
封装置３１の作動ガス流入部とを連結する配管１８中に
は圧力コントローラ(PIC)がそれぞれ設けられ、これら
の検出値を用いて制御装置４０が調節弁4Oおよび遮断弁
１２を制御する。In order to control the pressure and temperature of the shaft sealing oil, in the multi-stage centrifugal compressor according to the present invention, a level controller (LIC) 14 for detecting the oil level in the seal oil head tank 13 is provided. Seal oil head tank 13
It is attached to. In a return flow path from the shaft sealing device 31 to the oil reservoir tank 16, a temperature controller (TIC) 11 connects a pipe 18 connecting an upper portion of the seal oil head tank 16 to a working gas inflow portion of the shaft sealing device 31. Pressure controllers (PIC) are provided therein, and the control device 40 controls the control valve 40 and the shutoff valve 12 using these detected values.
【００２８】次にこのように構成した本発明に係る多段
の遠心圧縮機の動作について、図４のタイムチャートに
沿って説明する。Next, the operation of the multi-stage centrifugal compressor according to the present invention thus configured will be described with reference to the time chart of FIG.
【００２９】（I）液面レベル制御モード 圧縮機本体１７内のガス圧力Ｐが高いと、大気側シール
リング６と大気圧との差圧が大きくなり、大気側シール
リング６をを流れる油量Ｑが増える。この結果、オイル
リザーバタンク１６に戻る排油の温度Ｔは低くなる。プ
ロセスの変化によりガス圧力Ｐが低下すると、上記差圧
も減少して大気側シールリング６を流れる油量が減少
し、排油の温度Ｔは上昇する。そこで、排油の温度が予
め設定したしきい値Ｔ０を越える前に、シールオイルヘ
ッドタンク１３の液面が一定になるよう、このシールオ
イルヘッドタンク１３に付設した液面レベルコントロー
ラ１４の信号を用いて調節弁４の開度を制御装置４０が
調整する。(I) Liquid level control mode When the gas pressure P in the compressor body 17 is high, the pressure difference between the atmosphere side seal ring 6 and the atmospheric pressure increases, and the amount of oil flowing through the atmosphere side seal ring 6 Q increases. As a result, the temperature T of the drain oil returning to the oil reservoir tank 16 decreases. When the gas pressure P decreases due to a change in the process, the differential pressure also decreases, the amount of oil flowing through the atmosphere-side seal ring 6 decreases, and the temperature T of the discharged oil increases. Therefore, before the temperature of the drain oil exceeds a preset threshold value T0, a signal of a liquid level controller 14 attached to the seal oil head tank 13 is set so that the liquid level of the seal oil head tank 13 becomes constant. The control device 40 adjusts the opening degree of the control valve 4 by using this.
【００３０】（II）制御モード切替え（チェンジオーバ
ー） 温度コントローラ１１が検出した排油温度Ｔがしきい値
Ｔ０を越えた時には、それまで調節弁４の開度制御に用
いられていた液面レベルコントローラ１４の信号を無視
し、代わりに大気側シールリング６から排油される排油
の温度を検出する温度コントローラ１１の信号を用いて
調節弁４の開度を制御装置４０が制御する。それととも
にシールオイルヘッドタンク１３の給油ラインに設置し
た遮断弁１２を全開から全閉に切り換え、シールオイル
ヘッドタンク１３への軸封油の供給を停止する。(II) Switching of Control Mode (Changeover) When the oil discharge temperature T detected by the temperature controller 11 exceeds the threshold value T0, the liquid level which has been used for controlling the opening degree of the control valve 4 until then. The control device 40 controls the opening degree of the control valve 4 using the signal of the temperature controller 11 that detects the temperature of the oil drained from the atmosphere-side seal ring 6 instead of ignoring the signal of the controller 14. At the same time, the shut-off valve 12 installed in the oil supply line of the seal oil head tank 13 is switched from fully open to fully closed, and the supply of the shaft sealing oil to the seal oil head tank 13 is stopped.
【００３１】なお、シールオイルヘッドタンク１３の液
面制御から排油温度制御への切り換えを、漏れガスの圧
力を基準として圧力コントローラ１５を用いて行うこと
も可能である。この場合、排油温度コントローラ１１を
節減できる効果がある。The switching from the liquid level control of the seal oil head tank 13 to the oil discharge temperature control can be performed using the pressure controller 15 based on the pressure of the leaked gas. In this case, there is an effect that the oil drain temperature controller 11 can be saved.
