В состав сухих газодинамических уплотнений входят:
- панель управления СГУ;
- патроны СГУ;
- установка газоразделительная мембранная МВа-0.025/95, далее по тексту;
- «Азотная установка».
Агрегат смазки (АС-1000) состоит из 2-х блоков фильтров, 2-х электронасосных агрегатов, бака масляного, агрегата тонкой очистки, 2-х маслоохладителей.
Блок фильтров предназначен для очистки масла, поступающего в узлы трения от механических примесей. Агрегат тонкой очистки масла предназначен для сепарации масла от воды и механических примесей и состоит из центробежного сепаратора УОР-401У и электродвигателя, смонтированных на общей раме.
Электронасосные агрегаты предназначены для подачи масла в узлы трения при пуске, работе, остановке компрессора и состоят из насоса и электродвигателя. Один из насосов является основным, другой – резервным.
Слив масла из системы осуществляется через пеногаситель. В верхней части бака расположен люк для очистки закрытый крышкой. На линии соединения бака с атмосферой установлен огневой преградитель, для предотвращения попадания огня в маслобак. Для подогрева масла, маслобак снабжён змеевиковым подогревателем. Для предотвращения попадания пара (парового конденсата) в маслобак в случае разгерметизации змеевика имеется защитный кожух, заполненный маслом. Для охлаждения масла имеется маслоохладитель, который представляет собой кожухотрубный аппарат горизонтального исполнения с неподвижными трубными досками. Масло охлаждается подачей воды из оборотного водоснабжения в змеевик маслоохладителя.
2.3 Панель управления СГУ
Панель управления СГУ предназначена для управления и контроля работы патронов СГУ и представляет собой трубную конструкцию из нержавеющей стали, с расположенной на ней контрольно-измерительными приборами и регулирующей арматурой, установленная на собственной раме.
Панель управления СГУ включает в себя:
- систему буферного газа, обеспечивающую подачу на узлы СГУ очищенного газа;
- систему контроля утечек газа;
- систему разделительного газа.
Таблица 4 - Основные параметры панели СГУ:
| Наименование параметра | Значение | |
| 1 | 2 | |
| Тип панели управления СГУ | 2 TFLB PN 70 | |
| Конфигурация | Трубная конструкция | |
| Класс взрывозащиты | EExi IIC T4 | |
| Система подачи буферного газа | На входе в панель СГУ (один вход) | На выходе из панели СГУ (на два патрона) |
| Давление абсолютное, МПа | 1.67 | 1.08 |
| Температура, °С | от -с 20 до + 30) | + 15 |
| Расход, нм3/час | 66.2 | 33.1 |
| Максимальный размер твердых частиц, мкм | 2 | |
| Максимальный перепад давления на фильтре, кПа | 60 | |
| Система подачи разделительного газа | На входе в панель СГУ (один вход) | На выходе из панели СГУ (на два патрона) |
| Давление абсолютное, МПа | 0.51 | 0.134 |
| Температура, °С | Плюс 40 | Плюс 33 |
| Расход, нм3/час | 7.46 |
| Максимальный размер твердых частиц, мкм | 10 |
| Габаритно-массовые характеристики | |
| Длина, мм | 1 680 |
| Ширина, мм | 687 |
| Высота, мм | 1 983 |
| Масса, кг | 490 |
2.4 Патрон СГУ
Патрон СГУ разделяет перекачиваемый, товарный (уплотняемый) газ и атмосферный воздух и предотвращает попадание утечек газа в полость подшипниковых камер и попадания масла в проточную часть компрессора.
Патрон СГУ состоит из двух механических уплотнений, расположенных друг за другом (тандем). Тип патрона по направлению вращения - реверсивный.
Уплотнительная ступень патрона СГУ представляет собой два кольца: неподвижное (статорная часть или торец) и вращающееся на валу ротора (роторная часть или седло). Через зазор между ними газ перетекает из области высокого давления в область низкого давления.
Торец уплотняется О-образным кольцом в качестве вторичного уплотнения.
На внутренней поверхности втулки уплотнения устанавливаются кольца допуска (вставляются в специально выточенные канавки и приклеиваются по месту).
Статорная часть пары трения выполнена из графита. Роторная часть выполнена из карбидвольфрамового сплава с канавками. Канавки спиралевидной формы выполняют в однонаправленных по направлению вращения уплотнениях, канавки симметричной формы - в уплотнениях реверсивного типа
Наличие канавок на роторной части уплотнительной пары при вращении вала приводит к возникновению подъёмной силы, которая препятствует исчезновению зазора. Постоянное наличие зазора между кольцами обеспечивает отсутствие сухого трения между поверхностями колец.
Симметричная форма канавок в реверсивном уплотнении относительно радиальной линии обеспечивает работу патрона СГУ при вращении в любом направлении.
