RU2771912C1 - Two-shaft gas compressor unit for booster compressor stations - Google Patents
Two-shaft gas compressor unit for booster compressor stations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771912C1 RU2771912C1 RU2021124107A RU2021124107A RU2771912C1 RU 2771912 C1 RU2771912 C1 RU 2771912C1 RU 2021124107 A RU2021124107 A RU 2021124107A RU 2021124107 A RU2021124107 A RU 2021124107A RU 2771912 C1 RU2771912 C1 RU 2771912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- intermediate gear
- power take
- compressor
- bearing
- Prior art date
Links
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 24
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 102100015456 CBX8 Human genes 0.000 description 1
- 101700071876 CBX8 Proteins 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к отрасли нефтяного и газового машиностроения, в частности к газокомпрессорным агрегатам, применяемым на дожимных компрессорных станциях для компримирования углеводородных газов для дальнейшей транспортировки по магистральным трубопроводам или использования в технологических процессах подготовки и переработки газа.The invention relates to the field of oil and gas engineering, in particular to gas compressor units used at booster compressor stations for compressing hydrocarbon gases for further transportation through trunk pipelines or use in technological processes for preparing and processing gas.
Наиболее близким решением к предложенному изобретению является компрессорный агрегат, содержащий газотурбинный двигатель (ГТД), связанный с ним мультипликатор (повышающий редуктор), имеющий два вала отбора мощности, и две ступени сжатия в виде соединенных технологическим контуром компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД), каждый из которых связан с соответствующим валом отбора мощности. (см. Патент RU №2554670, опубликован 27.06.2015).The closest solution to the proposed invention is a compressor unit containing a gas turbine engine (GTE), an associated multiplier (step-up gearbox), having two power take-off shafts, and two compression stages in the form of a low-pressure compressor (LPC) and a high-pressure compressor connected by a technological circuit pressure (CVD), each of which is connected to the corresponding power take-off shaft. (see Patent RU No. 2554670, published on 06/27/2015).
Недостатками вышеуказанной схемы являются отсутствие возможности изменения диапазона регулирования частоты вращения (передаточного числа) для одной из ветвей отбора мощности, а также наличие взаимного влияния передаточного числа между двумя валами отбора мощности.The disadvantages of the above scheme are the inability to change the speed control range (gear ratio) for one of the power take-off branches, as well as the presence of the mutual influence of the gear ratio between the two power take-off shafts.
При фиксированных межосевых расстояниях в корпусе зубчатой передачи, замена зубчатой пары для изменение передаточного числа на одной из ветвей, неизбежно проводит к изменению на обратно пропорциональную величину передаточного числа для зубчатой пары другой ветви. Вследствие данной особенности, для изменения передаточного число одной из ветвей необходима замена всего мультипликатора в сборе с корпусом.With fixed center distances in the gear housing, replacing a gear pair to change the gear ratio on one of the branches inevitably leads to a change by an inversely proportional gear ratio for the gear pair of the other branch. Due to this feature, to change the gear ratio of one of the branches, it is necessary to replace the entire multiplier assembly with the body.
Известна приводная установка с двумя выходными валами в которой подшипниковые узлы ступеней редуктора, выходных валов и паразитной шестерни расположены на боковых стенках по ломанной линии (см. Патент KZ U 1340 опубликован 15.10.2015 г.).A drive unit with two output shafts is known in which the bearing assemblies of the gear stages, output shafts and idle gear are located on the side walls along a broken line (see Patent KZ U 1340 published on 10/15/2015).
Данная установка не может быть использована для привода двух параллельно стоящих КНД и КВД вследствие малого межосевого расстояния между параллельными выходными валами. Кроме того, данная установка имеет завышенные осевые габариты передачи вследствие использования приводной шестерни с увеличенной шириной для отбора мощности в разных плоскостях.This installation cannot be used to drive two parallel LPC and HPC due to the small center distance between the parallel output shafts. In addition, this unit has overestimated axial transmission dimensions due to the use of a drive gear with an increased width for power take-off in different planes.
