RU2698942C2 - Устройство и способ извлечения сухого газа - Google Patents

Abstract

Описано устройство для извлечения сухого газа из потока влажного газа. Устройство включает канал (24) для влажного газа, содержащий боковую стенку, окружающую объем внутреннего потока газа. Устройство также включает по меньшей мере одно впускное отверстие (57) для сухого газа, расположенное в объеме потока газа на расстоянии от боковой стенки. Изобретение направлено на улучшение системы извлечения газа из потока газа, обработанного в компрессорах для влажного газа. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

Description

Область техники

Настоящее изобретение в общем относится к компрессорам и, более конкретно, к усовершенствованиям, касающимся компрессоров для влажного газа.

Уровень техники

Компрессор представляет собой устройство, которое ускоряет частицы сжимаемой текучей среды, например, газа, посредством использования механической энергии, чтобы, в конечном счете, повысить давление этой сжимаемой текучей среды. Компрессоры используют в ряде различных областей применения, включая обработку газообразного углеводорода и, более конкретно, так называемого влажного газа. Влажный газ, как обычно понимают в технике, представляет собой газ, содержащий долю жидкого вещества, обычно в форме небольших капель, которые вовлекаются с потоком основного газа через компрессор. Влажный газ обычно присутствует в нефтегазовых областях применения, например, в подводных системах добычи углеводородов.

Так называемые центробежные компрессоры, в которых газ ускоряют посредством вращающихся рабочих колес, снабженных лопастями, определяющими каналы для потока газа, широко используют для обработки влажного газа, в частности углеводородов, в нефтегазовых областях применения.

Центробежный компрессор может быть оборудован одним рабочим колесом, т.е. иметь одноступенчатую конфигурацию, или множеством рабочих колес, соединенных последовательно, и такие компрессоры часто называют многоступенчатыми. Каждая ступень центробежного компрессора обычно включает защитный кожух, вход для газа, расположенный на всасывающей стороне компрессора и через который сжимаемый газ подают в компрессор, и одно или более рабочих колес, установленных на валу с обеспечением возможности вращения в защитном кожухе. Рабочие колеса ускоряют частицы газа, обеспечивая их кинетической энергией. Ускоренный газ, подаваемый рабочим колесом, протекает через соответствующий диффузор, который преобразует кинетическую энергию газа, подаваемого соответствующим рабочим колесом, в энергию давления. Наконец, сжатый газ, выходящий из последнего диффузора, собирают, например, в улитку и направляют через выход для газа, расположенный на нагнетательной стороне компрессора.

С помощью центробежного компрессора обрабатывают различные газы, из них некоторые являются токсичными или обладают потенциально негативным воздействием на окружающую среду. Соответственно, центробежные компрессоры снабжают уплотнительными системами, обычно расположенными на противоположных концах вала, несущего рабочее(ие) колесо(а), или вблизи этих концов. Уплотнительные системы предотвращают утечки газа из кожуха компрессора. Однороторные центробежные компрессоры обычно снабжены двумя отдельными уплотнителями, в качестве частей данной уплотнительной системы, т.е. по одному на каждом конце вала, тогда как в консольном центробежном компрессоре обычно достаточно герметизировать конец вала, расположенный непосредственно ниже по потоку от рабочего колеса.

В последнее время так называемые «сухие газовые уплотнители» становятся все более и более востребованными для обеспечения эффективной герметизации центробежных компрессоров. Сухие газовые уплотнители можно описать как бесконтактные, способные работать без смазки, механические торцевые уплотнители, которые включают стыковочное или вращающееся кольцо и первичное или стационарное кольцо. При работе канавки во вращающемся кольце создают газодинамическую силу, вызывающую отделение стационарного кольца и создание зазора между двумя кольцами. Такие уплотнители называют «сухими», поскольку они не требуют смазочного масла, что наряду с другими факторами, сильно снижает требования к их обслуживанию. Сухой газовый уплотнитель следует подпитывать постоянным небольшим потоком сухого газа, чтобы поддерживать вышеуказанный газодинамический эффект в течение работы компрессора.

