RU106686U1

RU106686U1 - CENTRIFUGAL COMPRESSOR UNIT

Info

Publication number: RU106686U1
Application number: RU2011110297/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Андрианов; Александр Иванович Архипов; Яхия Зиннатович Гузельбаев; Олег Львович Кузьмин; Александр Петрович Харитонов; Ибрагим Габдулхакович Хисамеев
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2011-07-20

Abstract

1. Центробежный компрессорный агрегат, содержащий электродвигатель, имеющий статор и ротор с валом, установленным на подшипниках, и узел сжатия, включающий лопатки, при этом упомянутые узлы расположены в герметичном корпусе, отличающийся тем, что статор электродвигателя установлен внутри охватывающего его полого ротора электродвигателя, выполненного с лопатками и образующего роторную часть узла сжатия, статорная часть которого расположена на герметичном корпусе. ! 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что подшипники представляют собой магнитные или электромагнитные опоры. ! 3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что статорная часть узла сжатия выполнена в виде лопаток, закрепленных на корпусе. ! 4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что статор электродвигателя зафиксирован в корпусе посредствам стоек, закрепленных на корпусе. 1. A centrifugal compressor unit comprising an electric motor having a stator and a rotor with a shaft mounted on bearings and a compression unit including blades, said nodes being located in a sealed housing, characterized in that the stator of the electric motor is installed inside the hollow rotor of the electric motor enclosing it, made with blades and forming the rotor part of the compression unit, the stator part of which is located on an airtight housing. ! 2. The assembly according to claim 1, characterized in that the bearings are magnetic or electromagnetic bearings. ! 3. The unit according to claim 1, characterized in that the stator part of the compression unit is made in the form of blades mounted on the housing. ! 4. The unit according to claim 1, characterized in that the stator of the electric motor is fixed in the housing by means of racks mounted on the housing.

Description

Полезная модель относится к области компрессоростроения, преимущественно к герметичным осевым и центробежным компрессорам со встроенным высокооборотным электроприводом без смазки в опорах ротора.The utility model relates to the field of compressor engineering, mainly to sealed axial and centrifugal compressors with integrated high-speed electric drive without lubrication in the rotor bearings.

Известна конструкция герметичного компрессорного агрегата, содержащего высокооборотный электродвигатель с одним валом на магнитных подшипниках, на каждом конце которого консольно закреплено по колесу. Все вращающиеся элементы находятся в одном герметизированном корпусе, расположенном в среде газа технологического процесса (см., например, Ив Детомб «Использование магнитных подшипников в нефтяной и газовой отраслях» в сборнике «Новое в оборудовании и технологии», Москва, «Нефтегаз-98», с.143-148).A known design of a sealed compressor unit containing a high-speed electric motor with one shaft on magnetic bearings, at each end of which is cantilevered on the wheel. All rotating elements are in one sealed enclosure, located in the gas environment of the technological process (see, for example, Yves Detomb “Use of magnetic bearings in the oil and gas industries” in the collection “New in equipment and technology”, Moscow, “Neftegaz-98” p. 143-148).

К недостаткам указанного устройства следует отнести:The disadvantages of this device include:

- ограничение по степени повышения давления в агрегате, обусловленное использованием одного или двух рабочих колес, зафиксированных на консолях вала электродвигателя;- restriction on the degree of increase in pressure in the unit, due to the use of one or two impellers fixed on the consoles of the motor shaft;

- ограничения по габаритам и массе рабочих колес, накладываемые критической частотой вращения вала (гибкий ротор).- restrictions on the dimensions and weight of the impellers imposed by the critical shaft speed (flexible rotor).

Известен также центробежный компрессорный агрегат, содержащий электродвигатель, имеющий статор и ротор, по меньшей мере, один компрессор, содержащий ведомый вал, приводимый во вращательное движение ротором электродвигателя, и систему колес с лопатками, установленных на упомянутом ведомом валу, причем система, образованная двигателем и компрессором, размещается в общем корпусе, при этом корпус агрегата образован соединением элементов этого корпуса, обеспечивающих, соответственно, удержание двигателя и удержание ступеней сжатия компрессора, причем указанные элементы корпуса соединены друг с другом жестко и герметично, при этом ротор двигателя и ведомый вал компрессора связаны между собой при помощи гибкого соединительного элемента, располагающегося в упомянутом корпусе, а концы каждого вала удерживаются концевым подшипником (см. Патент RU 2333398, опубликован 10.09.2008).Also known is a centrifugal compressor unit containing an electric motor having a stator and a rotor, at least one compressor containing a driven shaft rotationally driven by the rotor of the electric motor, and a system of wheels with vanes mounted on said driven shaft, the system formed by the engine and compressor, is located in a common housing, while the housing of the unit is formed by connecting the elements of this housing, providing, respectively, engine retention and retention of compression stages of the compressor litter, and these housing elements are connected to each other rigidly and tightly, while the rotor of the engine and the driven shaft of the compressor are interconnected using a flexible connecting element located in the said housing, and the ends of each shaft are held by an end bearing (see Patent RU 2333398, published September 10, 2008).