Вместе с тем, для компрессорного оборудования, используемого на месторождениях с разнородными составами пластового газа или месторождениях с различными условиями добычи в течении времени его эксплуатации, важна возможность изменения его производительности.At the same time, for compressor equipment used in fields with heterogeneous formation gas compositions or fields with different production conditions during its operation, the possibility of changing its performance is important.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение эффективности работы двухвального газокомпрессорного агрегата, за счет обеспечения возможности изменения частоты вращения роторов его ступеней сжатия вне зависимости друг от друга.The task to be solved by the claimed invention is to increase the efficiency of a two-shaft gas compressor unit by providing the possibility of changing the rotational speed of the rotors of its compression stages independently of each other.
Технический результат достигается тем, что в двухвальном газокомпрессорном агрегате, содержащем газотурбинный двигатель, мультипликатор с двумя валами отбора мощности, связанными с валом газотурбинного двигателя через зубчатые передачи, и две ступени сжатия в виде соединенных технологическим контуром компрессора низкого давления и компрессора высокого давления, каждый из которых связан с соответствующим валом отбора мощности, зубчатые передачи выполнены сменными, при этом вал отбора мощности для одного из компрессоров соединен с валом ГТД через промежуточное зубчатое колесо, изменяющее частоту вращения данного вала, а подшипниковая опора промежуточного зубчатого колеса выполнена с возможностью обеспечения требуемых межосевых расстояний между промежуточным колесом и связанными с ним зубчатыми колесами. Последнее достигается выполнением в подшипниковой опоре промежуточного зубчатого колеса либо подшипника со смещенной относительно его наружного диаметра рабочей поверхностью скольжения, либо корпуса подшипника промежуточного зубчатого колеса со смещенной осью расточки.The technical result is achieved by the fact that in a two-shaft gas compressor unit containing a gas turbine engine, a multiplier with two power take-off shafts connected to the gas turbine engine shaft through gears, and two compression stages in the form of a low-pressure compressor and a high-pressure compressor connected by a technological circuit, each of which is connected to the corresponding power take-off shaft, the gears are interchangeable, while the power take-off shaft for one of the compressors is connected to the GTE shaft through an intermediate gear wheel that changes the rotational speed of this shaft, and the bearing support of the intermediate gear wheel is configured to provide the required center distances between the idler and its associated gears. The latter is achieved by performing in the bearing support of the intermediate gear either a bearing with a working sliding surface offset relative to its outer diameter, or an intermediate gear bearing housing with an offset bore axis.
Выполнение зубчатых передач сменными, соединение одного из валов отбора мощности с валом ГТД через промежуточное зубчатое колесо, изменяющее передаточное число данной зубчатой передачи и выполнение подшипника промежуточного зубчатого колеса с возможностью обеспечения соответствующего заданному передаточному числу межосевого расстояния зубчатых колес реализует возможность установки в мультипликаторе сменных зубчатых пар, что позволяет обеспечить высокоэффективную работу газокомпрессорного агрегата на различных режимах работы.Making the gears replaceable, connecting one of the power take-off shafts to the GTE shaft through an intermediate gear that changes the gear ratio of this gear and making the intermediate gear bearing with the possibility of providing the center distance of the gears corresponding to the given gear ratio implements the possibility of installing replaceable gear pairs in the multiplier , which makes it possible to ensure highly efficient operation of the gas compressor unit in various operating modes.
Конструкция корпусов КНД и КВД предусматривает возможность установки сменных проточных частей на большее отношение давлений, что позволяет обеспечить работу газокомпрессорного агрегата в широком диапазоне производительности и входных давлений.The design of LPC and HPC housings provides for the possibility of installing replaceable flow parts for a higher pressure ratio, which makes it possible to ensure the operation of the gas compressor unit in a wide range of productivity and inlet pressures.
Изобретение поясняется графически, где:The invention is illustrated graphically, where:
- на фиг. 1 изображена кинематическая схема компрессорного агрегата, используемого для начальных условий эксплуатации объекта.- in Fig. 1 shows a kinematic diagram of the compressor unit used for the initial operating conditions of the facility.
