[發明專利]干氣密封系統和包括干氣密封系統的渦輪機器

在審

• 申請號: 201680061736.7
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN108138577A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: R.蘇特;M.貝恰特
• 申請（專利權）人: 曼柴油機和渦輪機歐洲股份公司
• 主分類號: F01D11/04
• 分類號: F01D11/04;F01D25/32
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳超;李雪瑩

用于渦輪機器、特別是渦輪壓縮機的一種干氣密封系統（1），包括至少一個干氣密封件（4）以把位于所述渦輪機器的所述定子側的零件（3）與位于所述渦輪機器的轉子側的零件（2）密封開，以及凈化設備（13）用于凈化從所述渦輪機器抽取然后在凈化過程之后作為經凈化的密封氣體（10）供應給所述的或每個干氣密封件（4）的過程氣體（11）；所述凈化設備設計成整合在位于所述渦輪機器的所述轉子側的零件（2）中的離心設備。

本發明涉及根據權利要求1的前序部分所述的用于渦輪機器的干氣密封系統和包括這樣的干氣密封系統的渦輪機器。

在渦輪機器中，比如以在渦輪壓縮機中為例，干氣密封件越來越多地用于相對渦輪機器的定子側部件密封渦輪機器的轉子側部件，取代了傳統的油膜密封件。

圖1和2示出了由現有技術所知的干氣密封系統1的細節，該干氣密封系統1用于相對渦輪機器的定子側部件3密封渦輪機器的轉子側部件2。在圖1中，示出了兩個用于相對定子側部件3密封轉子側部件2的干氣密封件4，其中每個干氣密封件4包括由轉子側密封元件5和定子側密封元件7組成的密封設備5。相應的干氣密封件4的密封設備5的相應的定子側密封元件7固定到相應的干氣密封件4的定子側支撐設備8，并且通過彈簧元件9以限定的力壓靠或推靠到轉子側密封元件6上。彈簧元件9一端支撐在相應的定子側支撐設備8上，并且另一端支撐到定子側部件上。因此，定子側密封元件7以限定的方式靠在轉子側密封元件6上。

因此，一方面向干氣密封系統1的每個干氣密封件4提供所謂的密封氣體10，其中密封氣體10是從渦輪機器12抽取并且被引導通過清洗設備13以進行清洗的經清洗的過程氣體11。此外，向每個干氣密封件4提供另外兩條氣體流，也就是一條是緩沖氣體14以及另一條是分離氣體15。緩沖氣體14和分離氣體15例如是N2，緩沖氣體14和分離氣體15保存在儲存罐25中以備用并且隨后通過適合的調節設備26對相應的干氣密封件4進行調節。

干氣密封件的氣體再循環是密封氣體10的泄漏16、密封氣體10和緩沖氣體14的混合物的泄漏17、緩沖氣體14和分離氣體15的混合物的泄漏18、分離氣體15向軸承的泄漏19。泄漏16再循環到渦輪機器12然后因此回到所述過程，泄漏17也被稱作內泄漏，泄漏18也被稱作外泄漏，泄漏19也被稱作軸承泄漏。

因此，如上文已說明的一樣，對于干氣密封系統1來說，必須從所述過程（也就是渦輪機器）中抽取過程氣體11，在清洗設備13中清洗抽取的過程氣體11并且將經清洗的過程氣體11作為密封氣體10提供給相應的干氣密封件4。在由現有技術所知的干氣密封系統1中，對過程氣體11的清洗的調節是在外部過濾器中進行的。

存在簡化干氣密封系統的構造的需要。因此本發明是基于創造具有更簡單的構造的干氣密封系統的目的的。

本目的通過根據權利要求1所述的干氣密封系統實現。根據本發明，清洗設備具體實施為集成到渦輪機器的轉子中的離心設備。

通過本發明，可以省略用于調節從渦輪機器抽取的被用作密封氣體的過程氣體的過濾設備形式的外部清洗設備。相反，本發明提出把設計成離心設備的清洗設備集成到渦輪機器的轉子中，該離心設備起到了清洗過程氣體的清洗以提供經清洗的密封氣體的作用。由于外部清洗設備變成了多余的，因此可以簡化干氣密封系統的構造。降低了所述干氣密封系統的成本、復雜度和易發故障性。

根據有利的進一步發展，所述離心設備集成到所述渦輪機器的所述轉子的軸中，其中所述軸優選地包括至少一個用于過程氣體的入口開口、用于每個干氣密封件的至少一個用于密封氣體的徑向出口孔，和至少一個用于污染物的徑向出口孔。通過將所述離心設備集成到所述轉子的軸中，可以對過程氣體進行特別有利的調節以提供經清洗的密封氣體。進一步的優勢在于通過鉆成中空的轉子或者鉆成中空的軸，可以達到更好的轉子動力。此外，現有的渦輪機器可以輕易地被改裝或變換。

根據有利的進一步發展，所述干氣密封系統包括用于密封氣體的外部存儲罐。通過所述用于密封氣體的外部存儲罐，保證了在所述渦輪機器的轉子是靜態時可以保持所述的或每個干氣密封件的密封功能。