【００３２】（III）排油温度制御モードＡ ステップ(II)で排油温度制御モードに切り換えた後に、
排油温度Ｔを目標値Ｔ３に近づける過渡的なモードであ
る。排油温度の目標値Ｔ３はしきい値Ｔ０よりも低いの
で調節弁４は制御装置４０により開方向に制御され、油
の供給量Ｑが増加する。供給される油量の増加に伴い大
気側シールリング６部から排油される排油の温度Ｔが低
下し、目標値Ｔ３に近づく。(III) Oil temperature control mode A After switching to the oil temperature control mode in step (II),
This is a transitional mode in which the oil discharge temperature T approaches the target value T3. Since the target value T3 of the drain oil temperature is lower than the threshold value T0, the control valve 4 is controlled in the opening direction by the control device 40, and the oil supply amount Q increases. As the amount of supplied oil increases, the temperature T of the oil discharged from the atmosphere-side seal ring 6 decreases, and approaches the target value T3.
【００３３】（IV）排油温度制御モードＢ 排油温度Ｔがほぼ目標値に達したときのモードであり、
遮断弁１２は全閉のままで、温度コントローラ１１で検
出された排油温度Ｔが目標値Ｔ３（一定値）となるよう
に、制御装置４０が調節弁４の開度を制御する。(IV) Oil discharge temperature control mode B This is a mode when the oil discharge temperature T has almost reached the target value.
The control device 40 controls the opening degree of the control valve 4 so that the shut-off valve 12 remains fully closed and the oil discharge temperature T detected by the temperature controller 11 becomes the target value T3 (constant value).
【００３４】（V）制御モード切替え（チェンジオーバ
ー） 圧縮機のガス圧力Ｐがしきい値Ｐ０にまで上昇して排油
温度制御モード（IV）を用いなくてもよいときには、配
管１８中に設けた圧力コントローラ１５が検出した圧力
を用いて再び制御方式を排油温度制御からシールオイル
ヘッドタンク１３の液面レベル制御に切り換える。すな
わち、シールオイルヘッドタンク１３のレベルコントロ
ーラ１４の信号を温度コントローラ１１の信号に優先さ
せる。そして、制御装置４０がレベルコントローラ１１
の出力に基づき、調節弁４の開度を決定するとともに、
遮断弁１２を全閉から全開に切り換える。(V) Control Mode Switching (Changeover) When the gas pressure P of the compressor rises to the threshold value P0 and the oil discharge temperature control mode (IV) does not need to be used, the control mode is provided in the pipe 18. Using the pressure detected by the pressure controller 15, the control system is switched again from the oil discharge temperature control to the liquid level control of the seal oil head tank 13. That is, the signal of the level controller 14 of the seal oil head tank 13 is given priority over the signal of the temperature controller 11. Then, the control device 40 sets the level controller 11
The opening of the control valve 4 is determined based on the output of
The shutoff valve 12 is switched from fully closed to fully open.
【００３５】（VI）液面レベル制御モード ステップ(V)で液面レベル制御モードに切り換えた後
に、ガス圧力が復帰したときの制御モードである。シー
ルオイルヘッドタンク１３の液面レベルが一定になるよ
うに、調節弁４の開度を制御装置４０が制御する。これ
とともに制御装置４０が遮断弁１２を全開に制御する。(VI) Liquid level control mode This is a control mode when the gas pressure is restored after switching to the liquid level control mode in step (V). The control device 40 controls the opening degree of the control valve 4 so that the liquid level of the seal oil head tank 13 becomes constant. At the same time, the control device 40 controls the shutoff valve 12 to be fully opened.
