RU2537116C2 - Dry gas seal system with low exhaust for compressors - Google Patents

Dry gas seal system with low exhaust for compressors Download PDF

Info

Publication number
RU2537116C2
RU2537116C2 RU2012120920/06A RU2012120920A RU2537116C2 RU 2537116 C2 RU2537116 C2 RU 2537116C2 RU 2012120920/06 A RU2012120920/06 A RU 2012120920/06A RU 2012120920 A RU2012120920 A RU 2012120920A RU 2537116 C2 RU2537116 C2 RU 2537116C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
pressure
sealing
seal
dry gas
Prior art date
Application number
RU2012120920/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012120920A (en
Inventor
Стефано МЕУЧЧИ
Паоло СУЗИНИ
Original Assignee
Нуово Пиньоне С.п.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нуово Пиньоне С.п.А. filed Critical Нуово Пиньоне С.п.А.
Publication of RU2012120920A publication Critical patent/RU2012120920A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2537116C2 publication Critical patent/RU2537116C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/12—Shaft sealings using sealing-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/04—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type using sealing fluid, e.g. steam
    • F01D11/06—Control thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F01D25/22—Lubricating arrangements using working-fluid or other gaseous fluid as lubricant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/10—Shaft sealings
    • F04D29/12—Shaft sealings using sealing-rings
    • F04D29/122—Shaft sealings using sealing-rings especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal
    • F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
    • F16J15/3484—Tandem seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/406—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid by at least one pump

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: group of inventions relates to a dry gas seal system in compressors. A sealing device includes the first, second and third dry gas seals set sequentially. Each seal is supplied with its own sealing gas and is fitted by its own blowing unit. The pressures of the sealing gases remain low enough so that a special compressor to supply the sealing gases is not needed. Besides, the risk of process gas escape into the atmosphere in case of seal outage is limited.
EFFECT: invention provides for higher reliability of a seal for centrifugal compressors.
10 cl, 6 dwg

Description

ОПИСАНИЕ ОБЛАСТИ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD DESCRIPTION

Изобретение относится к компрессорам и, в частности, к созданию системы сухого газового уплотнения в компрессорах.The invention relates to compressors and, in particular, to the creation of a dry gas sealing system in compressors.

ПРЕДПОСЫЛКИBACKGROUND

Компрессор представляет собой механизм, который ускоряет частицы сжимаемой текучей среды, например газа, за счет использования механической энергии, чтобы, в конечном счете, повысить давление этой сжимаемой текучей среды. Компрессоры используются в целом ряде различных приложений, включая работу в качестве начальной ступени газотурбинного двигателя. Среди различных типов компрессоров имеются так называемые центробежные компрессоры, в которых механическая энергия воздействует на газ, поступающий в компрессор, посредством центробежного ускорения, которое ускоряет частицы газа, например, путем вращения центробежного рабочего колеса, через которое проходит газ. В целом, можно сказать, что центробежные компрессоры являются частью класса механизмов, известных как «турбомашины» или «вращающиеся турбомашины».A compressor is a mechanism that accelerates particles of a compressible fluid, such as gas, by utilizing mechanical energy to ultimately increase the pressure of this compressible fluid. Compressors are used in a number of different applications, including operation as an initial stage of a gas turbine engine. Among the various types of compressors, there are so-called centrifugal compressors in which mechanical energy acts on the gas entering the compressor through centrifugal acceleration, which accelerates gas particles, for example, by rotating a centrifugal impeller through which gas passes. In general, it can be said that centrifugal compressors are part of a class of mechanisms known as “turbomachines” or “rotating turbomachines”.

Центробежные компрессоры могут содержать одно рабочее колесо, то есть иметь одноступенчатую конструкцию, или же несколько последовательных рабочих колес, и в этом случае их часто называют многоступенчатым компрессором. Каждая из ступеней центробежного компрессора обычно содержит входной канал для газа, который необходим для ускорения газа, рабочее колесо, которое выполнено с возможностью придания кинетической энергии входящему газу, и диффузор, который преобразует кинетическую энергию газа, выходящего из рабочего колеса, в энергию давления. В центробежных компрессорах используются различные типы газов, некоторые из которых являются токсичными или опасными для окружающей среды и/или для рабочих на заводах. Соответственно, в центробежных компрессорах используются уплотнительные системы, как правило, размещенные на концах вала, который поддерживает рабочее колесо(а), чтобы не допустить протечки газа из компрессора и загрязнения окружающей среды. Центробежные компрессоры с одним ротором, как правило, снабжены двумя отдельными уплотнениями, как часть этой уплотнительной системы, то есть по одному на каждом конце вала, тогда как в центробежном компрессоре с консольно расположенным рабочим колесом обычно достаточно выполнить уплотнение на конце вала, расположенном непосредственно за рабочим колесом.Centrifugal compressors can contain one impeller, that is, have a single-stage design, or several consecutive impellers, in which case they are often called a multi-stage compressor. Each of the stages of a centrifugal compressor usually contains an inlet channel for gas, which is necessary to accelerate the gas, an impeller, which is configured to give kinetic energy to the incoming gas, and a diffuser, which converts the kinetic energy of the gas leaving the impeller to pressure energy. Centrifugal compressors use different types of gases, some of which are toxic or hazardous to the environment and / or to workers in factories. Accordingly, centrifugal compressors use sealing systems, usually located at the ends of the shaft that supports the impeller (a), to prevent gas leakage from the compressor and environmental pollution. Single-rotor centrifugal compressors are typically equipped with two separate seals, as part of this sealing system, that is, one at each end of the shaft, whereas in a centrifugal compressor with a cantilever impeller, it is usually sufficient to seal at the end of the shaft located directly behind impeller.

В последнее время наблюдается увеличение использования так называемых «сухих» газовых уплотнений в уплотнительных системах для центробежных компрессоров. Сухие газовые уплотнения могут быть описаны как бесконтактные механические уплотнения с поверхностью без смазки, которые содержат сопряженное или вращающееся кольцо и основное или неподвижное кольцо. В процессе работы канавки во вращающемся кольце создают гидродинамическую силу, которая вызывает отделение неподвижного кольца и создание зазора между этими двумя кольцами. Эти уплотнения называют «сухими», так как они не требуют смазочного масла, что, среди прочего, значительно снижает требования к техническому обслуживанию.Recently, there has been an increase in the use of so-called “dry” gas seals in sealing systems for centrifugal compressors. Dry gas seals can be described as non-lubricated non-lubricated mechanical seals that include a mating or rotating ring and a main or fixed ring. During operation, the grooves in the rotating ring create a hydrodynamic force that causes the stationary ring to separate and create a gap between the two rings. These seals are called “dry” because they do not require lubricating oil, which, among other things, significantly reduces maintenance requirements.

