SU1725041A1

SU1725041A1 - Turbo-detander plant

Info

Publication number: SU1725041A1
Application number: SU904813517A
Authority: SU
Inventors: Василий Романович Пшик; Василий Сигизмундович Марцинковский; Герман Андреевич Бондаренко; Леонид Владимирович Черепов; Валерий Александрович Богданов; Станислав Федорович Дидоренко; Юрий Андреевич Жорняк; Владимир Константинович Лейченко
Original assignee: Сумское Машиностроительное Научно-Производственное Объединение Им.М.В.Фрунзе
Priority date: 1990-04-10
Filing date: 1990-04-10
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение относитс к холодильной технике, в частности к турбодетандерам, и может быть применено в газовой промышленности дл низкотемпературной обработки природного газа. Цель изобретени - повышение эксплуатационной надежности. Турбодетандерный агрегат содержит корпус 1, рабочие колеса 2, упорный 5 и опорный 6 подшипники, газовые 7 и масл ные 8 уплотнени , бак 9, насос 10, регул тор 11 перепада давлени , дополнительный масл ный насос 12, маслоотводчик 13, промежуточные камеры 14, насос 16 и емкость 17с поплавковым клапаном 18. 1 ил.The invention relates to refrigeration engineering, in particular to turbine expanders, and can be applied in the gas industry for the low-temperature treatment of natural gas. The purpose of the invention is to increase operational reliability. The expander unit comprises a housing 1, impellers 2, thrust 5 and support 6 bearings, gas 7 and oil 8 seals, tank 9, pump 10, pressure differential controller 11, additional oil pump 12, oil diverter 13, intermediate chambers 14, pump 16 and tank 17c with float valve 18. 1 sludge.

Description

Изобретение относитс к холодильной технике, в частности к турбодетандерам, и может быть применено в газовой промышленности дл низкотемпературной обработки природного газа.The invention relates to refrigeration engineering, in particular to turbine expanders, and can be applied in the gas industry for the low-temperature treatment of natural gas.

Известна конструкци турбодетандер- ного агрегата дл природного газа компрессор и турбодетандер, установленные на одном валу, уплотнени , подшипники и масл ный насос, св занный с маслобаком.The known design of a turbo expander unit for natural gas compressor and turbo expander mounted on the same shaft, seals, bearings and an oil pump connected to the oil tank.

Однако така конструкци турбодетан- дерного агрегата имеет низкую надежность и малый ресурс работы.However, such a design of a turbo-kontetnernogo unit has a low reliability and low service life.

Известен турбодетандерный агрегат, содержащий корпус с компрессорной и тур- бинной ступен ми, рабочие колеса которых установлены на одном валу, а между ними размещены газовые и масл ные уплотнени и опорные подшипники, разделенные между собой соответствующими полост ми, и масл ную систему, включающую последовательно соединенные между собой бак, по- лости между уплотнени ми и подшипниками, насос, установленный на валу, и напорную емкость, при этом нагне- тательный патрубок компрессорной ступени соединен с полостью масл ного бака, снабженного поршнем и выполн ющего роль напорной емкости дл подачи масла к опорным и уплотнительным узлам, причем полости между уплотнени ми и подшипниками соединены с всасывающим патрубком компрессорной ступени.A turbo-expander assembly is known, comprising a housing with compressor and turbine stages, the impellers of which are mounted on the same shaft, and between them are gas and oil seals and support bearings, separated by corresponding cavities, and an oil system including in series interconnected tank, cavities between seals and bearings, a pump mounted on the shaft, and a pressure tank, while the discharge pipe of the compressor stage is connected to the cavity of the oil tank; a piston and acting as a pressure vessel for supplying oil to the support and sealing assemblies, the cavities between the seals and the bearings being connected to the suction port of the compressor stage.