【００３６】上記のいずれのステップにおいてもシール
オイルヘッドタンク１３の液面レベルが危険レベル以下
に低下した場合には、遮断弁１２を全開にして圧縮機を
停止させる。これにより、給油系の故障等に起因するガ
スの漏洩を防止できる。また、シールオイルヘッドタン
ク１３の液面が必要以上に上昇し、オーバーフローレベ
ルに近づいたときに、制御装置４０が遮断弁１２を全開
にすることも可能である。この場合、給油系の異常等に
起因してシールオイルヘッドタンク１３から配管１８に
軸封油が侵入するのを防止できる。If the liquid level in the seal oil head tank 13 drops below the dangerous level in any of the above steps, the shut-off valve 12 is fully opened to stop the compressor. As a result, it is possible to prevent gas leakage due to a failure of the oil supply system or the like. Further, when the liquid level of the seal oil head tank 13 rises more than necessary and approaches the overflow level, the control device 40 can fully open the shutoff valve 12. In this case, it is possible to prevent the shaft seal oil from entering the pipe 18 from the seal oil head tank 13 due to an abnormality in the oil supply system or the like.
【００３７】図５及び図６を用いて、本発明の第２の実
施例及び第３の実施例を説明する。図５では、上記実施
例と異なり、流量調節弁４を軸封油供給ラインから分岐
したバイパスライン中に設けている。この場合、流量調
整弁の開閉動作は上記第１の実施例とは逆になるが、上
記実施例と同様の効果が得られる。The second and third embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 5, unlike the above embodiment, the flow control valve 4 is provided in a bypass line branched from the shaft sealing oil supply line. In this case, the opening and closing operation of the flow control valve is opposite to that of the first embodiment, but the same effect as in the above embodiment can be obtained.
【００３８】また、図６に示した第３の実施例では軸封
油の排油温度に基づく制御を省略している。つまり、排
油温度コントローラを省略し代わりにシールオイルヘッ
ドタンク１３と軸封装置３１とを結ぶ配管から分岐した
所に設けられた圧力コントローラ１５を用いて制御モー
ドを切り換えるようにしている。大気側シールリング６
部の軸封に使用された軸封油の排油温度は作動ガスの圧
力とは相関関係がある。したがって、圧力コントローラ
１５で検出した圧力値を用いても、モード切り替えが可
能である。本実施例によれば、排油温度の検出が不要と
なり、装置が簡便になる。In the third embodiment shown in FIG. 6, the control based on the oil discharge temperature of the shaft sealing oil is omitted. That is, the control mode is switched by using the pressure controller 15 provided at a location branched from the pipe connecting the seal oil head tank 13 and the shaft sealing device 31 instead of omitting the oil discharge temperature controller. Atmosphere side seal ring 6
The oil discharge temperature of the shaft sealing oil used for sealing the shaft has a correlation with the pressure of the working gas. Therefore, the mode can be switched using the pressure value detected by the pressure controller 15. According to the present embodiment, it is not necessary to detect the oil discharge temperature, and the apparatus is simplified.
【００３９】さらに、大気側シールリング６部の軸封に
使用された排油の温度は、作動ガス圧力と共に遠心圧縮
機の回転速度にも依存する。つまり、低回転速度では軸
封部の焼損限界温度が高くなるので、給油圧力の制御時
に遠心圧縮機の回転数を考慮すればより高精度に軸封を
制御でき遠心圧縮機装置の信頼性が向上する。Further, the temperature of the drainage oil used for sealing the shaft of the atmosphere side seal ring 6 depends on the working gas pressure as well as the rotation speed of the centrifugal compressor. In other words, the lower the rotational speed, the higher the burnout limit temperature of the shaft seal part. improves.
【００４０】ところで、上述したいずれの実施例におい
ても制御モードを切り換えるときに調節弁の開度を大幅
に変更する必要が生じると、切り替えの瞬間に弁の開度
が急変し調節弁のハンチングや油量の急変という不具合
を生じる恐れがある。これらを防止するために、制御モ
ードの切り替え後は所定速度で調節弁の開度を変更する
バンプレス切替えを用いれば、遠心圧縮機装置を安定に
運転できる。In any of the above-described embodiments, if it is necessary to greatly change the opening of the control valve when switching the control mode, the opening of the valve suddenly changes at the moment of switching, and hunting of the control valve or the like may occur. There is a possibility that a problem of a sudden change in the oil amount may occur. In order to prevent these problems, if a bumpless switch that changes the degree of opening of the control valve at a predetermined speed after switching the control mode is used, the centrifugal compressor device can be operated stably.