- на фиг. 2 изображена кинематическая схема компрессорного агрегата после модернизации мультипликатора путем замены зубчатой пары, обеспечивающей соответствующее изменение частоты вращения КНД и КВД (в большинстве случаев требуется увеличение числа оборотов).- in Fig. 2 shows the kinematic diagram of the compressor unit after the upgrade of the multiplier by replacing the gear pair, which provides a corresponding change in the speed of LPC and HPC (in most cases, an increase in the number of revolutions is required).
- фиг. 3 изображена схема изменения межосевых расстояний на величину h, определяющих положение вала промежуточного зубчатого колеса, посредством использования подшипника с эксцентриситетной расточкой;- fig. 3 shows a diagram of changing the center distances by the value h, which determine the position of the intermediate gear shaft, by using a bearing with an eccentric bore;
- на фиг 4 изображена схема изменения межосевых расстояний на величину h, определяющих положение вала промежуточного зубчатого колеса, посредством смены корпуса подшипника.- Fig. 4 shows a diagram of changing the center distances by the value h, which determine the position of the intermediate gear shaft, by changing the bearing housing.
Двухвальный газокомпрессорный агрегат для дожимных компрессорных станций содержит газотурбинный двигатель 1, с которым связан мультипликатор 2, имеющий два параллельно расположенных вала отбора мощности для компрессора 3 высокого давления (КВД) и компрессора 4 низкого давления (КНД), связанные с валом газотурбинного двигателя 1 через зубчатые колеса 5, 6, 7, 8.A two-shaft gas compressor unit for booster compressor stations contains a
Выбор индивидуальной частоты вращения КНД 4 и КВД3, расчет зубчатых колес, передающих крутящий момент от ГТД к соответствующим валам отбора мощности, выполняется по следующей схеме.The choice of individual rotation speed of
Передаточное число от зубчатого колеса 7 к зубчатому колесу 5 для обеспечения номинальной частоты вращения КНД 4, вычисляется при фиксированном межосевом расстоянии А1. Передаточное число от зубчатого колеса 7 к зубчатому колесу 6 определяется исходя из требуемых оборотов КВД 3. Межосевое расстояние А - выбирается конструктивно исходя из технологической возможности обслуживания оборудования. При этом для передачи крутящего момента к КВД 3 используется промежуточное зубчатое колесо 8, пространственное положение которого определяется межосевыми расстояниями А2 и A3.The gear ratio from the
При необходимости изменения передаточного числа между валом газотурбинного двигателя 1 и валами КНД 4 и КВД 3, производится замена зубчатых колес 5, 6, 7, 8 на зубчатые колеса 9, 10, 11, 12 (фиг. 2). Сначала необходимо определить количество зубьев зубчатых колес 9 и 11, исходя из фиксированного межосевого расстояния А1, диаметра зубчатого колеса 10 и требуемых оборотов КВД 3. После чего определяются размеры промежуточного колеса 12 и межосевые расстояния А12 и А13 (фиг. 3), которые в сравнении с номинальными расстояниями А2 и A3 необходимо изменить для исключения взаимного влияния передаточного отношения между двумя валами отбора мощности.If it is necessary to change the gear ratio between the shaft of the
Для изменения межосевых расстояний может быть использована конструкция зубчатой передачи (фиг. 3) с подшипниками 13 промежуточного колеса 12 со смещенной рабочей поверхностью скольжения относительно наружного диаметра подшипника 13 (вкладыш с эксцентриситетной расточкой). Эксцентриситет расточки рассчитывается таким образом, чтобы при повороте подшипника на 180 градусов ось рабочей поверхности смещается на расстояние h, что позволяет установить сменную зубчатую пару с другим передаточным числом. При этом A3-А13=А12-А2=hTo change the center distances, the design of the gear train (Fig. 3) with
Межосевые расстояния также можно изменить за счет применения подшипника промежуточного колеса 12 со сменным корпусом 14 (фиг. 4). При замене зубчатой пары производится замена корпуса подшипника 14, в котором ось расточки смещена на расстояние h.Center distances can also be changed through the use of an intermediate wheel bearing 12 with a replaceable housing 14 (Fig. 4). When replacing the gear pair, the
Таким образом, благодаря вышеописанному исполнению газокомпрессорного агрегата с мультипликатором с двумя валами отбора мощности, при параллельной схеме использования КНД и КВД достигается возможность индивидуального выбора частоты вращения ротора каждой из ступеней сжатия, что позволяет обеспечить оптимальные режимы эксплуатации агрегата для месторождений с разнородными составами пластового газа и месторождений, имеющих различные условия добычи в течении времени эксплуатации.Thus, thanks to the above-described design of the gas compressor unit with a multiplier with two power take-off shafts, with a parallel scheme for using LPC and HPP, it is possible to individually select the rotor speed of each of the compression stages, which makes it possible to provide optimal operating modes for the unit for fields with heterogeneous formation gas compositions and fields with different production conditions during the operation time.