Пример сухого газового уплотнителя для центробежных компрессоров описан в документе WO-A-2011060, который полностью включен в данный документ посредством ссылки. Дополнительные детали конструкции сухих газовых уплотнителей можно найти в вышеуказанном документе и другой патентной литературе, упомянутой в данном документе.

Сухой газ для работы сухих газовых уплотнителей в компрессоре обычно обеспечивают посредством забора небольшой доли газа, обработанного компрессором, и подачи его к сухому газовому уплотнителю. Когда сухие газовые уплотнители используют в так называемых компрессорах для влажного газа, частицы жидкости следует удалять из газа, который отводят к системам сухих газовых уплотнителей, поскольку жидкие примеси могут повреждать сухие газовые уплотнители и так или иначе негативно влиять на их работу. Таким образом, газ, отводимый из основного потока газа в компрессор, обрабатывают в так называемом блоке сухого газа для удаления примесей и загрязнений из него, перед подачей газа в сухие газовые уплотнители.

Эффективность блоков сухого газа можно повысить, если минимизировать количество примесей в потоке поступающего газа. Таким образом, существует потребность в улучшении системы извлечения газа из потока газа, обработанного в компрессорах для влажного газа.

Краткое описание изобретения

Предложено устройство для извлечения сухого газа из потока влажного газа. В соответствии с воплощениями, устройство включает канал для влажного газа, содержащий боковую стенку, окружающую объем внутреннего потока газа. По меньшей мере одно впускное отверстие для сухого газа расположено в месте, находящемся внутри объема потока газа, на расстоянии от боковой стенки. Выступающий элемент проходит внутрь от боковой стенки, так что по меньшей мере одно впускное отверстие для сухого газа расположено на выступающем элементе. Поперечное сечение выступающего элемента имеет форму, оптимизирующую параметры потока вокруг выступающего элемента.

В контексте настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения, термин «сухой газ» следует понимать как обозначающий газ, который имеет меньшее содержание жидкой фракции, чем основной поток влажного газа, обработанного посредством турбокомпрессора, например, центробежного компрессора, с которым объединено устройство.

При размещении впускного отверстия для сухого газа в месте, находящемся на расстоянии от боковой стенки канала, через который течет влажный газ, газ, извлекаемый через впускное отверстие для сухого газа, имеет пониженное содержание жидкости, так что обеспечивают возможность осуществления более эффективной очистки газа и улучшают работу сухих газовых уплотнителей или любого другого вспомогательного компонента, устройства или средства турбокомпрессора при использовании извлеченного сухого газа.

Чтобы дополнительно снизить количество жидкости, содержащейся в извлекаемом сухом газе, в соответствии с некоторыми воплощениями, впускное отверстие для сухого газа содержит вход, ориентированный в направлении противотока относительно потока влажного газа. Направление противотока, как следует понимать в данном документе, представляет собой такое направление, что вектор скорости сухого газа, поступающего во впускное отверстие для сухого газа, содержит компонент, параллельный вектору скорости потока влажного газа, который либо равен нулю, либо ориентирован в противоположном направлении относительно вектора скорости потока влажного газа.

В соответствии с некоторыми предпочтительными воплощениями, устройство для извлечения сухого газа включает выступающий элемент или поперечный элемент, проходящий внутрь от боковой стенки в объем внутреннего потока газа. По меньшей мере одно впускное отверстие для сухого газа расположено на выступающем элементе. Выступающий элемент или поперечный элемент может проходить по всей ширине объема внутреннего потока газа, т.е. может пересекать канал для влажного газа и может быть соединен с боковой стенкой, окружающей объем потока газа, на его обоих концах. В других воплощениях выступающий элемент или поперечный элемент может проходить в виде консоли от боковой стенки, т.е. может выступать от боковой стенки и иметь свободный дальний конец на расстоянии от боковой стенки. В некоторых воплощениях свободный дальний конец выступающего может быть расположен в центре или вблизи от центра или около центра объема потока газа или в положении, расположенном по существу на оси канала для влажного газа.