【００４１】上記各実施例では、軸封油系統をを潤滑油
系統と別に設けているが、これらの系統をまとめて１つ
にすることも可能である。ただし、作動ガス側の軸封油
中には、作動ガスの混入が避けられないので、軸封装置
を経た作動ガス側の軸封油については加熱及び窒素バブ
リング処理による脱ガス処理を施している。しかし、炭
素量の多いガス（炭素原子が４個以上含まれるもの）を
扱う場合には、完全には脱ガスできないので、作動ガス
側の軸封油を再循環させることは困難である。In each of the above embodiments, the shaft sealing oil system is provided separately from the lubricating oil system. However, these systems can be integrated into one. However, since the working gas is inevitably mixed into the working gas side shaft sealing oil, the working gas side shaft sealing oil that has passed through the shaft sealing device is subjected to heating and degassing by nitrogen bubbling. . However, when dealing with a gas having a large amount of carbon (containing four or more carbon atoms), it is difficult to completely degas, and it is difficult to recirculate the shaft sealing oil on the working gas side.
【００４２】また、上記各実施例は多段型の遠心圧縮機
を例に挙げているが、単段型の遠心圧縮機でもよいし、
また遠心型以外のターボ圧縮機であってもよい。In each of the above embodiments, a multi-stage centrifugal compressor is taken as an example. However, a single-stage centrifugal compressor may be used.
Further, a turbo compressor other than the centrifugal compressor may be used.
【００４３】以上述べたように本発明の各実施例によれ
ば、大気側シールリングの排油温度をモニタしているの
で、シールリングの焼損を防止できる、大気側シールリ
ングとスリーブの隙間を最適にできるので余分な隙間を
必要とせず、給油系が備えるポンプやタンク等の機器の
小型化が可能となる、等の効果がある。As described above, according to each embodiment of the present invention, since the oil discharge temperature of the atmosphere-side seal ring is monitored, the gap between the atmosphere-side seal ring and the sleeve can be prevented. Since it can be optimized, there is an effect that an extra gap is not required, and a device such as a pump and a tank provided in the oil supply system can be miniaturized.
【００４４】さらに、シールオイルヘッドタンクへの油
の供給ラインに遮断弁を設けたので、ヘッドタンクの液
面が異常に上昇しても、軸封油の供給を停止可能であ
り、軸封油の作動ガスへの侵入を防止できる。Further, since the shut-off valve is provided in the oil supply line to the seal oil head tank, even if the liquid level in the head tank rises abnormally, the supply of the shaft sealing oil can be stopped. Can be prevented from entering the working gas.
【００４５】なお、本発明は多段の遠心圧縮機装置にお
いて、作動ガスが発火性ガスや有害ガスであるときに、
この作動ガスの圧縮機装置外部への漏れを防止し、かつ
信頼性の高い軸封装置を提供するものであって、本発明
は上記実施例に限るものではなく、本発明の範囲は特許
請求の範囲の記載によって示されており、それらの記載
の意味の中に入る全ての変形例は本発明に含まれるもの
である。The present invention relates to a multi-stage centrifugal compressor device in which the working gas is an ignitable gas or a harmful gas.
This is to prevent the working gas from leaking to the outside of the compressor device and to provide a highly reliable shaft sealing device. The present invention is not limited to the above embodiment, and the scope of the present invention is described in claims. All the modifications falling within the meaning of those descriptions are included in the present invention.
【００４６】[0046]
【発明の効果】本発明によれば、軸封装置から排出され
る排油の温度が上昇したときに、大気側シールリングと
スリーブの間を流れる軸封油の量を増やすことにより、
排油温度を焼損限界値以下に保つことができ、簡単な構
造で信頼性の高い作動ガスのシールが可能な軸封システ
ムを備えた遠心圧縮機装置及びその運転方法を提供でき
る。According to the present invention, by increasing the amount of shaft sealing oil flowing between the atmosphere side seal ring and the sleeve when the temperature of the oil discharged from the shaft sealing device rises,
It is possible to provide a centrifugal compressor device provided with a shaft sealing system capable of keeping a drain oil temperature at or below a burnout limit value and capable of sealing a working gas with high reliability with a simple structure, and an operation method thereof.
