湿气压缩机和方法_2

文档序号:8323692阅读:来源:国知局
中例如在叶片压力侧上预计有大部分液相的那些区域中的液相。
[0021]一般而言,压缩机可包括任何数量的压缩机级。优选地,压缩机级的数量大于一。各个压缩机级包括至少一个叶轮。如果仅一个叶轮设有微滴分散布置,则这将优选地是第一叶轮,即,相对于工作流体方向的最上游的叶轮。不排除在不止一个叶轮中提供微滴分散布置的可能性。
[0022]至少第一叶轮优选由耐腐蚀性高的材料(例如镍基合金钢)制成,或者对叶轮覆盖特殊涂层,或者叶轮包含硬质材料插件。
[0023]尽管在上面和以下详细描述中单独地公开了各个微滴分散布置,但应理解的是,可在一个或各个压缩机级上实现不止一个微滴分散布置。
[0024]为了减小叶轮入口处的微滴直径,以及因而减小湿气入口处的叶轮的腐蚀,可在叶轮入口的上游布置固定和旋转的轴向叶片。
[0025]根据一些实施例,为了减小液滴对叶轮的表面的冲击,在一个或多个压缩机级的入口处提供湿气流涡旋布置,湿气流涡旋布置构造成在压缩机级的入口处的湿气流中产生涡旋。在一些实施例中,涡旋布置包括切向湿气流入口。这个布置会减小湿气流和旋转叶轮之间的相对速度,从而减小被液滴冲击而对叶轮引起的机械腐蚀。
[0026]为了进一步减小由于在由压缩机处理的工作流体中存在液相而引起的潜在腐蚀风险,根据本文公开的主题的一些实施例,提供速度控制系统。系统可构造成根据输送到离心压缩机的湿气流中的液相的量来控制离心压缩机的旋转速度。可使用例如两相流量计来直接确定液相的量。湿气流过两相流量计,然后进入压缩机。两相流量计产生信号,信号随湿气流中的液相的量改变,而且所述信号可用来控制压缩机的旋转速度。
[0027]直接测量湿气流中的液体量不是强制性的。根据其它实施例,可使用与液体量有关的参数。在由压缩机处理的工作流体中存在液相会增加驱动压缩机旋转所需的功率。因而可基于随使压缩机旋转所需的扭矩或由原动机(诸如电动马达或涡轮)吸收的功率而改变的参数,来确定液体量,原动机驱动压缩机。例如,扭矩计可用来测量对压缩机轴应用的扭矩。备选地,可测量由驱动压缩机的电动马达吸收的功率。由于是电压常数,可根据马达吸收的电流来确定马达吸收的功率。因而可基于抵抗性扭矩或马达吸收来驱动压缩机旋转的电流,来调节(即,控制)压缩机的旋转速度:如果扭矩或电流增大,指示湿气中有更多液体进入压缩机,则速度降低,以减小压缩机的潜在腐蚀性损伤。
[0028]根据另一方面,本公开还特别地涉及一种湿气压缩机,其包括外壳和布置成在外壳中旋转的至少一个或多个压缩机级,并且进一步包括速度控制系统,速度控制系统构造成根据被处理的湿气中的液相的量,或者直接或间接与液相的所述量有关的参数,来控制压缩机的旋转速度。
[0029]特别地,本公开涉及一种压缩机组件,其包括:压缩机;驱动压缩机旋转的原动机,原动机构造成以可变的旋转速度驱动压缩机;测量布置,其构造成测量与输送到所述压缩机的湿气中的液相的量有关的参数;控制器布置和构造成根据该参数来控制压缩机的旋转速度。可对具有上面公开的速度控制布置的湿气压缩机提供洗涤器,以在湿气流进入压缩机之前,移除湿气流中的液相的一部分。在另外的实施例中,除了洗涤器之外,或者不是洗涤器,可压缩机对提供液滴捕捉器,以从由压缩机处理的气态流中移除微滴。在这两种情况下,速度控制可用来在洗涤器出故障时(如果存在的话),以及/或者在微滴捕捉器运行有缺陷的情况下,防止或减小有害的腐蚀作用。此外,由于微滴捕捉器布置在一个或多个压缩机级的内部中,所以无论如何将在叶轮的第一部分的下游(例如叶轮眼的下游)移除液滴。在液相的量增加时降低压缩机的旋转速度将保护叶轮的第一部分不受过度腐蚀。
[0030]根据另一方面,本公开涉及一种运行用于处理湿气的离心压缩机的方法,所述方法包括以下步骤:在至少一个压缩机级中处理湿气流,湿气流包含液相和气相,压缩机级包括布置成在压缩机外壳中旋转的叶轮,叶轮包括叶轮轮毂和多个叶轮叶片,各个叶轮叶片包括吸力侧和压力侧;以及使流过所述叶轮的液相微滴分散。