В соответствии с еще одним аспектом данного изобретения, предложена система, включающая:

компрессор для влажного газа;

по меньшей мере одно уплотнительное устройство, расположенное между вращающимся элементом и стационарным элементом компрессора для влажного газа;

трубопровод для влажного газа;

устройство для извлечения сухого газа, как описано выше;

путь потока сухого газа, соединяющий по текучей среде впускное отверстие для сухого газа устройства для извлечения сухого газа с уплотнительным устройством. Уплотнительное устройство может представлять собой сухой газовый уплотнитель. Соединение между устройством для извлечения сухого газа и уплотнительным устройством может быть прямым соединением. В других воплощениях соединение обеспечено через блок очистки сухого газа, в котором дополнительно обрабатывают сухой газ, извлеченный с помощью устройства для извлечения газа, например, фильтруют или проводят другую обработку для удаления остатков жидкости или твердых примесей.

В еще одном воплощении изобретение относится к способу извлечения сухого газа из потока влажного газа, поступающего в канал для влажного газа, включающий следующие стадии:

размещение по меньшей мере одного впускного отверстия для сухого газа, расположенного внутри канала для влажного газа, на расстоянии от стенки канала для влажного газа;

удаление через впускное отверстие для сухого газа потока сухого газа из канала для влажного газа.

В соответствии с некоторыми воплощениями, способ может дополнительно включать стадию размещения по меньшей мере одного впускного отверстия для сухого газа в противоточной ориентации относительно потока влажного газа.

В соответствии с еще одним аспектом, предложен способ эксплуатации сухого газового уплотнительного устройства в компрессоре для влажного газа, включающий следующие стадии:

размещение по меньшей мере одного впускного отверстия для сухого газа, расположенного внутри канала для влажного газа, на расстоянии от стенки канала отвода влажного газа;

удаление через впускное отверстие для сухого газа потока сухого газа из канала для влажного газа;

подачу потока сухого газа в сухое газовое уплотнительное устройство.

Другие признаки и воплощения раскрыты ниже в данном документе, а также изложены в прилагаемой формуле изобретения, которая составляет неотъемлемую часть настоящего описания. В приведенном выше кратком описании изложены признаки различных воплощений настоящего изобретения, чтобы можно было лучше понять подробное описание, представленное далее, и чтобы можно было лучше оценить вклад в технику настоящего изобретения. Конечно, существуют другие признаки изобретения, которые описаны далее в данном документе и которые изложены в прилагаемой формуле изобретения. В этой связи, перед рассмотрением нескольких воплощений изобретения более подробно, следует понимать, что различные воплощения изобретения не ограничены особенностями конструкции и схемами расположения компонентов, раскрытыми в последующем описании или представленными на чертежах. Изобретение допускает другие воплощения и его можно реализовать на практике различными путями. Также следует понимать, что формулировки и терминология, используемые в данном документе представлены с целью описания, и их не следует рассматривать как ограничивающие.

По существу, специалисты в данной области техники оценят, что концепцию, на которой основано данное изобретение, можно легко использовать как основу для разработки других конструкций, способов и/или систем для осуществления нескольких целей настоящего изобретения. Поэтому важно рассматривать формулу изобретения, как включающую такие эквивалентные конструкции, при условии, что они не выходят за пределы объема и сущности настоящего изобретения.