Закрутка потока в зазоре позволяет отбросить твердые частицы к выходу из зазора. Величина твёрдых частиц, попадающих в зазор не должна превышать по величине минимальной рабочей величины зазора (от 3 до 5 мкм),
Величина зазора в уплотнительной ступени патрона СГУ зависит от параметров газа перед уплотнением (давления, температуры, состава газа), скорости вращения ротора, конструктивной формы элементов уплотнения.
При увеличении давления перед уплотнением величина зазора уменьшается, осевая жёсткость газового слоя возрастает. С увеличением скорости вращения ротора увеличивается зазор, и возрастают утечки газа через ступень уплотнения.
Патрон отделен от проточной части концевым лабиринтным уплотнением, от подшипниковых камер – барьерным уплотнением (графитовое уплотнение типа Т82).
Давление перед концевыми лабиринтами первой и второй секции соответствует давлению во всасывающей камере первой секции.
Для предотвращения попадания газа компремирования из проточной части в патрон СГУ на первую ступень патрона СГУ (со стороны проточной части) подается буферный (очищенный товарный) газ.
Большая часть (более 96 %) буферного газа поступает через лабиринтное уплотнение в проточную часть компрессора, а меньшая просачивается в полость между уплотнительными ступенями патрона, откуда обеспечивается контролируемый сброс утечек на свечу (первичная утечка менее 3 %).
Вторая (внешняя) ступень патрона работает под давлением близким к атмосферному. Она запирает первичную утечку, а также является страховочной на случай разгерметизации первой уплотнительной ступени патрона. В случае сбоя первичного уплотнения, вторичное уплотнение берет на себя его функции и работает как одинарное уплотнения
В качестве разделительного газа в линию барьерного уплотнения подводится технический азот, который производит из воздуха КИП азотная установка.
Азот подается в канал барьерного графитового уплотнения со стороны подшипниковых камер и предотвращает попадание масла и его паров на вторую ступень патрона, а также газа в подшипниковую камеру.
Азот не образует взрывоопасной смеси с газом в полости вторичной утечки и «выдувает» её на свечу. Величина вторичной утечки не контролируется.
Патрон СГУ обеспечивает уплотнение и безопасную работу компрессора в диапазоне его рабочих режимов и при остановке компрессора под давлением в контуре.
Таблица 5 - Основные параметры патрона СГУ
| Наименование параметра | Значение |
| 1 | 2 |
| Тип патрона СГУ | Т28АТ |
| Конфигурация | Тандем двухстороннего действия |
| Тип барьерного уплотнения | Малорасходное графитовое уплотнение типа Т82 |
| Направление вращения патрона СГУ | Реверсивного типа |
| Скорость вращения ротора, об/мин | 8796 |
| Уплотняемая среда | Товарный газ (таблица 1.5) |
| Максимальное уплотняемое давление абсолютное, МПа | 1,08 |
| Температура уплотняемого газа, °С | От плюс 25 до плюс 188 |
| Разделительный газ | технический азот по ГОСТ 9293-74 |
| Параметры первичной утечки | |
| Состав газа | Буферный газ (таблица 1.5) |
| Давление (абсолютное), МПа | 0,118 |
| Температура, °С | Плюс 15 |
| Расход, нм3/час | 0,96 |
| Параметры вторичной утечки | |
| Состав газа | Буферный газ (таблица 1.5) и разделительный газ |
| Давление абсолютное, МПа | 0.098 |
| Температура, °С | Плюс 30 |
| Расход, нм3/час | 2,10 |
| Буферный газ, нм3/час | 0,24 |
| Разделительный газ, нм3/час | 1,86 |
| Габаритно-массовые характеристики | |
| Длина, мм | 131,0 |
| Диаметр по валу, мм | 120,5 |
| Максимальный наружный диаметр, мм | 208,0 |
| Масса, кг | 16,1 |
| Масса роторной части, кг | 8,22 |
2.5 Система буферного газа
Буферный газ из заводской магистрали проходит тонкую очистку в моноблоке фильтров John Crane (двойной фильтр - один фильтр рабочий, один резервный) и далее дросселируется до параметров, необходимых на входе в патроны СГУ.
Моноблок фильтров производства коМПании Джон Крейн – это дублированная система фильтров. Во время работы действует только один фильтр. Не останавливая компрессор, можно переключиться с одного фильтра на другой.
Моноблок фильтров имеет клапан переключения и байпасный клапан. Байпасный клапан создаёт давление в полостях клапана переключения с обеих сторон, чтобы избежать сбоя при односторонней загрузке в течение длительного времени. Кроме того, этот байпасный клапан наполняет газом корпус второго фильтра. При переключении на второй фильтр, поток не прерывается. В нормальных условиях эксплуатации байпасный клапан должен быть открыт. Он должен быть закрыт только в случае замены фильтра. Диаметр отверстия перепускного клапана минимизирован до 2 мм. Это гарантирует выброс очень небольшого количества газа в атмосферу в случае, если байпасный клапан будет случайно оставлен открытым во время замены фильтроэлементов.