Центробежный компрессорный агрегат

Полезная модель относится к области компрессоростроения, преимущественно к герметичным осевым и центробежным компрессорам со встроенным высокооборотным электроприводом без смазки в опорах ротора. Центробежный компрессорный агрегат содержит электродвигатель, имеющий статор и ротор с валом, установленным на подшипниках, и узел сжатия, включающий лопатки, при этом упомянутые узлы расположены в герметичном корпусе, причем статор электродвигателя установлен внутри охватывающего его полого ротора электродвигателя, выполненного с лопатками и образующего роторную часть узла сжатия, статорная часть которого расположена на герметичном корпусе. Техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационной надежности герметичного компрессорного агрегата, снижение эксплуатационных затрат, снижение объемов работ при техобслуживании и ремонте, уменьшение числа контролируемых параметров, уменьшение массогабаритных характеристик.

Полезная модель относится к области компрессоростроения, преимущественно к герметичным осевым и центробежным компрессорам со встроенным высокооборотным электроприводом без смазки в опорах ротора.

Известна конструкция герметичного компрессорного агрегата, содержащего высокооборотный электродвигатель с одним валом на магнитных подшипниках, на каждом конце которого консольно закреплено по колесу. Все вращающиеся элементы находятся в одном герметизированном корпусе, расположенном в среде газа технологического процесса (см., например, Ив Детомб «Использование магнитных подшипников в нефтяной и газовой отраслях» в сборнике «Новое в оборудовании и технологии», Москва, «Нефтегаз-98», с.143-148).

К недостаткам указанного устройства следует отнести:

- ограничение по степени повышения давления в агрегате, обусловленное использованием одного или двух рабочих колес, зафиксированных на консолях вала электродвигателя;

- ограничения по габаритам и массе рабочих колес, накладываемые критической частотой вращения вала (гибкий ротор).

Известен также центробежный компрессорный агрегат, содержащий электродвигатель, имеющий статор и ротор, по меньшей мере, один компрессор, содержащий ведомый вал, приводимый во вращательное движение ротором электродвигателя, и систему колес с лопатками, установленных на упомянутом ведомом валу, причем система, образованная двигателем и компрессором, размещается в общем корпусе, при этом корпус агрегата образован соединением элементов этого корпуса, обеспечивающих, соответственно, удержание двигателя и удержание ступеней сжатия компрессора, причем указанные элементы корпуса соединены друг с другом жестко и герметично, при этом ротор двигателя и ведомый вал компрессора связаны между собой при помощи гибкого соединительного элемента, располагающегося в упомянутом корпусе, а концы каждого вала удерживаются концевым подшипником (см. Патент RU 2333398, опубликован 10.09.2008).

В конструкции использована традиционная классическая схема:

- статор электродвигателя с обмотками возбуждения расположен снаружи ротора электродвигателя;

- модули сжатия размещены по концам электродвигателя в осевом направлении;

- ротор электродвигателя и ротор модуля сжатия составляют ротор компрессорного агрегата, вращающийся на магнитных опорах, размещенных в статоре электродвигателя и в корпусах модулей сжатия.

Недостатком указанного устройства является то, что количество магнитных опор в компрессорном агрегате возрастает пропорционально количеству модулей сжатия; увеличивается осевой габарит агрегата; усложняется доступ к (электро) магнитным опорам.

Техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационной надежности герметичного компрессорного агрегата, снижение эксплуатационных затрат, снижение объемов работ при техобслуживании и ремонте, уменьшение числа контролируемых параметров, уменьшение массогабаритных характеристик.

Технический результат полезной модели достигается благодаря тому, что центробежный компрессорный агрегат содержит электродвигатель, имеющий статор и ротор с валом, установленным на подшипниках, и узел сжатия, включающий лопатки, при этом упомянутые узлы расположены в герметичном корпусе, причем статор электродвигателя установлен внутри охватывающего его полого ротора электродвигателя, выполненного с лопатками и образующего роторную часть узла сжатия, статорная часть которого расположена на герметичном корпусе.