Краткое описание чертежей

Более полно оценить раскрытые воплощения изобретения и многие предоставляемые им преимущества, а также лучше понять изобретение можно при ознакомлении с последующим подробным описанием в совокупности с прилагаемыми чертежами, где:

на Фиг. 1 представлен вид поперечного сечения многоступенчатого центробежного компрессора, в котором можно реализовать объект данного изобретения;

на Фиг. 2 представлен вид поперечного сечения потока влажного газа в канале;

на Фиг. 3 представлено первое воплощение устройства в соответствии с настоящим изобретением в сечении, взятом по линии III-III на Фиг. 4;

на Фиг. 4 представлен вид сечения, взятого по линии IV-IV на Фиг. 3;

на Фиг. 5 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии V-V на Фиг. 3;

На Фиг. 6 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии VI-VI на Фиг. 3;

на Фиг. 7 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии VII-VII на Фиг. 8 еще одного воплощения настоящего изобретения;

на Фиг. 8 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии VIII-VIII на Фиг. 7;

на Фиг. 9 и 10 представлен вид поперечных сечений, взятых по линии IX-IX и Х-Х на Фиг. 7;

на Фиг. 11 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии XI-XI на Фиг. 12 еще одного воплощения настоящего изобретения;

на Фиг. 12 представлен вид поперечного сечения, взятого по линии XII-XII на Фиг. 11;

на Фиг. 13 и 14 представлен вид поперечных сечений, взятых по линиям XIII-XIII и XIV-XIVIIa Фиг. 11.

Подробное описание воплощений изобретения

Последующее подробное описание воплощений сделано со ссылками на прилагаемые чертежи. Одинаковые номера позиций на разных чертежах обозначают одинаковые или подобные элементы. Кроме того, чертежи необязательно представлены в масштабе. Также, последующее подробное описание не ограничивает изобретение. Вместо этого, объем защиты изобретения определен прилагаемой формулой изобретения.

Ссылки по всему описанию на «одно воплощение» или «воплощение» или «некоторые воплощения» означают что конкретные признаки, конструкция или характеристики, описанные в связи с воплощением, включены по меньшей мере в одно воплощение настоящего изобретения. Таким образом, фразы «в одном воплощении» или «в воплощении» или «в некоторых воплощениях» в различных местах по всему описанию необязательно относятся к одним и тем же воплощениям (воплощению). Кроме того, конкретные признаки, конструкции или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в одном или более воплощениях.

Чтобы обозначить некоторые общие положения для последующего описания систем извлечения сухого газа в соответствии с изобретением, на Фиг. 1 схематически представлен многоступенчатый центробежный компрессор 10, в котором могут быть использованы системы сухих газовых уплотнителей. Согласно схеме на Фиг. 1, компрессор 10 включает кожух 12, выполненный с возможностью вращения с заключенным в нем валом 14 компрессора. Центробежные рабочие колеса 16 установлены на вал 14 компрессора и образуют вместе с ним ротор 18 компрессора. Для простоты на Фиг. 1 представлены пять рабочих колес 16. Количество рабочих колес и ступеней компрессора представлены только в качестве примера. Следует понимать, что может быть обеспечено различное количество рабочих колес и ступеней компрессора, например, одно, два, три, четыре, шесть или более рабочих колес. Опоры 20, расположенные с обоих концов вала 14 компрессора, радиально и аксиально поддерживают ротор 18 компрессора.

Компрессор 10 также включает вход для газа, схематически показанный позицией 22 со всасывающей стороны, и выход для газа, схематически показанный позицией 24 с нагнетательной стороны. Газ при давлении всасывания засасывают с помощью компрессора через вход 22 для газа и отводят через выход 24 для газа при давлении нагнетания, которое больше, чем давление всасывания.

Систему 26 уплотнений обеспечивают для снижения или предотвращения утечек газа из внутреннего объема кожуха, в котором расположены рабочие колеса, к опорам 20 и оттуда в окружающую среду. Одна или обе системы 26 уплотнителей могут состоять из одного или более сухих газовых уплотнителей, подробно не показано. Сухие газовые уплотнители могут быть выполнены, например, как описано в WO-A-2011/061142.