Для центробежных компрессоров такие существуют различные сухие газовые уплотнения, например, так называемая последовательная схема расположения, которая в основном используется в компрессорах, в которых используются токсичные или легковоспламеняющиеся газы в качестве входящего или технологического газа. Как показано на Фиг.1, система сухого газового уплотнения с последовательной схемой расположения содержит первое уплотнение 2 и второе уплотнение 4, причем оба уплотнения расположены в одном корпусе. Во время нормальной работы компрессора функция первого уплотнения 2 заключается в поддержании общего давления обрабатываемого газа, а второе уплотнение 4 применяется в качестве резервного, которое предназначено для работы только в том случае, когда первое уплотнение 2 выходит из строя или чрезмерно протекает. Как правило, поток газа, которому придали соответствующие параметры и который поступает из выхлопа компрессора, вводится перед уплотнением 2 для изоляции сухого газового уплотнения от технологического газа. В применениях с высокой токсичностью технологических газов (например, газа с высоким содержанием H2S) и с высоким уплотняющим давлением обычно используют внешний источник уплотняющего газа с низким содержанием серы, например, так называемый «низкосернистый» газ, чтобы изолировать технологический газ от окружающей среды. В связи с высоким уплотняющим давлением для запитывания системы газового уплотнения используется специальный поршневой компрессор 6, который работает независимо от центробежного компрессора. Во второе уплотнение 4 в последовательной схеме расположения может из источника 8 подаваться азот при более низком давлении (например, ниже 10 бар) в качестве вторичного уплотняющего газа, чтобы гарантировать, что никакой токсичный/горючий газ не попадет в окружающую среду.For centrifugal compressors, such are various dry gas seals, for example, the so-called sequential arrangement, which is mainly used in compressors that use toxic or flammable gases as an input or process gas. As shown in FIG. 1, a sequential arrangement of a dry gas seal system comprises a first seal 2 and a second seal 4, both seals being located in one housing. During normal operation of the compressor, the function of the first seal 2 is to maintain the total pressure of the gas being treated, and the second seal 4 is used as a backup, which is designed to operate only when the first seal 2 fails or leaks excessively. Typically, a gas stream that has been given the appropriate parameters and which comes from the compressor exhaust is introduced before seal 2 to isolate the dry gas seal from the process gas. In applications with a high toxicity of process gases (for example, a high H 2 S gas) and a high sealing pressure, an external source of low sulfur sealing gas, such as the so-called “low sulfur” gas, is usually used to isolate the process gas from the environment . Due to the high sealing pressure, a special piston compressor 6 is used to power the gas sealing system, which operates independently of a centrifugal compressor. In a second seal 4 in a sequential arrangement, nitrogen may be supplied from source 8 at a lower pressure (for example, below 10 bar) as a secondary seal gas to ensure that no toxic / combustible gas enters the environment.

Центробежные компрессоры, снабженные системой сухого газового уплотнения такого типа, таким образом, также нуждаются в дополнительных компрессорах, функция которых состоит исключительно в подаче уплотняющего газа, что делает всю систему более сложной. В дополнение к простому усложнению, поршневые компрессоры 6 могут нуждаться в большем техническом обслуживании, чем даже центробежные компрессоры, для обслуживания которых они предназначены. Кроме того, хотя второе уплотнение 4 в последовательной схеме расположения и обеспечивает резервные возможности, имеющиеся системы сухого газового уплотнения до сих пор не являются безотказными, причем в этом случае они могут непреднамеренно выпускать определенное количество уплотняющего газа в атмосферу.Centrifugal compressors equipped with this type of dry gas seal system, therefore, also need additional compressors whose function is solely to supply sealing gas, which makes the entire system more complex. In addition to simple complication, reciprocating compressors 6 may need more maintenance than even the centrifugal compressors for which they are intended to be serviced. In addition, although the second seal 4 in a sequential arrangement provides redundant capabilities, the existing dry gas seal systems are still not fault-free, in which case they can inadvertently release a certain amount of sealing gas into the atmosphere.

Соответственно, существует потребность в разработке и создании сухого газового уплотнения для компрессоров с низким уровнем выхлопа, которое преодолевает вышеупомянутые недостатки существующих уплотнительных систем.Accordingly, there is a need to develop and create a dry gas seal for low exhaust compressors that overcomes the aforementioned disadvantages of existing sealing systems.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Иллюстративные варианты выполнения предлагают уплотнительные устройства, пригодные, например, для центробежных компрессоров. Уплотнительное устройство содержит первое, второе и третье сухие газовые уплотнения, расположенные последовательно. Каждое уплотнение получает свой собственный уплотняющий газ и имеет свое собственное продувочное устройство. Давления уплотняющего газа, который отделяет технологический газ от продувочной системы, остаются достаточно низкими, так что специальный компрессор для подачи уплотняющих газов не требуется. Преимущества, в соответствии с описанными здесь иллюстративными вариантами выполнения, включают, например, лучшее управление потенциально опасным технологическим газом, меньшую сложность и меньше требований по техническому обслуживанию, связанных с уплотнительными устройствами для центробежных компрессоров. Тем не менее, специалисты должны понимать, что такие преимущества не должны толковаться как ограничивающие настоящее изобретение, за исключением того, как они явным образом описаны в одном или нескольких пунктах формулы изобретения.Illustrative embodiments offer sealing devices suitable, for example, for centrifugal compressors. The sealing device comprises first, second and third dry gas seals arranged in series. Each seal receives its own sealing gas and has its own purge device. The pressures of the sealing gas that separates the process gas from the purge system remain low enough so that a special compressor for supplying sealing gases is not required. Advantages in accordance with the illustrative embodiments described herein include, for example, better control of potentially hazardous process gas, less complexity, and less maintenance requirements associated with centrifugal compressor sealing devices. However, those skilled in the art should understand that such advantages should not be construed as limiting the present invention, unless they are explicitly described in one or more claims.

В соответствии с иллюстративным вариантом выполнения центробежный компрессор содержит ротор, содержащий по меньшей мере одно рабочее колесо, соединенный с ротором подшипник для поддержки ротора с возможностью вращения, статор и уплотнительное устройство, расположенное между ротором и подшипником, причем уплотнительное устройство содержит первое сухое газовое уплотнение, которое расположено вблизи его внутренней стороны и в которое подается основной уплотняющий газ при первом давлении, второе сухое газовое уплотнение, которое расположено смежно с первым сухим газовым уплотнением и в которое подается основной буферный газ при втором давлении, и третье сухое газовое уплотнение, которое расположено смежно со вторым сухим газовым уплотнением и в которое подается буферный газ при третьем давлении.In accordance with an illustrative embodiment, the centrifugal compressor comprises a rotor comprising at least one impeller, a rotationally coupled bearing for supporting the rotor, a stator and a sealing device located between the rotor and the bearing, the sealing device comprising a first dry gas seal, which is located near its inner side and into which the main sealing gas is supplied at the first pressure, the second dry gas seal, which is located ozheno adjacent to the first dry gas seal and which is fed the main buffer gas at a second pressure and the third dry gas seal which is disposed adjacent to the second dry gas seal and a buffer gas which is fed at a third pressure.

В соответствии с другим иллюстративным вариантом выполнения способ герметизации центробежного компрессора, содержащего ротор, содержащий по меньшей мере одно рабочее колесо, соединенный с ротором подшипник для поддержки ротора с возможностью вращения, и статор, включает предотвращение прохода технологического газа, давление которого повышено центробежным компрессором, к подшипнику, используя комбинацию из первого, второго и третьего сухих газовых уплотнений, расположенных последовательно, подачу основного уплотняющего газа к первому сухому газовому уплотнению при первом давлении, подачу основного буферного газа ко второму сухому газовому уплотнению, расположенному смежно с первым сухим газовым уплотнением, при втором давлении, и подачу буферного газа к третьему сухому газовому уплотнению, расположенному смежно со вторым сухим газовым уплотнением, при третьем давлении.In accordance with another illustrative embodiment, a method of sealing a centrifugal compressor comprising a rotor comprising at least one impeller, a rotationally coupled bearing for supporting the rotor, and a stator includes preventing the passage of process gas, the pressure of which is increased by a centrifugal compressor, to the bearing, using a combination of the first, second and third dry gas seals arranged in series, the supply of the main sealing gas to the first dry gas seal at the first pressure, the supply of the main buffer gas to the second dry gas seal adjacent to the first dry gas seal at the second pressure, and the supply of buffer gas to the third dry gas seal adjacent to the second dry gas seal at the third pressure.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Прилагаемые чертежи иллюстрируют иллюстративные варианты выполнения, на которых:The accompanying drawings illustrate illustrative embodiments in which:

Фиг.1 изображает уплотнительное устройство с последовательной схемой расположения;Figure 1 depicts a sealing device with a serial arrangement;

Фиг.2 схематически изображает центробежный многоступенчатый компрессор, содержащий уплотнительное устройство, выполненное в соответствии с иллюстративными вариантами выполнения;Figure 2 schematically depicts a centrifugal multistage compressor containing a sealing device made in accordance with illustrative embodiments;

Фиг.3 изображает вид с частичным разрезом иллюстративного сухого газового уплотнения, используемого в уплотнительных устройствах, выполненных в соответствии с иллюстративными вариантами выполнения;Figure 3 depicts a partially cutaway view of an illustrative dry gas seal used in sealing devices made in accordance with illustrative embodiments;

Фиг.4 изображает разрез уплотнительного устройства, содержащего три сухих газовых уплотнения, выполненных в соответствии с иллюстративным вариантом выполнения;4 is a sectional view of a sealing device comprising three dry gas seals made in accordance with an illustrative embodiment;

Фиг.5 изображает уплотнительное устройство, содержащее входное и выходное регулирующие отверстия для текучей среды, выполненное в соответствии с иллюстративными вариантами выполнения; и5 depicts a sealing device comprising inlet and outlet control openings for a fluid, made in accordance with illustrative embodiments; and

Фиг.6 изображает блок-схему, иллюстрирующую способ герметизации компрессора, в соответствии с иллюстративными вариантами выполнения.6 is a flowchart illustrating a method of sealing a compressor in accordance with illustrative embodiments.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

Следующее подробное описание иллюстративных вариантов выполнения приведено со ссылкой на прилагаемые чертежи. Одни и те же номера позиций на различных чертежах обозначают такие же или аналогичные элементы. Кроме того, последующее подробное описание не ограничивает изобретение. Напротив, объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.The following detailed description of illustrative embodiments is given with reference to the accompanying drawings. The same item numbers in different drawings indicate the same or similar elements. In addition, the following detailed description does not limit the invention. On the contrary, the scope of the invention is defined by the attached claims.

Чтобы обеспечить некоторый контекст для последующего обсуждения, связанного с уплотнительными системами, в соответствии с этими иллюстративными вариантами выполнения, на Фиг.2 представлена схема многоступенчатого центробежного компрессора 10, в котором могут быть использованы такие уплотнительные системы. При этом компрессор 10 содержит короб или корпус (статор) 12, в котором установлен вращающийся вал 14 компрессора, снабженный центробежными рабочими колесами 16. Ротор 18 содержит вал 14 и рабочие колеса 16 и поддерживается радиально и аксиально посредством подшипников 20, которые расположены по обе стороны от ротора 18.To provide some context for the subsequent discussion regarding sealing systems in accordance with these illustrative embodiments, FIG. 2 is a diagram of a multi-stage centrifugal compressor 10 in which such sealing systems can be used. In this case, the compressor 10 includes a box or housing (stator) 12, in which a rotating shaft 14 of the compressor is installed, equipped with centrifugal impellers 16. The rotor 18 contains a shaft 14 and impellers 16 and is supported radially and axially by bearings 20, which are located on both sides from the rotor 18.

Работа многоступенчатого центробежного компрессора заключается в приеме входящего технологического газа из входного канала 22, для ускорения частиц технологического газа путем приведения в действие ротора 18, и последующей подачи технологического газа через выходной канал 24 при выходном давлении, которое выше, чем давление на входе. Технологический газ может, например, представлять собой один из следующих газов: углекислый газ, сероводород, бутан, метан, этан, пропан, сжиженный природный газ или их комбинацию. Для предотвращения потока технологического газа к подшипникам 20 между рабочими колесами 16 и подшипниками 20 предусмотрены уплотнительные системы 26. Корпус 12 выполнен с возможностью, тем самым, закрытия подшипников 20 и уплотнительных систем 26 для предотвращения протечки газа из центробежного компрессора 10. Кроме того, на Фиг.2 изображен балансировочный цилиндр 27, который компенсирует осевое усилие, создаваемое рабочими колесами 16, лабиринтное уплотнение 28 балансировочного цилиндра и уравнительная линия 29, которая поддерживает давление на наружной части цилиндра 27 на том же уровне, что и давление, при котором технологический газ поступает через канал 22.The operation of a multi-stage centrifugal compressor consists in receiving the incoming process gas from the inlet channel 22, to accelerate the particles of the process gas by driving the rotor 18, and then supplying the process gas through the outlet channel 24 at an outlet pressure that is higher than the inlet pressure. A process gas may, for example, be one of the following gases: carbon dioxide, hydrogen sulfide, butane, methane, ethane, propane, liquefied natural gas, or a combination thereof. To prevent the flow of process gas to the bearings 20 between the impellers 16 and the bearings 20, sealing systems 26 are provided. The housing 12 is thereby configured to close the bearings 20 and the sealing systems 26 to prevent gas leakage from the centrifugal compressor 10. In addition, in FIG. .2 a balancing cylinder 27 is shown which compensates for the axial force generated by the impellers 16, the labyrinth seal 28 of the balancing cylinder and the balancing line 29, which maintains the pressure and the outer part of the cylinder 27 at the same level as the pressure at which the process gas enters through the channel 22.

В соответствии с иллюстративными вариантами выполнения каждая из уплотнительных систем 26 содержит три сухих газовых уплотнения, которые совместно предотвращают протекание технологического газа к подшипникам 20. В целом, каждое из трех сухих газовых уплотнений в уплотнительной системе 26 может быть реализовано как, например, показано на Фиг.3. При этом сухое газовое уплотнение 30 размещено на валу 14 компрессора, чтобы блокировать поток технологического газа по газовому проходу 32 от внутренней стороны к наружной стороне центробежного компрессора 10. Каждое сухое газовое уплотнение 30 содержит вращающийся установочный элемент 34, который вращается вместе с валом компрессора и сопряжен с неподвижным кольцом 36. Во время работы в канавках, выполненных на вращающемся элементе 34, или на неподвижном кольце 36, или на них обоих, находится нагнетаемая туда под давлением текучая среда, которая создает эффект создания гидродинамической силы, вызывающей отделение неподвижного кольца 36 от вращающегося элемента 34. Это создает зазор между указанными двумя кольцами, комбинация которых действует как уплотнение, которое обычно предотвращает протечку технологического газа, без трения между вращающимся элементом 34 и неподвижным кольцом 36. Примеры сухих газовых уплотнений таких типов можно найти в патентах США №5492341 и №5529315, описания которых включены в настоящий документ посредством ссылки.In accordance with illustrative embodiments, each of the sealing systems 26 comprises three dry gas seals that together prevent process gas from flowing to the bearings 20. In general, each of the three dry gas seals in the sealing system 26 can be implemented as, for example, shown in FIG. .3. In this case, a dry gas seal 30 is placed on the compressor shaft 14 to block the flow of process gas through the gas passage 32 from the inner side to the outer side of the centrifugal compressor 10. Each dry gas seal 30 contains a rotary mounting element 34, which rotates together with the compressor shaft and is mated with a fixed ring 36. During operation, in the grooves made on the rotating element 34, or on the fixed ring 36, or both of them, there is a fluid pumped there under pressure, which I create the effect of creating a hydrodynamic force causing the stationary ring 36 to separate from the rotating element 34. This creates a gap between the two rings, the combination of which acts as a seal, which usually prevents the leakage of process gas, without friction between the rotating element 34 and the stationary ring 36. Examples dry gas seals of these types can be found in US patent No. 5492341 and No. 5529315, the descriptions of which are incorporated herein by reference.

