Двухступенчатый центробежный нагнетатель природного газа

Изобретение относится к области компрессоростроения и, в частности, к конструкции двухступенчатых центробежных нагнетателей природного газа, оснащенных входным регулирующим аппаратом, предназначенным для регулирования характеристик нагнетателя. Изобретение решает задачу изменения характеристик нагнетателя, а именно: напор - расход, коэффициент полезного действия при постоянной скорости вращения ротора нагнетателя, обеспечения быстрой сборки нагнетателя и замены пакета в случае необходимости. Отличительными признаками указанного нагнетателя является выполнение лопаточных диффузоров каждой ступени съемными, а также выполнение во входном регулирующем аппарате валика от электрического привода проходящим сквозь лопаточный диффузор только первой ступени, и утолщение для его размещения одной из лопаток лопаточного диффузора первой ступени в 1,5-2 раза по сравнению с толщиной других лопаток лопаточного диффузора. 3 ил.

 

Изобретение относится к области компрессоростроения и, в частности, к конструкции двухступенчатых центробежных нагнетателей природного газа, оснащенных входным регулирующим аппаратом, предназначенным для регулирования характеристик нагнетателя.

Известна конструкция многоступенчатого центробежного компрессора, предназначенного для сжатия и подачи в доменную печь атмосферного воздуха (см., например, отраслевой каталог "Центробежные и осевые компрессорные машины", 1992, стр.11-13), ступени первой секции которого оснащены входными регулирующими аппаратами, имеющими каждый свой привод и установленными на входе в рабочие колеса первой секции. Такой входной регулирующий аппарат сложен в изготовлении и не позволяет эффективно регулировать характеристики компрессора.

Известна также конструкция двухступенчатого нагнетателя природного газа (см., например, каталог "Компрессорные машины и турбины АООТ "Невский завод", М., 2000, стр.92). Указанный нагнетатель состоит из корпуса, пакета, торцового уплотнения и опорного вкладыша со стороны всасывания. Пакет вместе с корпусом образует проточную часть нагнетателя. Ходовая часть нагнетателя, включающая ротор, торцовые уплотнения, опорные и упорный вкладыш, частично расположена в корпусе (торцовое уплотнение и опорный вкладыш со стороны всасывания), а остальные в пакете. Кроме того, нагнетатель имеет проточную часть, оснащенную двумя входными регулирующими аппаратами, установленными на входе в каждую ступень. При этом входной регулирующий аппарат имеет общий электрический привод, от которого отходит валопровод, проходящий через оба лопаточных диффузора, установленных на входе в рабочие колеса первой и второй ступени, причем один лопаточный диффузор выполнен несъемным. Наличие во входном регулирующим аппарате поворотных лопаток позволяет при изменении угла их поворота в диапазоне от 10° до 70° изменять газодинамические характеристики нагнетателя.

Предлагаемое изобретение решает задачу изменения характеристик нагнетателя, а именно: напор - расход, коэффициент полезного действия при постоянной скорости вращения ротора нагнетателя, обеспечения быстрой сборки нагнетателя и замены пакета в случае необходимости.

Для достижения указанного технического результата в двухступенчатом центробежном нагнетателе природного газа, содержащем корпус, собранные на торцевой крышке корпуса детали и узлы проточной части, включающие всасывающую часть, которая одновременно является крышкой корпуса, среднюю и нагнетательную части, выполненные без горизонтального разъема, уплотнения проточной части и лопаточные диффузоры, установленные соответственно на выходе из рабочих колес первой и второй ступеней, также выполненные без горизонтального разъема, входной регулирующий аппарат, содержащий двухопорные поворотные лопатки радиального типа, расположенные во всасывающей и средней частях перед входом в рабочие колеса первой и второй ступеней, и установленный снаружи крышки корпуса электрический привод, движение от которого передается к поворотным лопаткам посредством приводного и промежуточного валиков через две системы червячных передач, и детали ходовой части, включающие торцовые уплотнения, ротор, размещаемый в опорных и упорном вкладышах, устанавливаемых в корпусах, со стороны нагнетания часть корпуса опорного вкладыша выполнена за одно целое с нагнетательной частью, со стороны всасывания - корпуса опорного и упорного вкладышей последовательно закреплены на наружной стороне торцевой крышки корпуса, лопаточные диффузоры каждой ступени выполнены съемными, во входном регулирующем аппарате приводной валик от электрического привода проходит сквозь лопаточный диффузор только первой ступени, и для его размещения толщина одной из лопаток лопаточного диффузора первой ступени выполнена в зоне его прохождения увеличенной в 1,5-2 раза по сравнению с толщиной других лопаток лопаточного диффузора первой ступени, и при этом детали и узлы проточной части объединены с деталями и узлами ходовой части в единый пакет, устанавливаемый в корпусе нагнетателя. Отличительными признаками указанного нагнетателя является выполнение лопаточных диффузоров каждой ступени съемными, а также выполнение во входном регулирующем аппарате валика от электрического привода проходящим сквозь лопаточный диффузор только первой ступени, и утолщение для его размещения одной из лопаток лопаточного диффузора первой ступени в 1,5-2 раза по сравнению с толщиной других лопаток лопаточного диффузора, и при этом объединение деталей и узлов проточной части с деталями и узлами ходовой части в единый пакет, устанавливаемый в корпусе нагнетателя.