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2771912C1 true RU2771912C1 (en) | 2022-05-13 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7044716B2 (en) * | 2000-09-19 | 2006-05-16 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | High-pressure multi-stage centrifugal compressor |
RU2386818C2 (en) * | 2008-10-23 | 2010-04-20 | Валерий Игнатьевич Гуров | Gas turbogenerator |
RU2464448C2 (en) * | 2008-09-02 | 2012-10-20 | ОАО "Сумское машиностроительное научно-производственное объединение им. М.В. Фрунзе" | Complete modular turbocompressor plant for transportation of hydrocarbon gas |
RU2554670C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-06-27 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Two-shaft gas-compressor unit for booster compressor stations |
RU202532U1 (en) * | 2020-08-26 | 2021-02-24 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЭЛТЕКС" | Combined compressor installation |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7044716B2 (en) * | 2000-09-19 | 2006-05-16 | Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap | High-pressure multi-stage centrifugal compressor |
RU2464448C2 (en) * | 2008-09-02 | 2012-10-20 | ОАО "Сумское машиностроительное научно-производственное объединение им. М.В. Фрунзе" | Complete modular turbocompressor plant for transportation of hydrocarbon gas |
RU2386818C2 (en) * | 2008-10-23 | 2010-04-20 | Валерий Игнатьевич Гуров | Gas turbogenerator |
RU2554670C1 (en) * | 2014-05-30 | 2015-06-27 | Открытое акционерное общество "НОВАТЭК" | Two-shaft gas-compressor unit for booster compressor stations |
RU202532U1 (en) * | 2020-08-26 | 2021-02-24 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЭЛТЕКС" | Combined compressor installation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2018406349B2 (en) | Multi-stage roots dry vacuum pump | |
EP2108841B1 (en) | Shaft coupling for scroll compressor | |
US11441564B2 (en) | Driving structure of three-axis multi-stage roots pump | |
CN109642574A (en) | Dry compression vacuum pump | |
SG174048A1 (en) | Vacuum pump | |
AU2019203084B2 (en) | Compressor system for natural gas, method of compressing natural gas and plant using them | |
RU2771912C1 (en) | Two-shaft gas compressor unit for booster compressor stations | |
KR20160144948A (en) | Gerotor Pump with double rotor assembly | |
WO2020162046A1 (en) | Multi-stage screw compressor | |
KR101825961B1 (en) | Gerotor pump with separated dual rotor | |
RU2644497C1 (en) | Unified mechanism of transfer of torque to gazoturbine engine aggregates (versions) | |
US20100178187A1 (en) | Vacuum pump | |
JP2017053263A (en) | Rotary Compressor | |
EP4191066A1 (en) | Integrally geared compressor | |
JP2000110760A (en) | Oil cooled screw compressor | |
EP1527290B1 (en) | Eccentric gearbox | |
EP3899206B1 (en) | Volumetric machine like a compressor, expander, pump or the like for the displacement of a medium and method thereby used | |
RU2810851C1 (en) | Positive action gear machine | |
RU2653643C1 (en) | Centrifugal multi-stage compressor unit | |
EP3571409A1 (en) | Multi-stage vacuum booster pump rotor | |
JP4875474B2 (en) | Scroll type fluid machinery | |
US1907346A (en) | Toothed-wheel pump | |
RU74978U1 (en) | TWO-SECTION CENTRIFUGAL-GEAR PUMP | |
US20210396229A1 (en) | Volumetric machine like a compressor, expander, pump or the like for the displacement of a medium and method thereby used | |
CN114198206A (en) | Aeroengine combination oil return pump and aeroengine comprising same |