На Фиг.4 показана часть роторной машины, например центробежного компрессора, имеющего тройную систему 26 сухого газового уплотнения, в соответствии с иллюстративными вариантами выполнения. Таким образом, тройная система 26 сухого газового уплотнения содержит три отдельных сухих газовых уплотнения 40, 42 и 44, расположенных в ряд вдоль вала 14 компрессора. В этом иллюстративном варианте выполнения лабиринтное уплотнение 45 расположено выше по потоку от тройной системы 26 сухого газового уплотнения (на внутренней стороне вблизи рабочих колес), а барьерное уплотнение 48 расположено ниже по потоку от системы 26 (например, на наружной стороне вблизи подшипников 20), хотя специалисты должны понимать, что именно эта конкретная конфигурация имеет чисто иллюстративный характер и что лабиринтное и/или барьерное уплотнение может быть исключено из других вариантов выполнения. Каждое из указанных трех сухих газовых уплотнений 40, 42 и 44 имеет соответствующие входные и выходные отверстия для своих уплотняющих газов. В частности, уплотнение 40 первой ступени (основное) имеет входное отверстие 46 и выходное отверстие 48, уплотнение 42 второй ступени (вторичное) имеет входное отверстие 50 и выходное отверстие 52, а уплотнение 44 третьей ступени (третичное) имеет входное отверстие 54 и выходное отверстие 56. Аналогично, каждое из трех сухих газовых уплотнений 40, 42 и 44 имеет, соответственно, вращающиеся установочные элементы 58, 62, 66 и неподвижные кольца 60, 64 и 68, и каждое из трех сухих газовых уплотнений 40, 42 и 44 предназначено справляться с максимальным давлением уплотнения, связанным с технологическим газом.Figure 4 shows a part of a rotary machine, for example a centrifugal compressor having a triple dry gas seal system 26, in accordance with illustrative embodiments. Thus, the triple dry gas seal system 26 comprises three separate dry gas seals 40, 42 and 44 arranged in a row along the compressor shaft 14. In this illustrative embodiment, the labyrinth seal 45 is located upstream from the triple dry gas seal system 26 (on the inner side near the impellers), and the barrier seal 48 is located downstream from the system 26 (for example, on the outside near the bearings 20), although it should be understood by those skilled in the art that this particular configuration is purely illustrative and that labyrinth and / or barrier compaction may be excluded from other embodiments. Each of these three dry gas seals 40, 42 and 44 has respective inlet and outlet openings for its sealing gases. In particular, the first stage seal 40 (primary) has an inlet 46 and an outlet 48, the second stage seal 42 (secondary) has an inlet 50 and an outlet 52, and the third stage seal 44 (tertiary) has an inlet 54 and an outlet 56. Similarly, each of the three dry gas seals 40, 42, and 44 has rotary mounting elements 58, 62, 66, and the fixed rings 60, 64, and 68, respectively, and each of the three dry gas seals 40, 42, and 44 is designed to handle with maximum seal pressure tions associated with the process gas.

На Фиг.5 показана тройная система 26 сухого газового уплотнения, в соответствии с иллюстративными вариантами выполнения, с точки зрения давления текучей среды. При этом, в соответствии с этим иллюстративным вариантом выполнения, в основную ступень 40 уплотнения подается подготовленный (то есть, надлежащим образом отфильтрованный, нагретый и контролируемы) технологический газ в качестве уплотняющего газа. Этот уплотняющий газ может, например, подаваться под давлением от 70 до 400 бар и доставляться к первому уплотнению 40 под давлением выше давления технологического газа, например 300 бар, через клапан 70 регулирования давления (PCV) и соответствующие элементы 72 придания газу определенных параметров (элементы подготовки газа) (которые не обязательно ограничены нагревателем и фильтром, показанными на Фиг.5, например, охлаждающие элементы или другие элементы подготовки газа могут быть предусмотрены в качестве дополнительных или альтернативных элементов). Уплотняющий газ автоматически регулируется по потоку или перепаду давления PCV клапаном 70 в целях обеспечения потока подготовленного газа при всех условиях эксплуатации (например, создания давления, пусковых работ, нормальной работы, остановки и т.д.).Figure 5 shows a triple dry gas seal system 26, in accordance with illustrative embodiments, in terms of fluid pressure. Moreover, in accordance with this illustrative embodiment, prepared (i.e., properly filtered, heated and controlled) process gas is supplied to the main sealing stage 40 as a sealing gas. This sealing gas can, for example, be supplied under pressure from 70 to 400 bar and delivered to the first seal 40 at a pressure higher than the process gas pressure, for example 300 bar, through a pressure control valve (PCV) 70 and the corresponding elements 72 to give the gas certain parameters (elements gas preparation) (which are not necessarily limited to the heater and filter shown in FIG. 5, for example, cooling elements or other gas preparation elements may be provided as additional or alternative elements ents). The sealing gas is automatically controlled by the flow or differential pressure of the PCV valve 70 in order to ensure the flow of the prepared gas under all operating conditions (for example, pressure build-up, start-up, normal operation, shutdown, etc.).

В соответствии с этим иллюстративным вариантом выполнения во вторую уплотняющую ступень 42 подается топливный газ или от другого подходящего источника низкосернистого газа в качестве основного буферного газа, который подается к сухому газовому уплотнению 42 при, например, давлении в 20 бар через клапан 74 регулирования давления и соответствующие элементы 76 подготовки газа. Основной буферный газ (как правило, низкосернистый топливный газ или другой подходящий газ, который доступен на заводе) вводится в компрессор 10 (например, через порт 50 на Фиг.4) через PCV клапан 74 таким образом, который обеспечивает положительное разделение между низкосернистым и высокосернистым уплотняющими газами. Аналогично, в третью уплотняющую ступень 44 может подаваться азот в качестве буферного газа из источника, который поставляет газ под давлением от 4 до 10 бар, например, выше, чем давление в системе сброса газа, и который может управляемым образом подаваться к третьему сухому газовому уплотнению 44 при давлении 4 бар PCV клапаном 78 и соответствующими элементами 80 подготовки газа. Однако следует отметить, что подача азота в это третье сухое газовое уплотнение 44 является необязательной и, следовательно, элементы 79 газового прохода к третьему сухому газовому уплотнению 44 могут не описываться. Кроме того, буферный газ (в этом примере азот) может подаваться к барьерному уплотнению 81.According to this illustrative embodiment, fuel gas is supplied to the second sealing stage 42 or from another suitable source of low sulfur gas as the main buffer gas, which is supplied to the dry gas seal 42 at, for example, a pressure of 20 bar through a pressure control valve 74 and the corresponding gas treatment elements 76. The main buffer gas (typically low sulfur fuel gas or other suitable gas that is available at the factory) is introduced into the compressor 10 (for example, through port 50 in FIG. 4) through a PCV valve 74 in such a way that provides a positive separation between low sulfur and high sulfur sealing gases. Similarly, nitrogen can be supplied to the third sealing stage 44 as a buffer gas from a source that delivers gas at a pressure of 4 to 10 bar, for example, higher than the pressure in the gas discharge system, and which can be supplied to the third dry gas seal in a controlled manner. 44 at a pressure of 4 bar by a PCV valve 78 and corresponding gas preparation elements 80. However, it should be noted that the supply of nitrogen to this third dry gas seal 44 is optional, and therefore, the gas passage elements 79 to the third dry gas seal 44 may not be described. In addition, a buffer gas (nitrogen in this example) may be supplied to the barrier seal 81.