Компрессор 10 также включает балансировочный диск 27, который компенсирует осевое усилие, генерируемое рабочими колесами 16, когда обрабатывают газ. Вокруг балансировочного диска обеспечено лабиринтное уплотнение 28. Уравнительный трубопровод 29 соединяет камеру 30, расположенную рядом с балансировочным диском 27, напротив рабочих колес 16, со входом на первую ступень компрессора, так что давление в камере 30, т.е. с внешней стороны балансировочного диска 27, поддерживают на том же уровне, что и давление, при котором технологический газ поступает через канал 22.

Также обращаясь к Фиг. 1, номер позиции 41 схематически иллюстрирует блок очистки сухого газа, который соединен через трубопроводы 43 с сухими газовыми уплотнителями, обеспеченным в системе 26 уплотнителей. В блок 41 очистки сухого газа можно подавать газ, отбираемый из подходящих мест в компрессоре 10 или вблизи него. В соответствии с некоторыми воплощениями, газ извлекают с последней ступени компрессора или ниже по потоку от нее. Это является особенно предпочтительным, поскольку высокое давление и горячий газ делают доступными для сухих газовых уплотнителей.

Согласно воплощениям, газ извлекают с помощью устройства 45 для извлечения сухого газа, которое может быть расположено в выходном канале 24 для газа или ниже по потоку от него. На Фиг. 1 устройство 45 для извлечения сухого газа схематически представлено на выпускном фланце компрессора 10. Трубопровод 47 для отвода газа соединяет устройство 45 для извлечения сухого газа с блоком 41 очистки сухого газа.

Когда газ, обработанный с помощью компрессора 10, содержит фракцию жидкости, поток текучей среды в каналах и, более конкретно, в канале 24 для выхода газа, представляет собой кольцевой поток, как схематически показано на Фиг. 2. Газообразная фракция G потока концентрируется в центральной части канала 24 для выхода газа, тогда как жидкая фракция L концентрируется по периферийной области канала 24, а именно, вблизи внутренней поверхности стенки канала 24 для выхода газа. Как предложено в данном документе, газ извлекают из потока газа на расстоянии от боковой стенки канала 24, так что меньшее количество жидких примесей захватывается с потоком извлекаемого газа. Для этой цели, одно или более впускных отверстий для сухого газа располагают внутри канала 24 для выхода газа или в любом другом канале для влажного газа. Таким образом, газ извлекают из основного потока в канале для влажного газа в месте, в котором содержание жидкой фракции меньше, чем вдоль стенок канала для влажного газа.

Первое воплощение устройства для извлечения сухого газа в соответствии с настоящим изобретением показано на Фиг. 3-6. В соответствии с данным воплощением, устройство 45 для извлечения сухого газа включает канал 51 для влажного газа, который может быть сформирован во фланце 53. Фланец 53 образует боковую стенку, которая окружает объем внутреннего потока газа, через который проходят потоки влажного газа. Объем внутреннего потока газа может иметь круглое поперечное сечение, как показано на Фиг. 3 и 4. Однако возможны другие формы поперечного сечения. Канал 51 для влажного газа может быть расположен между двумя последовательно расположенными частями канала отвода газа или канала 24 для выхода газа. В воплощении, показанном на Фиг. 3-6, 24А и 24В обозначены две части канала 24 для выхода газа. Канал 24 может в общем представлять собой любой участок трубопровода для газа, через который сжатый газ отводят из компрессора 10 к следующему компоненту трубопровода обработки газа (не показан). Позицией 24F схематически показаны два фланца частей 24А, 24В канала для выхода газа, между которыми установлен фланец 53 устройства 45 для извлечения сухого газа.

В соответствии с некоторыми воплощениями, выступающий элемент 55 проходит от фланца 53 внутрь канала 51 для влажного газа. Выступающий элемент 55 может быть выполнен в форме поперечного элемента. Выступающий элемент 55 может выступать по существу в радиальном направлении от внутренней поверхности фланца 53. В некоторых воплощениях, как показано на Фиг. 3-6, поперечный элемент или выступающий элемент 55 проходит по всему внутреннему диаметру канала 51 для влажного газа, так что поперечный элемент 55 на обоих своих противоположных концах соединен с фланцем 53. В других воплощениях поперечный элемент 55 может быть короче внутреннего диаметра фланца 53 и проходит в виде консоли во внутренний объем канала 51 для влажного газа.