[0031]根据一些实施例,该方法可包括以下步骤:相对于在压缩机级中被处理的湿气流中的气相的速度而改变液相的速度。
[0032]改变速度的步骤可包括以下步骤:相对于气相的速度方向修改液相的速度方向。根据另外的实施例,相对于气相的速度而改变液相的速度的步骤可包括修改速度的模数的步骤。仍然在另外的实施例中,改变速度的步骤可包括修改速度的模数和方向两者。
[0033]在一些实施例中,可通过对叶轮的导叶的出口处和/或沿着导叶在导叶入口和导叶出口之间的中间位置上的液相施加切向速度分量,来改变速度方向。
[0034]可通过在各个叶片的后缘的两个相对的侧部上提供不同的倾斜角来对液相施加切向速度分量,使得主要聚积在叶片的压力侧上的液相将朝相邻叶片的相对的吸力侧转移。因而液相将与气态流碰撞,从而激发或加强微滴分散。
[0035]根据本文公开的方法的改进的实施例,所述方法可进一步包括以下步骤:在所述叶轮的入口处的湿气流中产生涡旋。涡旋作用诸如是为了降低工作流体相对于压缩机的旋转构件的相对速度。
[0036]在另外的实施例中,根据本公开的方法可包括以下步骤:使一个或多个压缩机叶轮的入口处的液滴分散,以防止较大的微滴冲击涡轮机的旋转构件,以及因而减小腐蚀影响。
[0037]本文公开的方法的另外的实施例包括以下步骤,根据湿气流中的液相的量或者与液相的所述量有关的参数,来调节(即,修改)压缩机的旋转速度,从而在液相的量增加时,降低旋转速度。
[0038]根据另一方面,本公开涉及一种用于运行处理湿气流的压缩机的方法,所述方法包括以下步骤:使压缩机以旋转速度旋转;测量与输送到压缩机的湿气中的液相的量有关的至少一个参数;根据所述参数来控制压缩机的旋转速度,例如如果液体量增加,则降低压缩机的旋转速度。
[0039]在下面公开特征和实施例,并且在所附权利要求中进一步阐述特征和实施例,所附权利要求形成本描述的组成部分。以上简要描述阐述了本发明的各种实施例的特征,以便使得可更好地理解以下详细描述,以及使得可更好地理解本发明对本领域的贡献。当然存在将在本文描述,以及将在所附权利要求中阐述的本发明的其它特征。就此而言,在详细说明本发明的若干实施例之前,要理解的是,本发明的各种实施例在其应用方面不局限于以下描述中阐述的或者图中示出的构件的结构和布置的细节。本发明能够有其它实施例,而且可按各种方式实践和执行本发明。还要理解的是,本文采用的措词和术语是为了描述,而不应被视为限制。
[0040]因而,本领域技术人员将理解,本公开所基于的概述可容易地用作设计用于本发明的若干目的的其它结构、方法和/或系统的基础。因此,重要的是认为权利要求包括这样的等效结构,它们不偏离本发明的精神和范围。
【附图说明】
[0041]将容易地获得本发明的公开的实施例及其伴随而来的许多优点,因为当结合附图考虑时,通过参照以下详细描述,公开的实施例变得更好理解,其中:
图1示出根据现有技术的压缩机布置的示意图,压缩机布置包括上面描述的洗涤器; 图2示出上面描述的有代表性的现有技术的离心压缩机的透视剖面图;
图3示出图2的压缩机的简明横截面;
图4示意性地表示本文公开的一些实施例的运行原理;
图5示意性地示出大液滴的分散过程;
图6和7分别在横截面和根据图6的线VI1-VII的正视图中示意性地示出液相在离心压缩机叶轮中聚积的方式;
图8至11示意性地示出微滴分散布置的实施例;
图12示出压缩机叶轮的正视图,压缩机叶轮设有凹槽,凹槽用于促进液相沿着叶轮叶片的压力侧的收集;
图13示出根据本文公开的主题的一个实施例的离心压缩机中的两个按顺序布置的级的示意性横截面; 图14A和14B示出根据本文公开的一个实施例,布置在压缩机级的入口处的轴向定子和转子叶片的根据线XIV-XIV的横截面和正视图;
图15显示入口湿气流速度和涡旋产生布置对流速的作用的示意性向量图;
图16和17示出在压缩机级的入口处,或者在所述入口的上游(例
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