Недостатками известной конструкции турбодетандерного агрегата вл етс его малый ресурс работы, низка надежность и унос масла в газовые полости уплотнений,The disadvantages of the known design of the expander unit is its low service life, low reliability and oil carryover into the gas cavities of the seals,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному тех- нико-экономическому эффекту к предлагаемой конструкции вл етс турбодетандерный агрегат, содержащий корпус с рабочими колесами турбины и компрессора, размещенными на валу, установленном на опорных и упорном в его средней части под- шипниках и снабженным сообщенными между собой газовыми и масл ными уплотнени ми , включенными в систему смазки с баком, основным насосом, размещенном на одном валу с турбиной и компрессора, и регул тором перепада давлени , подмагни- ченным к уплотнени м.The closest in technical essence and the achieved positive technical and economic effect to the proposed design is a turbo expander unit, comprising a housing with turbine and compressor impellers placed on a shaft, mounted on bearings and bearings in its middle part between the gas and oil seals included in the lubrication system with the tank, the main pump placed on the same shaft with the turbine and the compressor, and the pressure differential controller, to seals

Недостатком известного турбодетандерного агрегата вл етс низка эксплуатационна надежностьиз-за неравномерной подачи масла.A disadvantage of the known turboexpander unit is the low operational reliability due to the uneven supply of oil.

Целью изобретени вл етс повышение эксплуатационной надежности.The aim of the invention is to increase operational reliability.

Поставленна цель достигаетс тем, что в турбодетандерном агрегате, содержащемThe goal is achieved by the fact that in a turboexpander assembly containing

корпус с рабочими колесами турбины и компрессора , размещенными на одном валу, установленном в опорных и упорном в его средней части подшипниках и снабженным сообщенными между собой газовыми и масл ными уплотнени ми, включенными в систему смазки с баком, основным насосом, размещенным одном валу с турбиной с компрессором и регул тором перепада давлений , подключенным к уплотнени м, имеетс дополнительный масл ный насос, выполненный в виде многозаходных взаимно противоположного направлени винтовых нарезок, размещенных на валу и на корпусе, и подключенный на входе к опорным подшипникам , к которым также подключен вход основного насоса, выходы которых подключены к упорному подшипнику, а также дополнительно содержитс маслоотводчик, подключенный к газовым и масл ным уплотнени м , причем каждое газовое уплотнение разделено дополнительными промежуточными камерами, которые сообщены между собой и подключены посредством дроссел к выходу компрессора.housing with turbine and compressor impellers placed on the same shaft, bearings installed in the bearings and thrust bearings in its middle part and fitted with gas and oil seals interconnected and connected to the lubrication system with the tank, the main pump placed in the same shaft with the turbine With a compressor and a differential pressure regulator connected to the seals, there is an additional oil pump, made in the form of multiple, mutually opposite screw thread cuts placed on the shaft and on The bus and connected at the inlet to the thrust bearings, to which the main pump inlet is also connected, the outlets of which are connected to the thrust bearing, and also contain an oil drain connected to the gas and oil seals, each gas seal being separated by additional intermediate chambers, which communicated to each other and connected through the throttle to the output of the compressor.

На чертеже представлена принципиальна схема турбодетандерного агрегата дл природного газа.The drawing shows a schematic diagram of a turbo expander unit for natural gas.

Турбодетандерный агрегат содержит корпус 1 с рабочими колесами турбины 2 и компрессора 3, размещенными на валу 4, установленном на опорных 5 и упорном 6 в его средней части подшипниках и снабженным сообщенными между собой газовыми 7 и масл ными 8 уплотнени ми, включенными в систему смазки с баком 9, основным насосом 10, размещенным на одном валу 4 с турбиной 2 и компрессором 3, и регул тором перепада давлени 11, подключенным к уплотнени м 7 и 8.The expander unit comprises a housing 1 with turbine 2 and compressor 3 impellers placed on shaft 4, mounted on supporting 5 and thrust 6 bearings in its middle part and fitted with gas 7 connected to each other and oil 8 seals included in the lubrication system with tank 9, main pump 10 placed on one shaft 4 with turbine 2 and compressor 3, and pressure differential controller 11 connected to seals 7 and 8.