В воплощении, представленном на Фиг. 3-6, впускное отверстие 57 для сухого газа обеспечено в среднем положении по радиальной протяженности выступающего элемента 55. В соответствии с воплощением, представленным на чертежах, впускное отверстие 57 для сухого газа расположено приблизительно на оси или вблизи центральной оси А-А фланца 53. В других воплощениях впускное отверстие для сухого газа может быть расположено ближе к боковой стенке канала 51 для газа. Тогда поперечный элемент или выступающий элемент 55 может быть короче, чем показано на прилагаемых в качестве примера чертежах. Важным является то, что впускное отверстие 57 для сухого газа должно быть расположено на расстоянии от внутренней поверхности канала 51 для влажного газа. Впускное отверстие 57 для сухого газа может быть предпочтительно ориентировано в противотоке, т.е. впускное отверстие 57 для сухого газа расположено на выступающем элементе 55 так, что обращено в направлении, противоположном направлению потока газа через канал 24 для выхода газа. Направление основного потока газа в канале 24 для выхода газа показано стрелкой F на Фиг. 3 и 4.

Как показано на Фиг. 4, выступающий элемент или поперечный элемент 55 может иметь такую форму поперечного сечения, которая позволяет обеспечить оптимальные параметры потока вокруг поперечного элемента 55 в области, в которой расположено впускное отверстие 57 для сухого газа. В соответствии с некоторыми воплощениями, выступающий элемент 55 может иметь переднюю сторону или переднюю кромку, обращенную вверх по потоку относительно направления потока F, и заднюю сторону или заднюю кромку, обращенную вниз по потоку. В воплощении, представленном на Фиг. 3-6, впускное отверстие 57 для сухого газа расположено на задней стороне выступающего элемента 55. Передняя сторона или передняя кромка выступающего элемента 55, так же как и его остальная поверхность могут быть выполнены так, чтобы снизить потери на трение. Кроме того, поперечное сечение выступающего элемента 55 может быть предпочтительно выполнено так, чтобы предотвратить или уменьшить возникновение вихревого движения за выступающим элементом 55, т.е. перед впускным отверстием 57 для сухого газа.

Впускное отверстие 57 для сухого газа находится в сообщении по текучей среде с трубопроводом 47 для отвода газа через канал 59 для газа, проходящий от впускного отверстия 57 для сухого газа к соединительному элементу 61, обеспеченному на периферии фланца 53.

Положение и ориентация впускного отверстия 57 для сухого газа таковы, что газ, поступающий во впускное отверстие 57 для сухого газа, имеет содержание жидкости, т.е. процентное содержание жидкой фазы, которое значительно ниже, чем среднее содержание жидкости во влажном газе, протекающем через канал 51 для влажного газа. Таким образом, пониженное количество жидкости поступает в блок 41 очистки сухого газа.

Компрессор 10 и устройство 45 для извлечения сухого газа работают следующим образом. Влажный газ всасывается компрессором 10 на входе 22 для газа, сжимается и отводится через выход 24 для газа. Небольшую часть газа извлекают через устройство 45 для извлечения сухого газа и подают в блок 41 очистки сухого газа. Обработанный сухой газ подают через трубопровод 43 к сухим газовым уплотнителям в уплотнительные устройства 46. Поскольку большую часть жидкости удаляют из извлекаемого газа благодаря положению впускного отверстия 57 для сухого газа, только небольшое количество остаточной жидкой фазы необходимо удалить из газа в блоке 41 очистки сухого газа.