Благодаря наличию приведенных признаков и, в частности, выполнение лопаточных диффузоров съемными, а следовательно, установка лопаточных диффузоров с различными конструктивными изменениями, обеспечивает более широкую возможность регулирования характеристик нагнетателя. Кроме того, размещение во входном вращающем аппарате валика от электрического привода проходящим только сквозь лопаточный диффузор первой ступени уменьшает наличие разъемов в проточной части и, следовательно, необходимость его уплотнения. При этом расположение валика от электрического привода в одной из лопаток диффузора первой ступени и утолщение ее в 1,5-2 раза по сравнению с толщиной других лопаток лопаточного диффузора первой ступени позволяет и разместить валик, и при этом существенно не нарушить аэродинамику проточной части нагнетателя. Объединение в пакет всех неразъемных деталей и узлов проточной и ходовой частей нагнетателя исключает какие-либо подгоночные работы при сборке нагнетателя, существенно облегчает сборку и позволяет производить быструю замену пакета в случае необходимости.

Предлагаемый двухступенчатый центробежный нагнетатель природного газа иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.

На фиг.1 представлена часть продольного разреза двухступенчатого центробежного нагнетателя природного газа.

На фиг.2 - часть разреза лопаточного диффузора первой ступени в месте прохождения промежуточного валика валопровода.

На фиг.3 - поперечный разрез механизма поворота лопаток во входном регулирующем аппарате первой ступени в положении 70°.

Двухступенчатый центробежный нагнетатель природного газа содержит корпус 1, внутри которого расположена проточная часть, собранная на крышке 2 по схеме "пакет на крышке", включающая всасывающую часть 3, которая одновременно является и торцовой крышкой 2 корпуса 1, среднюю часть 4 и нагнетательную часть 5, рабочее колесо 6 первой ступени и рабочее колесо 7 второй ступени, установленные на выходе из рабочих колес 6 и 7 лопаточный диффузор 8 первой ступени, лопатки 9, и лопаточный диффузор 10 второй ступени. Кроме того, проточная часть снабжена входным регулирующим аппаратом, содержащим двухопорные поворотные лопатки 11, расположенные во всасывающей части 3 и средней части 4 перед входом в рабочее колесо 6 первой ступени и в рабочее колесо 7 второй ступени. Входной регулирующий аппарат имеет общий электрический привод 12 (на фиг.1 показан условно), установленный на торцовой крышке 2. Движение от электрического привода 12 к поворотным лопаткам 11 передается с помощью промежуточного валика 13 через две червячные передачи 14. Двухступенчатый центробежный нагнетатель природного газа содержит также детали и узлы ходовой части, к которым относятся торцовые уплотнения 15, ротор 16, размещенный в опорном 17 и упорном 18 вкладышах подшипников. Опорный вкладыш 17 со стороны нагнетания установлен в составном корпусе, состоящем из двух частей 19 и 20, причем часть 19 выполнена за одно целое с нагнетательной частью 5 проточной части нагнетателя, а со стороны всасывания корпус 21 опорного вкладыша выполнен в виде проставка и вместе с корпусом 22 упорного вкладыша последовательно закреплен на наружной стороне торцовой крышки 2. Оба лопаточных диффузора 8 и 10 первой и второй ступеней выполнены съемными. Во входном регулирующем аппарате валик 13 от электропривода 12 проходит только сквозь лопаточный диффузор 6 первой ступени и в месте его прохождения одна из лопаток 23 выполнена увеличенной по сравнению с толщиной остальных лопаток 11 лопаточного диффузора 6 первой ступени в 1,5-2 раза.

Кроме того, заявляемый двухступенчатый центробежный компрессор природного газа характеризуется тем, что все детали и узлы проточной части и ходовой части объединены в единый пакет, устанавливаемый в корпусе 1.

При работе регулирование осуществляется изменением закрутки потока лопатками 11 входного регулирующего аппарата. Лопатки 11 входного регулирующего аппарата обоих ступеней поворачиваются одновременно и на одинаковый угол в пределах 5°-70°. Поворот осуществляют посредством передачи движения от электрического привода 12 с помощью валика 13 и червячных передач 14.

Двухступенчатый центробежный нагнетатель природного газа, содержащий корпус, собранные на торцевой крышке корпуса детали и узлы проточной части, включающие всасывающую часть, которая одновременно является крышкой корпуса, среднюю и нагнетательную части, выполненные без горизонтального разъема, уплотнения проточной части и лопаточные диффузоры, установленные соответственно на выходе из рабочих колес первой и второй ступеней, также выполненные без горизонтального разъема, входной регулирующий аппарат, содержащий двухопорные поворотные лопатки радиального типа, расположенные во всасывающей и средней частях перед входом в рабочие колеса первой и второй ступеней, и установленный снаружи крышки корпуса электрический привод, движение от которого передается к поворотным лопаткам посредством приводного и промежуточного валиков через две системы червячных передач, и детали ходовой части, включающие торцовые уплотнения, ротор, размещаемый в опорных и упорном вкладышах, устанавливаемых в корпусах, отличающийся тем, что со стороны нагнетания часть корпуса опорного вкладыша выполнена за одно целое с нагнетательной частью, со стороны всасывания корпуса опорного и упорного вкладышей последовательно закреплены на наружной стороне торцевой крышки корпуса, лопаточные диффузоры каждой ступени выполнены съемными, во входном регулирующем аппарате приводной валик от электрического привода проходит сквозь лопаточный диффузор только первой ступени и для его размещения толщина одной из лопаток лопаточного диффузора первой ступени выполнена в зоне его прохождения увеличенной в 1,5-2 раза по сравнению с толщиной других лопаток лопаточного диффузора первой ступени, и при этом детали и узлы проточной части объединены с деталями и узлами ходовой части в единый пакет, устанавливаемый в корпусе нагнетателя.