【図１】本発明に係る遠心圧縮機装置の一実施例を示す
図で、軸封油を給油する軸封システムの詳細を示す図で
ある。FIG. 1 is a view showing one embodiment of a centrifugal compressor device according to the present invention, and is a view showing details of a shaft sealing system for supplying shaft sealing oil.
【図２】油膜式の軸封機構の詳細を示す縦断面図であ
る。FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing details of an oil film type shaft sealing mechanism.
【図３】シールリングの特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing characteristics of a seal ring.
【図４】本発明に係る軸封油を給油する装置の一実施例
のタイムチャートである。FIG. 4 is a time chart of an embodiment of an apparatus for supplying shaft sealing oil according to the present invention.
【図５】本発明に係る遠心圧縮機装置の他の実施例を示
す図であり、特に軸封油を給油する軸封システムの詳細
を示す図である。FIG. 5 is a view showing another embodiment of the centrifugal compressor device according to the present invention, particularly showing the details of a shaft sealing system for supplying shaft sealing oil.
【図６】本発明に係る遠心圧縮機装置のさらに他の実施
例を示す図であり、特に軸封油を給油する軸封システム
の詳細を示す図である。FIG. 6 is a view showing still another embodiment of the centrifugal compressor device according to the present invention, and is a view particularly showing details of a shaft sealing system for supplying shaft sealing oil.
１…オイルポンプ、２…オイルクーラ、３…オイルフィ
ルタ、４…調節弁、５…ガス側シールリング、６…大気
側シールリング、７…シールリングホルダ、８…シール
リングホルダ、９…シャフト、１０…スリーブ、１１…
温度コントローラ、１２…遮断弁、１３…シールオイル
ヘッドタンク、１４…レベルコントローラ、１５…圧力
コントローラ、１６…オイルリザーバタンク、１７…遠
心圧縮機本体、１８…配管、３１…軸封装置、４０…制
御装置。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oil pump, 2 ... Oil cooler, 3 ... Oil filter, 4 ... Control valve, 5 ... Gas side seal ring, 6 ... Atmosphere side seal ring, 7 ... Seal ring holder, 8 ... Seal ring holder, 9 ... Shaft, 10 ... sleeve, 11 ...
Temperature controller, 12: shut-off valve, 13: seal oil head tank, 14: level controller, 15: pressure controller, 16: oil reservoir tank, 17: centrifugal compressor main body, 18: piping, 31: shaft sealing device, 40 ... Control device.
Claims (12)
圧縮機本体と、この遠心圧縮機本体に設けた吸込口から
吸い込まれ吐出口から吐出される作動ガスの遠心圧縮機
本体からの漏洩を防止する軸封手段とを備えた遠心圧縮
機装置において、 この軸封手段に給油する給油手段と、この軸封手段から
排出される油の温度を検出する検出手段と、前記給油手
段中を流通する油を加圧する加圧手段と、前記検出手段
の出力に基づいて前記給油手段中を流れる油の流量及び
圧力を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする遠
心圧縮機装置。1. A centrifugal compressor main body having at least one centrifugal impeller, and leakage of working gas sucked from a suction port provided in the centrifugal compressor main body and discharged from a discharge port from the centrifugal compressor main body. A centrifugal compressor device provided with a shaft sealing means for preventing the oil; supplying oil to the shaft sealing means; detecting means for detecting a temperature of oil discharged from the shaft sealing means; A centrifugal compressor device comprising: a pressurizing means for pressurizing oil to be applied; and a control means for controlling a flow rate and a pressure of the oil flowing through the oil supply means based on an output of the detecting means.