Кроме того, подшипники представляют собой магнитные или электромагнитные опоры.

Кроме того, статорная часть узла сжатия выполнена в виде лопаток, закрепленных на корпусе, а статор электродвигателя зафиксирован посредствам стоек, закрепленных на корпусе.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 показан центробежный компрессорный агрегат с радиальным входом и радиальным выходом технологического газа; на фиг.2 показано осевое сечение компрессорного агрегата с осевым входом-выходом.

Центробежный компрессорный агрегат содержит неподвижный герметичный корпус 1. Внутри корпуса 1 расположены высокооборотный электродвигатель 2 и узел 3 сжатия. Электродвигатель 2 имеет охлаждаемый статор 4 с обмотками возбуждения (фиг.1, 2), который жестко зафиксирован в корпусе 1 посредством закрепленных на его торцах крышек 5 (фиг.1). Также электродвигатель 2 имеет расположенный с внешней стороны статора 4 полый ротор 6, имеющий общий со статором 4 вал (не показан). Между статором 4 и ротором 6 расположен комплект подшипников 7, представляющих собой магнитные или электромагнитные опоры, на которых вращается ротор 6.

Узел 3 сжатия компрессорного агрегата включает в себя роторную часть, образованную ротором 6 с расположенными на его наружной стороне компрессорными рабочими лопатками 8 (колесами), составляющими один или несколько рядов, и статорную часть, образованную закрепленными на внутренней стороне корпуса 1 статорными деталями (в том числе лопатками) 9, расположенными между соответствующими лопатками 8 (колесами) роторной части. При этом ротор 6 становится «жестким» с точки зрения критических частот вращения.

В конструкции с осевым входом-выходом технологического газа (фиг.2) статор 4 электродвигателя 2 зафиксирован в корпусе 1 посредством стоек 10.

При включении в работу электродвигателя 2, ротор 6 электродвигателя 2 вместе с лопатками 8 (колесами) узла 3 сжатия вращается в электромагнитных подшипниках 7. Рабочие лопатки 8 (колеса) вместе со статорными деталями 9 сжимают технологический газ.

Таким образом, центробежный компрессорный агрегат содержит минимальное количество составных частей: один герметичный корпус 1 с зафиксированным в нем статором 4 электродвигателя 2; один ротор 6, сочетающий в себе функции ротора электродвигателя 2 и ротора многоступенчатого компрессора; один комплект (электро) магнитных опор 7, расположенный между статором 4 и ротором 6 электродвигателя 2. Сокращение числа составных частей агрегата - один из путей повышения его эксплуатационной надежности и снижения эксплуатационных затрат. Уменьшается осевой габарит агрегата. Данный центробежный компрессорный агрегат можно располагать непосредственно в трубопроводе технологического газа.

Так как корпус 1 герметичен, то при сжатии газа в компрессорном агрегате исключены утечки сжимаемого газа в окружающую среду, компонентный состав газа сохраняется постоянным. В этом случае компрессорный агрегат может быть использован для работы в других средах, в частности под водой.

1. Центробежный компрессорный агрегат, содержащий электродвигатель, имеющий статор и ротор с валом, установленным на подшипниках, и узел сжатия, включающий лопатки, при этом упомянутые узлы расположены в герметичном корпусе, отличающийся тем, что статор электродвигателя установлен внутри охватывающего его полого ротора электродвигателя, выполненного с лопатками и образующего роторную часть узла сжатия, статорная часть которого расположена на герметичном корпусе.

2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что подшипники представляют собой магнитные или электромагнитные опоры.

3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что статорная часть узла сжатия выполнена в виде лопаток, закрепленных на корпусе.

4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что статор электродвигателя зафиксирован в корпусе посредствам стоек, закрепленных на корпусе.