Специалисты должны понимать, что конкретные давления газа, описанные выше и показанные на Фиг.5, являются чисто иллюстративными, и что могут использоваться другие давления. В целом, давления газа через уплотнительную систему 26, как правило, должны задаваться так, чтобы Р1>Р2>Р4>Р3>Р6>Р5>Р7, со ссылкой на области давления, изображенные на чертеже, так что при проходе через области наблюдается ступенчатое снижение давления. Однако следует отметить, что, хотя эти значения давления являются иллюстративными, они являются достаточно низкими, так что ни один из источников уплотняющего газа не нуждается во вспомогательном (например, поршневом) компрессоре для подачи уплотняющего газа, например, как не ограничивающий пример, подачи давления в диапазоне от 1 до 50 бар или, выражаясь несколько иначе, ниже 51 бар. Это, в свою очередь, делает иллюстративные варианты выполнения экономически более эффективными и требует меньше технического обслуживания, чем обычные компрессорные установки.Professionals should understand that the specific gas pressures described above and shown in FIG. 5 are purely illustrative, and that other pressures may be used. In general, the gas pressure through the sealing system 26, as a rule, should be set so that P1> P2> P4> P3> P6> P5> P7, with reference to the pressure areas shown in the drawing, so that when passing through the area is observed stepwise pressure reduction. However, it should be noted that, although these pressure values are illustrative, they are quite low, so that none of the sources of sealing gas needs an auxiliary (e.g. piston) compressor for supplying sealing gas, for example, as a non-limiting example, pressure in the range from 1 to 50 bar or, to put it slightly differently, below 51 bar. This, in turn, makes illustrative embodiments more cost-effective and requires less maintenance than conventional compressor units.

Фиг.5 также изображает управляемые давлением продувочные устройства для каждой из указанных первых двух из трех ступеней уплотнения уплотнительной системы 26. Например, основное уплотнение 40 содержит продувочное устройство 82, которое возвращает технологический газ, выходящий из основного уплотнения 40, обратно к системе рекуперации. Устройство 82 содержит, среди прочего, дополнительный PCV клапан 84, установленный на соответствующий уровень давления с учетом давления уплотняющего газа, в данном примере 10 бар. Продувочное устройство 82 для рекуперированного уплотняющего газа также снабжено приборами для измерения расхода и давления, которые могут контролировать изменения расхода и давления (выше или ниже) вдоль обратного пути, параметры которых могут свидетельствовать о неисправности уплотнений. Эти значения определяются и могут быть использованы для создания сигналов тревоги или сигналов выключения. Рекуперированный технологический газ направляется затем в систему рекуперации и вводится в контур технологического газа.Figure 5 also depicts a pressure-controlled purge for each of the first two of the three stages of the seal of the sealing system 26. For example, the main seal 40 includes a purge device 82 that returns the process gas exiting the main seal 40 back to the recovery system. The device 82 contains, among other things, an additional PCV valve 84, set at an appropriate pressure level taking into account the pressure of the sealing gas, in this example 10 bar. The purge gas reclaiming device 82 is also provided with flow and pressure measuring devices that can monitor flow and pressure changes (higher or lower) along the return path, the parameters of which may indicate a malfunction of the seals. These values are defined and can be used to create alarms or shutdown signals. The recovered process gas is then sent to the recovery system and introduced into the process gas circuit.

Аналогично, вторичное уплотнение 42 снабжено продувочным устройством 86. Основное продувочное оборудование (клапан) снабжено, в соответствии с этим иллюстративным вариантом выполнения, и как продувочное оборудование (клапан) для рекуперированного газа, приборами для измерения расхода и давления, а также PCV клапаном 88, чтобы поддерживать давление в пределах заданного диапазона. Это давление может быть установлено выше, чем давление, используемое в системе сброса давления завода, в которую газ подается из устройства 86. Изменение расхода и давления (выше или ниже) также может быть использовано для обнаружения и создания сигналов тревоги или сигналов выключения в продувочной системе 86 второго уплотнения. Третье уплотнение 44 также имеет продувочное устройство 90, которое выполнено с возможностью предотвращения высокого обратного давления в случае выхода из строя уплотнительного устройства 26 и которое отводит азот (или основной буферный газ) в атмосферу.Similarly, the secondary seal 42 is provided with a purge device 86. The main purge equipment (valve) is provided, in accordance with this illustrative embodiment, and as a purge equipment (valve) for recovered gas, flow and pressure measuring instruments, and a PCV valve 88, to maintain pressure within a given range. This pressure can be set higher than the pressure used in the pressure relief system of the plant to which gas is supplied from device 86. A change in flow and pressure (higher or lower) can also be used to detect and generate alarms or shutdown signals in the purge system 86 second seal. The third seal 44 also has a purge device 90, which is configured to prevent high back pressure in the event of failure of the sealing device 26 and which removes nitrogen (or main buffer gas) to the atmosphere.

Таким образом, в соответствии с одним иллюстративным вариантом выполнения способ уплотнения центробежного компрессора, имеющего ротор, содержащий по меньшей мере одно рабочее колесо, подшипник, присоединенный к ротору для его поддержки и вращения, и статор, включает этапы, показанные на блок-схеме на Фиг.6. При этом на этапе 100 предотвращают проход технологического газа, давление которого поднято центробежным компрессором, к подшипникам с помощью комбинации первого, второго и третьего сухих газовых уплотнений, расположенных последовательно. Это дополнительно включает подачу к первому сухому газовому уплотнению основного уплотняющего газа при первом давлении (этап 102), подачу ко второму сухому газовому уплотнению, расположенному смежно с первым сухим газовым уплотнением, основного буферного газа при втором давлении (этап 104), и подачу к третьему сухому газовому уплотнению, расположенному смежно со вторым сухим газовым уплотнением, буферного газа при третьем давлении.Thus, in accordance with one illustrative embodiment, the method of sealing a centrifugal compressor having a rotor comprising at least one impeller, a bearing attached to the rotor for supporting and rotating it, and a stator includes the steps shown in the flowchart of FIG. .6. At the same time, at step 100, the passage of the process gas, the pressure of which is raised by a centrifugal compressor, to the bearings is prevented by a combination of the first, second, and third dry gas seals arranged in series. This further includes supplying a primary seal gas to the first dry gas seal at a first pressure (step 102), supplying a primary buffer gas at a second pressure to a second dry gas seal adjacent to the first dry gas seal (step 104), and feeding to a third a dry gas seal adjacent to the second dry gas seal, a buffer gas at a third pressure.