На Фиг. 7-10 представлено другое воплощение устройства 45 для извлечения сухого газа в соответствии с настоящим изобретением. Одинаковыми номерами позиций обозначены компоненты, одинаковые или подобные показанным на Фиг. 3-6. Воплощение, показанное на Фиг. 7-10, отличается от воплощения, показанного на Фиг. 3-6, положением впускного отверстия 57 для сухого газа.

В воплощении, показанном на Фиг. 7-10, впускное отверстие 57 для сухого газа расположено в положении между передней стороной и задней стороной выступающего элемента 55. В то время, как впускное отверстия 57 для сухого газа ранее описанного воплощения ориентировано так, что угол, образующийся между направлением (F) основного потока газа и направлением газа, извлекаемого через впускное отверстие 57 для сухого газа, составляет приблизительно 180°, в воплощении на Фиг. 7-10 поток сухого газа через впускное отверстие 57 для сухого газа направлен под углом приблизительно 90° относительно направления F основного потока газа. Ориентация впускного отверстия 57 для сухого газа в любом случае является такой, которая позволяет снизить проникновение жидкости и возможно твердой фазы из основного потока газа во впускное отверстие 57 для сухого газа. Положение впускного отверстия 57 для сухого газа на Фиг. 7-10 минимизирует возможное негативное воздействие вихревого движения вокруг выступающего элемента 55 на входящий поток сухого газа.

В других предпочтительных воплощениях, которые не показаны, два противоположно направленных впускных отверстия 57 для сухого газа могут быть обеспечены на двух боковых поверхностях выступающего элемента 55.

В предпочтительных воплощениях впускные отверстия для сухого газа расположены приблизительно на центральной оси А-А канала 51 для влажного газа, где количество жидкого вещества меньше. Однако, в других воплощениях впускное отверстие для сухого газа может быть расположено в положении между центральной осью канала 51 для влажного газа и его внутренней поверхностью.

На Фиг. 11-14 представлено еще одно воплощение устройства 45 для извлечения сухого газа в соответствии с настоящим изобретением. Одинаковые номера позиций используют для обозначения компонентов, одинаковых или эквивалентных показанным на Фиг. 3-10. В воплощении на Фиг. 11-14 выступающий элемент или поперечный элемент 55 короче внутреннего диаметра канала 51 для влажного газа. Таким образом, выступающий элемент или поперечный элемент 55 выступает в виде консоли в полый объем канала 51 для влажного газа по его поперечному сечению. В некоторых воплощениях поперечный элемент или выступающий элемент 55 может проходить во внутренний объем канала 51 для влажного газа приблизительно на его радиус, так что дальний конец выступающего элемента или поперечного элемента 55 расположен приблизительно на центральной оси А-А канала 51 для влажного газа или вблизи нее. В некоторых воплощениях по меньшей мере одно впускное отверстие 57 для сухого газа расположено на дальнем конце выступающего элемента или поперечного элемента 55, на центральной оси А-А или вблизи, в частности, как показано на Фиг. 11 и 12.

В других воплощениях, которые не показаны, по меньшей мере одно впускное отверстие 57 может быть расположено в положении между ближним концом и дальним концом выступающего элемента 55, т.е. между свободным концом, расположенным в центральной позиции в канале 51 для влажного газа, и внутренней поверхностью канала 51 для влажного газа. В еще одних предпочтительных воплощениях (не показаны) выступающий элемент или поперечный элемент 55 проходит за центральную ось А-А меньше чем на диаметр канала 51 для влажного газа, и впускное(ые) отверстие(я) 57 для сухого газа может(гут) быть расположено(ы) на одной или обеих сторонах поперечного выступающего элемента 55, вокруг центральной оси А-А канала 51 для влажного газа.

Независимо от формы и размера выступающего элемента или поперечного элемента 55 и от положения и количества впускных отверстий 57 для сухого газа, указанные отверстия расположены на расстоянии от внутренней поверхности канала 51 для влажного газа, где сосредоточена большая часть жидкого вещества (и возможно твердого вещества), содержащегося в потоке газа. Посредством размещения впускных отверстий для сухого газа в положении внутри канала 51 для влажного газа по его поперечному сечению, меньше жидкости и, возможно, твердого вещества захватывается с газом, поступающим во впускное отверстие для сухого газа, и блок очистки сухого газа может работать более эффективно.