なくとも１枚の遠心羽根車と、この回転軸を支持し回転
軸の両端部に設けられた軸受手段と、前記遠心羽根車を
囲むケーシングと、を有する遠心圧縮機本体と、この遠
心圧縮機本体が圧縮する作動ガスが遠心圧縮機本体から
漏洩するのを防止し前記軸受手段近傍に設けられた軸封
手段とを備えた遠心圧縮機装置において、 前記軸封手段に軸封油を供給する軸封油供給手段と、こ
の軸封油の油量を制御する制御弁と、前記軸封油供給手
段が供給する軸封油を加圧するために軸封油供給手段中
に開閉弁を介して配設されたヘッドタンクと、前記軸封
手段から排出される軸封油の温度を検出する温度検出手
段と、この温度検出手段が検出した温度に基づいて前記
制御弁を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする
遠心圧縮機装置。2. A rotating shaft, at least one centrifugal impeller attached to the rotating shaft, bearing means for supporting the rotating shaft and provided at both ends of the rotating shaft, and surrounding the centrifugal impeller. A centrifugal compressor body having a casing; and a shaft sealing means provided near the bearing means for preventing the working gas compressed by the centrifugal compressor body from leaking from the centrifugal compressor body. A shaft sealing oil supply unit for supplying shaft sealing oil to the shaft sealing unit; a control valve for controlling an oil amount of the shaft sealing oil; and a shaft sealing oil supplied by the shaft sealing oil supply unit. A head tank disposed in the shaft sealing oil supply means via an on-off valve to pressurize, a temperature detection means for detecting the temperature of the shaft sealing oil discharged from the shaft sealing means, and the temperature detection means Control means for controlling the control valve based on the temperature obtained. A centrifugal compressor device characterized by being provided.
なくとも１枚の遠心羽根車と、前記遠心羽根車を囲むケ
ーシングと、を有する遠心圧縮機本体と、この遠心圧縮
機本体が圧縮する作動ガスが遠心圧縮機本体から漏洩す
るのを防止し前記回転軸の端部に配設された軸封手段と
を備えた遠心圧縮機装置において、 前記軸封手段に軸封油を供給する軸封油供給手段と、こ
の軸封油の油量を制御する制御弁と、前記軸封油供給手
段が供給する軸封油を加圧し軸封油供給手段中に弁を介
して配設されたヘッドタンクと、前記軸封手段から排出
される軸封油の温度を検出する軸封油温度検出手段とを
設け、前記ヘッドタンク内に収容される軸封油の設定液
面が前記軸封手段の位置より５ないし１０ｍの範囲内で
高くなっていることを特徴とする遠心圧縮機装置。3. A centrifugal compressor body having a rotating shaft, at least one centrifugal impeller attached to the rotating shaft, and a casing surrounding the centrifugal impeller, and the centrifugal compressor body compresses. A centrifugal compressor device comprising: a shaft sealing means disposed at an end of the rotary shaft for preventing working gas from leaking from the centrifugal compressor main body; and a shaft for supplying shaft sealing oil to the shaft sealing means. A sealing oil supply unit, a control valve for controlling the amount of oil in the shaft sealing oil, and a shaft sealing oil supplied by the shaft sealing oil supply unit which is pressurized and disposed in the shaft sealing oil supply unit via a valve. A head tank, and a shaft sealing oil temperature detecting means for detecting a temperature of the shaft sealing oil discharged from the shaft sealing means, wherein a set liquid level of the shaft sealing oil contained in the head tank is the shaft sealing means. Centrifugation characterized by being higher than the position within 5 to 10 m Compressor equipment.
した温度が上昇したときに軸封油の流量を増加させるよ
うに制御弁を制御することを特徴とする請求項２に記載
の遠心圧縮機装置。4. The centrifuge according to claim 2, wherein the control device controls the control valve so as to increase the flow rate of the shaft sealing oil when the temperature detected by the temperature detecting means rises. Compressor equipment.
した温度が設定値を超えたときに前記開閉弁を開くよう
に制御することを特徴とする請求項２に記載の遠心圧縮
機装置。5. The centrifugal compressor device according to claim 2, wherein said control device controls to open said on-off valve when the temperature detected by said temperature detecting means exceeds a set value. .
作動ガスが圧縮機本体から漏洩するのを防止する遠心圧
縮機装置の運転方法において、 前記軸封手段で軸封に用いられた軸封油の温度が設定値
以下のときに軸封油の流量を軸封油温度に基づいて制御
する第１のモードと、前記温度が設定値を超えたときに
この軸封油を加圧する第２のモードとを備えたことを特
徴とする遠心圧縮機装置の運転方法。6. A method of operating a centrifugal compressor device for preventing working gas from leaking from a compressor body by using a shaft sealing means of the centrifugal compressor device, wherein the shaft sealing means uses the shaft sealing means to seal the shaft. A first mode in which the flow rate of the shaft sealing oil is controlled based on the shaft sealing oil temperature when the temperature of the shaft sealing oil is equal to or lower than a set value, and pressurizing the shaft sealing oil when the temperature exceeds the set value. A method for operating a centrifugal compressor device, comprising: a second mode.
