Струйная компрессорная установка

 

Изобретение относится к струйным установкам. Установка содержит первый и второй струйные аппараты, первый и второй сепараторы, первый силовой насос и трубопроводы. Установка снабжена заполненной водой и сообщающейся с атмосферой емкостью. Входной патрубок емкости подсоединен к выходу по жидкости первого сепаратора, а его выходной патрубок через первый дополнительный насос подключен к первому сепаратору и через регулирующий клапан - к приемному трубопроводу для газа первого струйного аппарата, приемный трубопровод для жидкости которого подсоединен через второй дополнительный силовой насос к выходу по жидкости первого сепаратора, а выход по жидкости второго сепаратора подключен к первому сепаратору. В результате повышается производительность при перекачке горячих газов. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к компрессоростроению и насосостроению, в частности к струйным установкам, и может быть использовано в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности для производства и нагнетания инертного газа.

Известна двухступенчатая струйная установка, содержащая силовой насос, струйный аппарат первой ступени и центробежный насос второй ступени [1]. Однако включение в состав установки цетробежного насоса усложняет ее конструкцию и при высоком содержании газа в перекачиваемой газожидкостной смеси надежность его снижается.

Из известных устройств наиболее близкой к предлагаемому является двухступенчатая струйная компрессорная установка, содержащая силовой насос, струйный аппарат и сепаратор первой ступени, струйный аппарат и сепаратор второй ступени, приемный и нагнетательный трубопроводы [2]. Недостатком известного решения является низкая производительность компрессорной установки при перекачке горячих газов, например, выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания. В пересчете к нормальным условиям производительность установки при повышении температуры газа снижается из-за соответствующего снижения его плотности.

В основу изобретения положена задача создания струйной компрессорной установки, схемное решение которой позволило бы повысить ее производительность при перекачке горячих газов и одновременно снизить массогабариты высоконагруженных элементов установки. Поставленная задача достигается тем, что струйная компрессорная установка, включающая первый и второй струйные аппараты, приемные трубопроводы для газа которых подсоединены соответственно к источнику компремируемого газа и к выходу по газу первого сепаратора, а приемный трубопровод для жидкости второго струйного аппарата подключен через первый силовой насос к выходу по жидкости первого сепаратора, при этом выходы первого и второго струйных аппаратов подключены ко входам первого и второго сепараторов, а выход по газу второго сепаратора подключен к нагнетательному трубопроводу, согласно изобретению, снабжена заполненной водой и сообщающейся с атмосферой емкостью, входной парубок которой подсоединен к выходу по жидкости первого сепаратора, а выходной - через первый дополнительный насос подключен к первому сепаратору и через регулирующий клапан к приемному трубопроводу для газа первого струйного аппарата, приемный трубопровод для жидкости которого подсоединен через второй дополнительный силовой насос к выходу по жидкости первого сепаратора, а выход по жидкости второго сепаратора подключен к первому сепаратору. Целесообразно первый сепаратор размещать выше уровня установки емкости с водой. В предпочтительном варианте в качестве второго сепаратора использован сепаратор циклонного типа.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена схема струйной компрессорной установки.

Струйная компрессорная установка содержит силовые насосы 1 и 2, струйный аппарат 3 и сепаратор 4 первой ступени, струйный аппарат 5 и сепаратор 6 второй ступени, приемный 7 и нагнетательный 8 трубопроводы. Установка оснащена дополнительной емкостью 9, сообщающейся с атмосферой в верхней части и имеющей входной 10 и выходной 11 каналы в нижней части, причем выходной канал 11 сообщается со входом дополнительного насоса 12, а выход 13 дополнительного насоса 12 сообщается с сепаратором 4 первой ступени и через регулятор расхода 14 - с приемным трубопроводом 7 струйного аппарата 3 первой ступени. Сепаратор 4 первой ступени трубопроводом 15 соединен с входным каналом 10 дополнительной емкости 9, а приемный трубопровод 7 струйного аппарата 3 первой ступени сообщается с выхлопными трубами 16 двигателей внутреннего сгорания, например, привода силовых насосов 1 и 2. Сепараторы 4, 6 оснащены регулирующими устройствами 17 и 18. В качестве сепаратора 6 может быть использован сепаратор циклонного типа.