Турбодетандерный агрегат содержит также дополнительный масл ный насос 12, выполненный в виде многозаходных взаимно противоположного направлени винтовых нарезок, размещенных на валу 4 и на корпусе 1, и подключенный на входе к опорным подшипникам 5, к которым также подключен вход основного насоса 10, выходы которых подключены к упорному подшипнику 6, а также дополнительно содержит маслоотводчик 13, подключенный к газовым 7 и масл ным 8 уплотнени м. Каждое газовое уплотнение 7 разделено дополнительными промежуточными камерами 14, которые сообщены между собой и подключены посредством дроссел 15 к выходу компрессора 3.The turbine expander unit also contains an additional oil pump 12, made in the form of multiple, mutually opposite screw threads located on the shaft 4 and on the housing 1, and connected at the inlet to the support bearings 5, to which the inlet of the main pump 10 is also connected, the outputs of which are connected to the thrust bearing 6, and also additionally contains an oil diverter 13 connected to the gas 7 and oil 8 seals. Each gas seal 7 is divided by additional intermediate chambers 14, which are Bsheny among themselves and are connected by means of droplets 15 to the output of the compressor 3.

Маслосистема турбодетандерного агрегата включает также насос 16, св зывающий маслобак 9 с напорной емкостью 17, в которой размещен поплавковый клапан 18. Маел ные уплотнени 8 св заны через регул тор 11 перепада давлени , маслоотводчик 13 и дегазатор 19с масл ным баком 9.The oil system of the turbo expander also includes a pump 16 connecting the oil tank 9 to the pressure tank 17 in which the float valve 18 is located. The bulk seals 8 are connected via the differential pressure controller 11, the oil drain 13 and the degasser 19 with the oil tank 9.

Турбодетандерный агрегат работает следующим образом.Turbo expander unit operates as follows.

Масло из маслобака 9 низкого давлени насосом 16 подаетс в масл ную систему турбодетандера и заполн ет напорную емкость 17, при этом поплавковый клапан 18 закрываетс . Одновременно масло из на- порной емкости 17 поступает к масл ным уплотнени м 8, а из них - к опорным 5 и упорным б подшипникам и возвращаетс в напорную емкость 17, образу замкнутый контур. Давление в масл ной системе уста- навливаетс несколько больше, чем давление в полост х корпуса 1 между газовыми 7 и масл ными 8 уплотнени ми и создаетс насосами 10 и 12.The oil from the low-pressure oil tank 9 is pumped into the oil system of the turbo expander by the pump 16 and fills the pressure tank 17, while the float valve 18 closes. At the same time, the oil from the pressure tank 17 goes to the oil seals 8, and from them to the support 5 and thrust bearings, returns to the pressure tank 17, forming a closed loop. The pressure in the oil system is set somewhat higher than the pressure in the cavities of the housing 1 between the gas 7 and oil 8 seals and is created by pumps 10 and 12.

Излишки масла, поступающего к уплот- нени м 8 через регул тор 11 перепада давлени , и масло, прошедшее через масл ные уплотнени 8, через маслоотводчик 19 сливаютс в маслобак 9.The excess oil entering the seals 8 through the pressure differential controller 11 and the oil passing through the oil seals 8 through the oil drain 19 is drained into the oil tank 9.

Claims

Invention Formula

Turbo expander assembly comprising a housing with turbine impellers and

the compressor, placed on a shaft, mounted on bearings supporting and thrust in its middle part and equipped with gas and oil seals interconnected between them, included in the lubrication system with a tank, the main pump placed on one shaft and the turbine and compressor, and A differential pressure torch connected to the seals, characterized in that, in order to increase operational reliability. The turbo expander unit contains an additional oil pump, made in the form of multiple, mutually opposite directions of screw cuts placed on the shaft and on the housing, and connected at the inlet to the support bearings, to which the input of the main pump is also connected, the outputs of which are connected to the thrust bearing, and also contains an oil diverter connected to gas and oil seals, each gas seal being separated by additional intermediate chambers that are interconnected and y is connected via a throttle to the outlet of the compressor.