В конструкции использована традиционная классическая схема:The design used the traditional classical scheme:

- статор электродвигателя с обмотками возбуждения расположен снаружи ротора электродвигателя;- the stator of the electric motor with field windings is located outside the rotor of the electric motor;

- модули сжатия размещены по концам электродвигателя в осевом направлении;- compression modules are placed at the ends of the motor in the axial direction;

- ротор электродвигателя и ротор модуля сжатия составляют ротор компрессорного агрегата, вращающийся на магнитных опорах, размещенных в статоре электродвигателя и в корпусах модулей сжатия.- the rotor of the electric motor and the rotor of the compression module constitute the rotor of the compressor unit, rotating on magnetic bearings located in the stator of the electric motor and in the cases of the compression modules.

Недостатком указанного устройства является то, что количество магнитных опор в компрессорном агрегате возрастает пропорционально количеству модулей сжатия; увеличивается осевой габарит агрегата; усложняется доступ к (электро) магнитным опорам.The disadvantage of this device is that the number of magnetic bearings in the compressor unit increases in proportion to the number of compression modules; the axial dimension of the unit increases; access to (electro) magnetic poles is complicated.

Техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационной надежности герметичного компрессорного агрегата, снижение эксплуатационных затрат, снижение объемов работ при техобслуживании и ремонте, уменьшение числа контролируемых параметров, уменьшение массогабаритных характеристик.The technical result of the utility model is to increase the operational reliability of a sealed compressor unit, reduce operating costs, reduce the amount of work during maintenance and repair, reduce the number of monitored parameters, and reduce overall dimensions.

Технический результат полезной модели достигается благодаря тому, что центробежный компрессорный агрегат содержит электродвигатель, имеющий статор и ротор с валом, установленным на подшипниках, и узел сжатия, включающий лопатки, при этом упомянутые узлы расположены в герметичном корпусе, причем статор электродвигателя установлен внутри охватывающего его полого ротора электродвигателя, выполненного с лопатками и образующего роторную часть узла сжатия, статорная часть которого расположена на герметичном корпусе.The technical result of the utility model is achieved due to the fact that the centrifugal compressor unit contains an electric motor having a stator and a rotor with a shaft mounted on bearings, and a compression unit including blades, while the said units are located in a sealed housing, and the stator of the electric motor is installed inside the hollow enclosing it the rotor of the electric motor, made with blades and forming the rotor part of the compression unit, the stator part of which is located on a sealed enclosure.

Кроме того, подшипники представляют собой магнитные или электромагнитные опоры.In addition, the bearings are magnetic or electromagnetic bearings.

Кроме того, статорная часть узла сжатия выполнена в виде лопаток, закрепленных на корпусе, а статор электродвигателя зафиксирован посредствам стоек, закрепленных на корпусе.In addition, the stator part of the compression unit is made in the form of blades mounted on the housing, and the stator of the electric motor is fixed by means of racks mounted on the housing.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 показан центробежный компрессорный агрегат с радиальным входом и радиальным выходом технологического газа; на фиг.2 показано осевое сечение компрессорного агрегата с осевым входом-выходом.The utility model is illustrated by the drawing, where Fig. 1 shows a centrifugal compressor unit with a radial inlet and a radial outlet of the process gas; figure 2 shows the axial section of the compressor unit with axial input-output.

Центробежный компрессорный агрегат содержит неподвижный герметичный корпус 1. Внутри корпуса 1 расположены высокооборотный электродвигатель 2 и узел 3 сжатия. Электродвигатель 2 имеет охлаждаемый статор 4 с обмотками возбуждения (фиг.1, 2), который жестко зафиксирован в корпусе 1 посредством закрепленных на его торцах крышек 5 (фиг.1). Также электродвигатель 2 имеет расположенный с внешней стороны статора 4 полый ротор 6, имеющий общий со статором 4 вал (не показан). Между статором 4 и ротором 6 расположен комплект подшипников 7, представляющих собой магнитные или электромагнитные опоры, на которых вращается ротор 6.The centrifugal compressor unit contains a stationary sealed housing 1. Inside the housing 1 are a high-speed electric motor 2 and a compression unit 3. The electric motor 2 has a cooled stator 4 with field windings (Fig. 1, 2), which is rigidly fixed in the housing 1 by means of covers 5 fixed to its ends (Fig. 1). Also, the electric motor 2 has a hollow rotor 6 located on the outside of the stator 4, having a shaft (not shown) in common with the stator 4. Between the stator 4 and the rotor 6 is a set of bearings 7, which are magnetic or electromagnetic bearings on which the rotor 6 rotates.