Таким образом, исходя из вышесказанного, видно, что иллюстративные варианты выполнения предусматривают систему уплотнения для центробежного компрессора, которая способна предотвратить или по меньшей мере уменьшить вероятность выпуска потенциально опасных технологических газов в атмосферу. Это особенно полезно, например, при наличии технологических газов, таких как сероводород (H2S). Кроме того, эти иллюстративные варианты выполнения создают уплотнительные устройства, которые по существу невосприимчивы к сухому газу для центробежного компрессора, который не требуют наличия другого компрессора, предназначенного для генерации уплотняющего газа под высоким давлением. Кроме того, хотя системы уплотнения, как было показано и описано выше в иллюстративных вариантах выполнения, имеют три сухих газовых уплотнения, следует иметь в виду, что в других иллюстративных вариантах выполнения также может быть использовано четыре или более сухих газовых уплотнения, расположенные последовательно.Thus, based on the foregoing, it is evident that illustrative embodiments provide a sealing system for a centrifugal compressor, which is able to prevent or at least reduce the likelihood of the release of potentially hazardous process gases into the atmosphere. This is especially useful, for example, in the presence of process gases such as hydrogen sulfide (H 2 S). In addition, these illustrative embodiments provide sealing devices that are substantially dry gas impervious to a centrifugal compressor that does not require another compressor designed to generate high pressure sealing gas. In addition, although the sealing systems, as shown and described above in the illustrative embodiments, have three dry gas seals, it should be borne in mind that in other illustrative embodiments, four or more dry gas seals arranged in series can also be used.

Описанные выше иллюстративные варианты выполнения предназначены быть иллюстративными во всех отношениях, а не ограничивать настоящее изобретение. Таким образом, в настоящее изобретение может быть внесено много изменений с подробной реализацией, что может быть понято специалистом из приведенного здесь описания. Считается, что все эти изменения и модификации находятся в пределах объема и сущности настоящего изобретения, как определено последующей формулой изобретения. Ни один элемент, действие или инструкция, используемые в описании данной заявки, не следует рассматривать как критический или существенный для изобретения, если он явно не описан как таковой. Кроме того, как использовано в настоящем документе, единственное число также предназначено включать один или несколько элементов.The illustrative embodiments described above are intended to be illustrative in all respects, and not to limit the present invention. Thus, many changes can be made to the present invention with a detailed implementation, which can be understood by a person skilled in the art from the description given here. It is believed that all these changes and modifications are within the scope and essence of the present invention, as defined by the following claims. No element, action or instruction used in the description of this application should be construed as critical or essential for the invention, unless it is explicitly described as such. In addition, as used herein, the singular is also intended to include one or more elements.

Claims (10)

1. Турбомашина, которая содержит ротор, имеющий по меньшей мере одно рабочее колесо, подшипник, соединенный с ротором для его поддержки с возможностью вращения, статор и уплотнительное устройство, расположенное между ротором и подшипником и содержащее:
первое сухое газовое уплотнение, которое расположено вблизи внутренней стороны указанного уплотнительного устройства и к которому подается основной уплотняющий газ при первом давлении,
второе сухое газовое уплотнение, которое расположено смежно с первым сухим газовым уплотнением и к которому подается основной буферный газ при втором давлении, и
третье сухое газовое уплотнение, которое расположено смежно со вторым сухим газовым уплотнением и к которому подается буферный газ при третьем давлении.1. Turbomachine, which contains a rotor having at least one impeller, a bearing connected to the rotor for rotation support, a stator and a sealing device located between the rotor and the bearing and containing:
the first dry gas seal, which is located near the inner side of the specified sealing device and to which the main sealing gas is supplied at the first pressure,
a second dry gas seal, which is adjacent to the first dry gas seal and to which the main buffer gas is supplied at a second pressure, and
a third dry gas seal, which is adjacent to the second dry gas seal and to which buffer gas is supplied at a third pressure. 2. Турбомашина по п.1, в которой основной уплотняющий газ представляет собой технологический газ, давление которого повышено указанной турбомашиной, основной буферный газ представляет собой топливный газ, а буферный газ представляет собой азот.2. The turbomachine according to claim 1, wherein the main sealing gas is a process gas whose pressure is increased by said turbomachine, the main buffer gas is fuel gas, and the buffer gas is nitrogen. 3. Турбомашина по п.1 или 2, дополнительно содержащая:
первое продувочное устройство, которое выполнено с возможностью продувки основного уплотняющего газа, который выпускается за первым сухим газовым уплотнением в систему рекуперации, расположенную в указанной турбомашине,
второе продувочное устройство, которое выполнено с возможностью продувки основного буферного газа и буферного газа, которые выпускаются за вторым сухим газовым уплотнением в систему сброса, связанную с указанной турбомашиной, и
третье продувочное устройство, которое выполнено с возможностью продувки буферного газа, который выпускается за третьим сухим газовым уплотнением в атмосферу.3. A turbomachine according to claim 1 or 2, further comprising:
the first purge device, which is configured to purge the main sealing gas that is discharged behind the first dry gas seal into a recovery system located in said turbomachine,
a second purge device that is configured to purge the main buffer gas and buffer gas that are discharged behind the second dry gas seal into a discharge system associated with said turbomachine, and
a third purge device that is configured to purge the buffer gas that is discharged behind the third dry gas seal into the atmosphere. 4. Турбомашина по п.1 или 2, в которой область первого давления, связанная с технологическим газом, поступающим из указанной турбомашины, имеет давление Р1, область второго давления, расположенная между областью первого давления и первым сухим газовым уплотнением, имеет давление Р2, область третьего давления, расположенная внутри первого сухого газового уплотнения, имеет давление Р3, область четвертого давления, расположенная между областью третьего давления и вторым сухим газовым уплотнением, имеет давление Р4, область пятого давления, расположенная внутри второго сухого газового уплотнения, имеет давление Р5, область шестого давления, расположенная между областью пятого давления и третьим сухим газовым уплотнением, имеет давление Р6, область седьмого давления, расположенная внутри третьего сухого газового уплотнения, имеет давление Р7, причем Р1>Р2>Р4>Р3>Р6>Р5>Р7.4. The turbomachine according to claim 1 or 2, in which the first pressure region associated with the process gas coming from the turbomachine has a pressure P1, the second pressure region located between the first pressure region and the first dry gas seal has a pressure P2, region the third pressure located inside the first dry gas seal has a pressure P3, the fourth pressure region located between the third pressure region and the second dry gas seal has a pressure P4, the fifth pressure region, laid inside the second dry gas seal has a pressure P5, the sixth pressure region located between the fifth pressure region and the third dry gas seal has a pressure P6, the seventh pressure region located inside the third dry gas seal has a pressure P7, with P1> P2> P4> P3> P6> P5> P7. 5. Способ уплотнения турбомашины, содержащей ротор, имеющий по меньшей мере одно рабочее колесо, соединенный с ротором подшипник для поддержки ротора с возможностью вращения и статор, включающий:
предотвращение прохода технологического газа, давление которого повышено с помощью указанной турбомашины, к указанному подшипнику посредством комбинации расположенных последовательно первого, второго и третьего сухих газовых уплотнений,
подачу основного уплотняющего газа в первое сухое газовое уплотнение при первом давлении,
подачу основного буферного газа во второе сухое газовое уплотнение, расположенное смежно с первым сухим газовым уплотнением, при втором давлении, и
подачу буферного газа в третье сухое газовое уплотнение, расположенное смежно со вторым сухим газовым уплотнением, при третьем давлении.5. A method of sealing a turbomachine containing a rotor having at least one impeller, a bearing connected to the rotor for rotor support of the rotor, and a stator, comprising:
preventing the passage of the process gas, the pressure of which is increased using the specified turbomachine, to the specified bearing through a combination of sequentially located first, second and third dry gas seals,
supplying the main sealing gas to the first dry gas seal at the first pressure,
supplying the main buffer gas to a second dry gas seal adjacent to the first dry gas seal at a second pressure, and
supplying a buffer gas to a third dry gas seal located adjacent to the second dry gas seal at a third pressure. 6. Способ по п.5, в котором основной уплотняющий газ представляет собой технологический газ, приведенный в определенное состояние, основной буферный газ представляет собой топливный газ, а буферный газ представляет собой азот.6. The method according to claim 5, in which the main sealing gas is a process gas, brought into a certain state, the main buffer gas is a fuel gas, and the buffer gas is nitrogen. 7. Система регулирования сухого газового уплотнения, содержащая:
устройство регулирования впуска первого уплотняющего газа, которое выполнено с возможностью подачи первого уплотняющего газа в первое сухое газовое уплотнение при первом давлении, устройство регулирования впуска второго уплотняющего газа, которое выполнено с возможностью подачи второго уплотняющего газа во второе сухое газовое уплотнение при втором давлении, и
устройство регулирования впуска третьего уплотняющего газа, которое выполнено с возможностью подачи третьего уплотняющего газа в третье сухое газовое уплотнение при третьем давлении,
причем первый, второй и третий уплотняющие газы отличаются друг от друга.7. A dry gas seal control system comprising:
a first sealing gas intake control device that is configured to supply a first sealing gas to the first dry gas seal at a first pressure, a second sealing gas intake control device that is configured to supply a second sealing gas to a second dry gas seal at a second pressure, and
a third sealing gas inlet control device that is configured to supply a third sealing gas to the third dry gas seal at a third pressure,
moreover, the first, second and third sealing gases are different from each other. 8. Система регулирования по п.7, в которой первый уплотняющий газ представляет собой технологический газ, второй уплотняющий газ представляет собой топливный газ, а третий уплотняющий газ представляет собой азот.8. The control system according to claim 7, in which the first sealing gas is a process gas, the second sealing gas is a fuel gas, and the third sealing gas is nitrogen. 9. Система регулирования по п.7 или 8, в которой каждое из указанных первого, второго и третьего давлений менее 51 бар.9. The control system according to claim 7 or 8, in which each of these first, second and third pressures is less than 51 bar. 10. Система регулирования по п.7 или 8, дополнительно содержащая по меньшей мере один элемент подготовки газа, связанный с указанным устройством регулирования впуска первого уплотняющего газа и предназначенный для выполнения по меньшей мере одного из нагрева, охлаждения и фильтрации первого уплотняющего газа. 10. The control system according to claim 7 or 8, further comprising at least one gas preparation element associated with said first sealing gas inlet control device and designed to perform at least one of heating, cooling and filtering of the first sealing gas.
RU2012120920/06A 2009-11-23 2010-11-15 Dry gas seal system with low exhaust for compressors RU2537116C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ITCO2009A000051 2009-11-23
ITCO2009A000051A IT1397059B1 (en) 2009-11-23 2009-11-23 SEAL SYSTEM FOR DRY GAS, LOW EMISSION FOR COMPRESSORS
PCT/EP2010/067456 WO2011061142A1 (en) 2009-11-23 2010-11-15 Low emission dry gas seal system for compressors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012120920A RU2012120920A (en) 2013-12-27
RU2537116C2 true RU2537116C2 (en) 2014-12-27