をほぼ一定値に保持することを特徴とする請求項６に記
載の遠心圧縮機装置の運転方法。7. The method according to claim 6, wherein the flow rate of the shaft sealing oil is maintained at a substantially constant value in the second mode.
機本体から吐出される作動ガスの圧力が所定圧力に達し
たら前記第１のモードに復帰することを特徴とする請求
項６に記載の遠心圧縮機装置の運転方法。8. The method according to claim 6, wherein in the second mode, when the pressure of the working gas discharged from the centrifugal compressor main body reaches a predetermined pressure, the mode returns to the first mode. Operation method of the centrifugal compressor device.
作動ガスが圧縮機本体から漏洩するのを防止する遠心圧
縮機装置の運転方法において、 作動ガスの吐出圧力に基づいて制御する第１のモード
と、この吐出圧力が設定値を超えたら前記軸封手段に流
通する軸封油を加圧する第２のモードとを備えたことを
特徴とする遠心圧縮機装置の運転方法。9. A method of operating a centrifugal compressor device for preventing working gas from leaking from a compressor body by using a shaft sealing means of the centrifugal compressor device, the method comprising controlling based on a discharge pressure of the working gas. A method for operating a centrifugal compressor, comprising: a first mode; and a second mode for pressurizing shaft sealing oil flowing through the shaft sealing means when the discharge pressure exceeds a set value.
の急変を防止するバンプレス切り替えモードを備えたこ
とを特徴とする請求項９に記載の遠心圧縮機装置の運転
方法。10. The method of operating a centrifugal compressor device according to claim 9, further comprising a bumpless switching mode for preventing a sudden change in supply hydraulic pressure used when switching said mode.
封油の温度が上昇したら、遠心圧縮機の回転数に応じて
軸封油の供給圧力を制御することを特徴とする請求項９
に記載の遠心圧縮機装置の運転方法。11. The supply pressure of the shaft sealing oil according to the rotation speed of the centrifugal compressor when the temperature of the shaft sealing oil discharged from the atmosphere side seal ring portion rises.
The method for operating a centrifugal compressor device according to item 1.
少なくとも１枚の遠心羽根車と、前記遠心羽根車を囲む
ケーシングと、を有する遠心圧縮機本体と、この遠心圧
縮機本体が圧縮する作動ガスが遠心圧縮機本体から漏洩
するのを防止し前記回転軸の端部に配設された軸封手段
とを備えた遠心圧縮機装置において、 前記軸封手段に軸封油を供給する軸封油供給手段と、こ
の軸封油の油量を制御する制御弁と、前記軸封油供給手
段が供給する軸封油を加圧し軸封油供給手段中に弁を介
して配設されたヘッドタンクと、前記軸封手段から排出
される軸封油の温度を検出する軸封油温度検出手段とを
設け、前記ヘッドタンクはこのヘッドタンク内に収容さ
れる軸封油の液面を前記軸封手段の位置より高くできる
位置に配設されていることを特徴とする遠心圧縮機装
置。12. A centrifugal compressor body having a rotating shaft, at least one centrifugal impeller attached to the rotating shaft, and a casing surrounding the centrifugal impeller, and the centrifugal compressor body compresses. A centrifugal compressor device comprising: a shaft sealing means disposed at an end of the rotary shaft for preventing working gas from leaking from the centrifugal compressor main body; and a shaft for supplying shaft sealing oil to the shaft sealing means. A sealing oil supply unit, a control valve for controlling the amount of oil in the shaft sealing oil, and a shaft sealing oil supplied by the shaft sealing oil supply unit which is pressurized and disposed in the shaft sealing oil supply unit via a valve. A head tank and shaft sealing oil temperature detecting means for detecting the temperature of the shaft sealing oil discharged from the shaft sealing means are provided, and the head tank adjusts the liquid level of the shaft sealing oil stored in the head tank to It is arranged at a position that can be higher than the position of the shaft sealing means. Centrifugal compressor equipment.
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