Узел 3 сжатия компрессорного агрегата включает в себя роторную часть, образованную ротором 6 с расположенными на его наружной стороне компрессорными рабочими лопатками 8 (колесами), составляющими один или несколько рядов, и статорную часть, образованную закрепленными на внутренней стороне корпуса 1 статорными деталями (в том числе лопатками) 9, расположенными между соответствующими лопатками 8 (колесами) роторной части. При этом ротор 6 становится «жестким» с точки зрения критических частот вращения.The compression unit 3 of the compressor unit includes a rotor part formed by the rotor 6 with compressor blades 8 (wheels) located on its outer side, which make up one or several rows, and a stator part, formed by stator parts fixed to the inner side of the housing 1 (including the number of blades) 9 located between the respective blades 8 (wheels) of the rotor part. In this case, the rotor 6 becomes "rigid" in terms of critical rotational speeds.

В конструкции с осевым входом-выходом технологического газа (фиг.2) статор 4 электродвигателя 2 зафиксирован в корпусе 1 посредством стоек 10.In a design with an axial inlet-outlet of the process gas (Fig. 2), the stator 4 of the electric motor 2 is fixed in the housing 1 by means of struts 10.

При включении в работу электродвигателя 2, ротор 6 электродвигателя 2 вместе с лопатками 8 (колесами) узла 3 сжатия вращается в электромагнитных подшипниках 7. Рабочие лопатки 8 (колеса) вместе со статорными деталями 9 сжимают технологический газ.When you turn on the motor 2, the rotor 6 of the motor 2 together with the blades 8 (wheels) of the compression unit 3 rotates in electromagnetic bearings 7. The blades 8 (wheels) together with the stator parts 9 compress the process gas.

Таким образом, центробежный компрессорный агрегат содержит минимальное количество составных частей: один герметичный корпус 1 с зафиксированным в нем статором 4 электродвигателя 2; один ротор 6, сочетающий в себе функции ротора электродвигателя 2 и ротора многоступенчатого компрессора; один комплект (электро) магнитных опор 7, расположенный между статором 4 и ротором 6 электродвигателя 2. Сокращение числа составных частей агрегата - один из путей повышения его эксплуатационной надежности и снижения эксплуатационных затрат. Уменьшается осевой габарит агрегата. Данный центробежный компрессорный агрегат можно располагать непосредственно в трубопроводе технологического газа.Thus, the centrifugal compressor unit contains a minimum number of components: one sealed housing 1 with a fixed stator 4 of the electric motor 2; one rotor 6, combining the functions of a rotor of an electric motor 2 and a rotor of a multi-stage compressor; one set of (electro) magnetic bearings 7 located between the stator 4 and rotor 6 of the electric motor 2. Reducing the number of components of the unit is one of the ways to increase its operational reliability and reduce operating costs. The axial dimension of the unit is reduced. This centrifugal compressor unit can be located directly in the process gas pipeline.

Так как корпус 1 герметичен, то при сжатии газа в компрессорном агрегате исключены утечки сжимаемого газа в окружающую среду, компонентный состав газа сохраняется постоянным. В этом случае компрессорный агрегат может быть использован для работы в других средах, в частности под водой.Since the housing 1 is sealed, when the gas is compressed in the compressor unit, leakages of the compressible gas into the environment are excluded, the component composition of the gas is kept constant. In this case, the compressor unit can be used to work in other environments, in particular under water.

Claims

1. A centrifugal compressor unit comprising an electric motor having a stator and a rotor with a shaft mounted on bearings and a compression unit including blades, said nodes being located in a sealed housing, characterized in that the stator of the electric motor is installed inside the hollow rotor of the electric motor enclosing it, made with blades and forming the rotor part of the compression unit, the stator part of which is located on an airtight housing.

2. The assembly according to claim 1, characterized in that the bearings are magnetic or electromagnetic bearings.

3. The unit according to claim 1, characterized in that the stator part of the compression unit is made in the form of blades mounted on the housing.

4. The unit according to claim 1, characterized in that the stator of the electric motor is fixed in the housing by means of racks mounted on the housing.