Family

ID=42316102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012120920/06A RU2537116C2 (en) 2009-11-23 2010-11-15 Dry gas seal system with low exhaust for compressors

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20130170961A1 (en)
EP (1) EP2504582A1 (en)
JP (1) JP2013511662A (en)
KR (1) KR20120096027A (en)
CN (1) CN102713306B (en)
AU (1) AU2010321070A1 (en)
BR (1) BR112012012224A2 (en)
CA (1) CA2781711A1 (en)
IT (1) IT1397059B1 (en)
MX (1) MX2012005990A (en)
RU (1) RU2537116C2 (en)
WO (1) WO2011061142A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2694700C1 (en) * 2015-10-22 2019-07-16 Ман Энерджи Солюшнз Се Dry gas seal system and a turbomachine comprising a dry gas seal system
RU2762298C1 (en) * 2017-03-17 2021-12-17 Нуово Пиньоне Текнолоджи Срл Dry gas seal

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITCO20110038A1 (en) * 2011-09-28 2013-03-29 Nuovo Pignone Spa INTEGRATED IMPLEMENTATION SYSTEM IN A COMPRESSOR
EP2584188A1 (en) * 2011-10-19 2013-04-24 Cryostar SAS Cryogenic liquid expansion turbine
ITCO20110057A1 (en) * 2011-12-05 2013-06-06 Nuovo Pignone Spa DRY GAS SEAL FOR HIGH PRESSURE PUMP BUFFER FOR SUPERCRITIC CO2
JP5850253B2 (en) * 2012-06-07 2016-02-03 ８ リバーズ キャピタル，エルエルシー Shaft seal device and power generation system
JP2014047676A (en) * 2012-08-30 2014-03-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Steam turbine and binary generator with the same
DE102012219520A1 (en) * 2012-10-25 2014-04-30 Siemens Aktiengesellschaft Process Gas gas turbine train
FR3000167B1 (en) * 2012-12-20 2015-08-21 Cryostar Sas GAS SEAL ASSEMBLY FOR CRYOGENIC LIQUID PUMPS
US9624785B2 (en) 2014-01-24 2017-04-18 Solar Turbines Incorporated System for monitoring health of a seal
US20150308445A1 (en) * 2014-04-24 2015-10-29 United Technologies Corporation Gas turbine engine and buffer system therefor
DE102014208738B3 (en) * 2014-05-09 2015-11-26 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Mechanical seal assembly with improved gas separation
JP6767879B2 (en) 2014-05-26 2020-10-14 ヌオーヴォ ピニォーネ ソチエタ レスポンサビリタ リミタータＮｕｏｖｏ Ｐｉｇｎｏｎｅ Ｓ．Ｒ．Ｌ． Dry gas extraction device and method
DE102014211690A1 (en) 2014-06-18 2015-12-24 Siemens Aktiengesellschaft Fluid energy machine, method of operation
DE102014011042A1 (en) * 2014-07-26 2016-01-28 Man Diesel & Turbo Se flow machine
WO2016054077A1 (en) * 2014-09-29 2016-04-07 New Way Machine Components, Inc. Porous media ventless seal
JP6601832B2 (en) 2014-11-20 2019-11-06 三菱重工コンプレッサ株式会社 Seal gas supply control method, seal gas supply control device, rotating machine
DE102014226429A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Shaft seal assembly of a fluid machine and method for sealing a shaft of a fluid machine
WO2016103479A1 (en) * 2014-12-26 2016-06-30 三菱重工コンプレッサ株式会社 Gas recovery system for compressor, compressor system, and refrigeration cycle system
CN104564792A (en) * 2015-01-26 2015-04-29 成都成发科能动力工程有限公司 Controllable shaft end sealing structure of axial flow compressor
US10683869B2 (en) * 2015-04-02 2020-06-16 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Filter with integrated heater, and rotary machine system
EP3264011A4 (en) * 2015-04-27 2018-01-17 Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corporation Gas recovery system, compressor system, and refrigeration cycle system
ITUB20152676A1 (en) * 2015-07-30 2017-01-30 Nuovo Pignone Tecnologie Srl ARRANGEMENT OF DRY SEAL GAS COOLING AND METHOD
GB201708297D0 (en) 2017-05-24 2017-07-05 Rolls Royce Plc Preventing electrical breakdown
GB201708289D0 (en) * 2017-05-24 2017-07-05 Rolls Royce Plc Preventing electrical breakdown
US10989215B2 (en) * 2017-09-05 2021-04-27 Solar Turbines Incorporated Compressor system equipped for fugitive gas handling and fugitive gas system operating method
KR102383011B1 (en) * 2017-09-20 2022-04-04 한화파워시스템 주식회사 Magnetic damper system applied to dry gas seal
US20190353543A1 (en) 2018-05-21 2019-11-21 Hanwha Power Systems Co., Ltd. Axial thrust force balancing apparatus for an integrally geared compressor
CN111577399A (en) * 2020-04-29 2020-08-25 中国核动力研究设计院 Double-dry-gas-sealed supercritical carbon dioxide turbine shaft end sealing method and device
CN111577400A (en) * 2020-04-29 2020-08-25 中国核动力研究设计院 Supercritical carbon dioxide turbine shaft end sealing method and device adopting dry gas coupling labyrinth sealing
IT202000029783A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-03 Nuovo Pignone Tecnologie Srl SYSTEM FOR RECOVERY OF SEALING GAS LEAKS AND INCREASING THE SEALING GAS PRESSURE, AND METHOD
CN113107872B (en) * 2021-05-11 2023-02-03 内蒙古兴洋科技股份有限公司 Centrifugal compressor for electronic high-purity gas
CN114060308B (en) * 2021-11-10 2024-01-30 国家石油天然气管网集团有限公司 Method for eliminating dry gas sealing jamming failure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU836392A1 (en) * 1979-05-03 1981-06-07 Уральский Филиал Всесоюзного Дваждыордена Трудового Красного Знаменитеплотехнического Научно-Исследо-Вательского Института Им. Ф.Э.Дзержинского System for protecting pump high-temperature working fluid from leakage
DE4216006C1 (en) * 1992-05-12 1993-04-29 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De
CA2075604A1 (en) * 1992-08-07 1994-02-08 Clayton Bear Counterthrust seal for a rotary fluid machine
RU2036312C1 (en) * 1991-07-16 1995-05-27 Акционерное общество открытого типа "Авиадвигатель" Sealing unit downstream of turbojet double-loop engine
RU2232921C2 (en) * 2001-05-21 2004-07-20 Открытое Акционерное Общество "Сумское Машиностроительное Научно-Производственное Объединение Им. М.В. Фрунзе" Turbocompressor sealing system