В то время, как раскрытые воплощения настоящего изобретения представлены на чертежах и всесторонне описаны выше в подробностях в связи с несколькими приведенными в качестве примера воплощениями, специалисту в данной области техники понятно, что возможно множество модификаций, изменений и опущений, без существенного выхода за пределы новых идей, принципов и концепций, изложенных в данном документе, и преимуществ объекта изобретения, описанного в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, объем защиты настоящего изобретения определен только прилагаемой формулой изобретения, которая охватывает все такие модификации, изменения и опущения. Кроме того, порядок или последовательность любых стадий способа или процесса может быть изменен в соответствии с альтернативными воплощениями.

Claims (24)

1. Устройство для извлечения сухого газа, предназначенное для извлечения сухого газа из потока влажного газа, включающее:

канал для влажного газа, содержащий боковую стенку, окружающую объем внутреннего потока газа;

по меньшей мере одно впускное отверстие для сухого газа, расположенное в месте, находящемся внутри объема потока газа, на расстоянии от боковой стенки;

выступающий элемент, проходящий внутрь от боковой стенки, причем по меньшей мере одно впускное отверстие для сухого газа расположено на выступающем элементе; и

фланец, окружающий объем внутреннего потока газа, причем выступающий элемент проходит через фланец по диаметру;

при этом поперечное сечение выступающего элемента имеет форму, оптимизирующую параметры потока вокруг выступающего элемента.

2. Устройство по п.1, в котором по меньшей мере одно впускное отверстие для сухого газа содержит вход, ориентированный в направлении противотока относительно направления потока влажного газа в канале для влажного газа.

3. Устройство по п.1 или 2, в котором выступающий элемент проходит через объем внутреннего потока газа, при этом выступающий элемент имеет первый конец и второй конец, присоединенные в противоположных положениях к боковой стенке.

4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором выступающий элемент имеет переднюю сторону и заднюю сторону, причем задняя сторона расположена ниже по потоку от передней стороны относительно направления протекания влажного газа в канале для влажного газа.

5. Устройство по п.4, в котором по меньшей мере одно впускное отверстие для сухого газа расположено на выступающем элементе на расстоянии от передней стороны, между передней стороной и задней стороной, или на задней стороне.

6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере одно впускное отверстие для сухого для газа расположено, по существу, на оси канала для влажного газа.

7. Система, включающая:

компрессор для влажного газа;

по меньшей мере одно уплотнительное устройство, расположенное между вращающимся элементом и стационарным элементом компрессора для влажного газа;

трубопровод для влажного газа;

устройство по любому из предшествующих пунктов, расположенное в трубопроводе для влажного газа;

путь потока сухого газа, соединяющий по текучей среде по меньшей мере одно впускное отверстие для сухого газа с по меньшей мере одним уплотнительным устройством.

8. Система по п.7, в которой трубопровод для влажного газа предназначен для приема сжатого газа на нагнетательной стороне компрессора для влажного газа.

9. Система по п.7 или п.8, в которой уплотнительное устройство включает сухой газовый уплотнитель.

10. Способ извлечения сухого газа из потока влажного газа, протекающего в канале для влажного газа, включающий следующие стадии:

обеспечение устройства для извлечения сухого газа по любому из пп.1-6;

удаление через впускное отверстие для сухого газа потока сухого газа из канала для влажного газа.

11. Способ по п.10, включающий стадию размещения по меньшей мере одного впускного отверстия для сухого газа в противоточной ориентации относительно потока влажного газа.

12. Способ по п.10 или п.11, дополнительно включающий стадию отвода потока сухого газа к по меньшей мере одному сухому газовому уплотнителю.

Images