Установка работает следующим образом. В качестве примера рассмотрен вариант сжатия и перекачки выхлопных газов от двигателя внутреннего сгорания.

Силовой насос 1 подает рабочую жидкость, в данном случае воду, из сепаратора 4 в сопло струйного аппарата 3, в приемной камере которого образуется зона пониженного давления. В зону пониженного давления по приемному трубопроводу 7 подаются выхлопные газы из выхлопных труб 16, оставшаяся часть выхлопных газов выбрасывается в атмосферу. В струйном аппарате 3 газы сжимаются и их смесь с водой отводится в сепаратор 4, где происходит разделение фаз, например, за счет гравитационных сил. Газ отводится в приемную камеру струйного аппарата 5 второй ступени. Рабочая жидкость подается силовым насосом 2, смесь газа и воды отводится в сепаратор 6. Сжатый во второй ступени газ подается в нагнетательный трубопровод 8 для решения различных технологических задач.

Из-за отсутствия кислорода в выхлопных газах они могут быть использованы в качестве инертного газа при освоении скважин и при выполнении других работ, где предъявляются высокие требования к безопасности. Высокая температура газов отрицательно сказывается на производительности компрессорной установки. Повышение производительности компрессорной установки может быть достигнуто путем повышения плотности газов на входе за счет его охлаждения. Задача решается путем подачи воды из дополнительной емкости 9. Дополнительный насос 12, соединенный с выходным каналом 11, через регулятор расхода 14 подает воду в приемный трубопровод. Охлажденный газ вместе с водой поступает в струйный аппарат 3. Выход 3 дополнительного насоса 12 также сообщается с сепаратором 4, благодаря чему обеспечивается дополнительный контур циркуляции воды через регулятор 17, трубопровод 15, канал 10, емкость 9 и канал 11. Таким образом, в данной компрессорной установке охлаждающая вода подается одновременно в газовый поток на входе 7 струйного аппарата 3 первой ступени. Наличие открытой дополнительной емкости 9 способствует увеличению внешней поверхности охлаждения и улучшению условий отвода тепловой энергии в окружающую атмосферу, появляется возможность уменьшения размеров и массы высоконагруженных сепараторов первой и второй ступени, что важно для работ с применением передвижных установок.

Предлагаемая установка может быть использована для перекачки дымовых газов, образующихся при сгорании топлива в котлах, печах, сушильных установках или других инертных газов.

Источники информации 1. Лямаев Б.Ф. Гидроструйные насосы и установки. - Л.: Машиностроение, 1988. - с. 214.

2. Донец К.Г. Гидроприводные струйные компрессорные установки. - М.: Недра, 1990. - с. 93 (прототип).

Формула изобретения

1. Струйная компрессорная установка, включающая первый и второй струйные аппараты, приемные трубопроводы для газа которых подсоединены соответственно к источнику компремируемого газа и к выходу по газу первого сепаратора, а приемный трубопровод для жидкости второго струйного аппарата подключен через первый силовой насос к выходу по жидкости первого сепаратора, при этом выходы первого и второго струйных аппаратов подключены к входам первого и второго сепараторов, а выход по газу второго сепаратора подключен к нагнетательному трубопроводу, отличающаяся тем, что она снабжена заполненной водой и сообщающейся с атмосферой емкостью, входной патрубок которой подсоединен к выходу по жидкости первого сепаратора, а выходной через первый дополнительный насос подключен к первому сепаратору и через регулирующий клапан - к приемному трубопроводу для газа первого струйного аппарата, приемный трубопровод для жидкости которого подсоединен через второй дополнительный силовой насос к выходу по жидкости первого сепаратора, а выход по жидкости второго сепаратора подключен к первому сепаратору.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что первый сепаратор размещен выше уровня установки емкости с водой.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве второго сепаратора использован сепаратор циклонного типа.

РИСУНКИ

Рисунок 1