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61162595U (en) * 1985-03-29 1986-10-08
CN85102135A (en) * 1985-04-01 1987-01-10 联合工艺公司 The control gear of effective clearance
US5492341A (en) 1990-07-17 1996-02-20 John Crane Inc. Non-contacting, gap-type seal having a ring with a patterned seal face
CH684495A5 (en) * 1991-09-04 1994-09-30 Escher Wyss Ag Turbomachinery.
JPH0578998U (en) * 1992-04-03 1993-10-26 株式会社神戸製鋼所 Centrifugal compressor with built-in gearbox
US5529315A (en) 1994-02-14 1996-06-25 John Crane Inc. Tandem seal arrangement for mechanical face seals
RU2099618C1 (en) * 1995-07-05 1997-12-20 Валерий Борисович Балякин Contactless end seal
CN1117217C (en) * 1998-03-13 2003-08-06 株式会社日立制作所 Centrifugal compressor and shaft seal used thereof
WO2001007791A1 (en) * 1999-07-23 2001-02-01 Hitachi, Ltd. Turbo fluid machinery and dry gas seal used for the machinery
JP2002022875A (en) * 2000-07-10 2002-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Helium gas turbine power generating system and shaft sealing device
JP2003097487A (en) * 2001-09-25 2003-04-03 Hitachi Ltd Centrifugal compressor
EP1460320B1 (en) * 2003-03-20 2007-05-30 Aesseal PLC Gas seals for rotary machines
JP4890232B2 (en) * 2006-12-22 2012-03-07 三菱重工コンプレッサ株式会社 Compressor
WO2009064569A1 (en) * 2007-11-12 2009-05-22 Exxonmobil Upstream Research Company Methods of generating and utilizing utility gas
US8061984B2 (en) * 2009-04-06 2011-11-22 Dresser-Rand Company Dry gas blow down seal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU836392A1 (en) * 1979-05-03 1981-06-07 Уральский Филиал Всесоюзного Дваждыордена Трудового Красного Знаменитеплотехнического Научно-Исследо-Вательского Института Им. Ф.Э.Дзержинского System for protecting pump high-temperature working fluid from leakage
RU2036312C1 (en) * 1991-07-16 1995-05-27 Акционерное общество открытого типа "Авиадвигатель" Sealing unit downstream of turbojet double-loop engine
DE4216006C1 (en) * 1992-05-12 1993-04-29 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De
CA2075604A1 (en) * 1992-08-07 1994-02-08 Clayton Bear Counterthrust seal for a rotary fluid machine
RU2232921C2 (en) * 2001-05-21 2004-07-20 Открытое Акционерное Общество "Сумское Машиностроительное Научно-Производственное Объединение Им. М.В. Фрунзе" Turbocompressor sealing system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2694700C1 (en) * 2015-10-22 2019-07-16 Ман Энерджи Солюшнз Се Dry gas seal system and a turbomachine comprising a dry gas seal system
US10662798B2 (en) 2015-10-22 2020-05-26 Man Energy Solutions Se Dry gas sealing system, and turbomachine comprising a dry gas sealing system
RU2762298C1 (en) * 2017-03-17 2021-12-17 Нуово Пиньоне Текнолоджи Срл Dry gas seal

Also Published As

Publication number Publication date
BR112012012224A2 (en) 2016-04-19
WO2011061142A1 (en) 2011-05-26
MX2012005990A (en) 2012-08-03
KR20120096027A (en) 2012-08-29
JP2013511662A (en) 2013-04-04
CN102713306A (en) 2012-10-03
AU2010321070A1 (en) 2012-06-14
US20130170961A1 (en) 2013-07-04
CA2781711A1 (en) 2011-05-26
CN102713306B (en) 2015-07-08
IT1397059B1 (en) 2012-12-28
RU2012120920A (en) 2013-12-27
EP2504582A1 (en) 2012-10-03
ITCO20090051A1 (en) 2011-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2537116C2 (en) Dry gas seal system with low exhaust for compressors
RU2552880C2 (en) Gas bearing installed in shaft midspan
US11396883B2 (en) Reduced emission gas seal
EP1685310B1 (en) Sealing arrangement in a compressor
JP4857766B2 (en) Centrifugal compressor and dry gas seal system used therefor
US9347459B2 (en) Abradable seal with axial offset
RU2565649C2 (en) Multistage compressor, method of its fabrication and rotary unit
RU2601909C2 (en) Centrifugal impeller and turbo-machine
JPWO2013125074A1 (en) gas turbine
RU2560971C2 (en) System including shaft seal
CN103026004A (en) Turbine including seal air valve system
JP2004169695A (en) Axial thrust balance system for centrifugal compressor with improved safety characteristics
US10808725B2 (en) Turbomachine and method of operating a turbomachine
RU2621425C2 (en) System (versions) and method for shaft sealing
US10563663B2 (en) Nitrogen purge of compressor dry seal
JP2003097487A (en) Centrifugal compressor
RU2657403C1 (en) Shaft seal, method of operation
WO2018110476A1 (en) Gas turbine engine and method for controlling same
WO2024088558A1 (en) Dry gas seal arrangement, turbomachine including the arrangement and method
JP2013221510A (en) Shaft sealing system for steam turbine
IT202000029783A1 (en) SYSTEM FOR RECOVERY OF SEALING GAS LEAKS AND INCREASING THE SEALING GAS PRESSURE, AND METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151116