工艺气体压缩机-燃气轮机系的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种工艺气体压缩机-燃气轮机系，其中所述工艺气体压缩机设置用于压缩可燃的工艺气体。
【背景技术】
[0002]工艺气体压缩机具有壳体和转子，所述转子安置在壳体中。转子具有轴，所述轴在其纵向端部处支承在壳体之外。由此，轴在其轴向端部处穿过壳体，其中在那里轴相对于壳体借助轴密封件密封。因此，工艺气体压缩机的内侧与大气分离。轴密封件的结构是常规的，使得从工艺气体压缩机的内侧起观察首先设置气体分离装置然后设置油分离装置。工艺气体压缩机的内侧、工艺侧借助于轴密封件与大气和轴承区域的油分离装置分离。轴密封件例如构成为气体润滑的旋转机械密封件，所述旋转机械密封件构成为串联密封件。
[0003]串联密封件由两个气体润滑的旋转机械密封件构成，所述旋转机械密封件分别具有固定在壳体上的滑动环和固定在轴上的配对环。每个滑动环在构成轴向间隙的情况下设置成轴向直接相邻与其相关联的配对环。环在串联密封件中设置成，使得由主密封件相对于燃油喷雾压强密封工艺侧。借助副密封件实现相对于大气的分离，其中副密封件附加地设作为在主密封件失效时对主密封件的冗余。在这两个配对环之间引入密封气体，所述密封气体用于密封轴向间隙。为了分离轴承区域，例如将第三密封件设作为油分离装置，所述第三密封件例如能够构成为迷宫式密封件或碳环密封件。第三密封件加载有密封气体，由此实现其密封。
[0004]工艺气体能够用作为用于主密封件的密封气体并且能够将空气或氮气用于副密封件。在工艺气体压缩机运行时，由于主密封件和副密封件泄漏而出现泄漏气体。泄漏气体是由工艺气体和密封气体连同空气构成的气体混合物，其中泄漏气体通常导出给大气或燃油喷雾件。这两个变型形式，对于环境是存在问题的，即其伴随有到周围的不期望的排放。补救办法尽管设有用于将工艺气体从泄漏气体分离出并且用于将工艺气体引回工艺中的设备，然而这种设备是能量密集的并且与高的成本联系在一起。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，实现一种具有小的排放负担的工艺气体压缩机-燃气轮机系。
[0006]所述目的借助权利要求1的特征来实现。对此的优选的设计方案在其他的权利要求中提出。
[0007]根据本发明的工艺气体压缩机-燃气轮机系具有工艺气体压缩机和燃气轮机，所述燃气轮机为了驱动所述工艺气体压缩机而联接在所述工艺气体压缩机的轴上，其中工艺气体压缩机构建用于压缩能燃烧的工艺气体并且为了相对于大气密封工艺气体压缩机内部空间而配设有轴密封件，所述轴密封件能够借助密封气体来密封并且具有至少一个泄漏气体管道，泄漏气体能够借助所述泄漏气体管道从轴密封件导出并且所述泄漏气体管道连接到燃气轮机的空气入口上，使得在工艺气体压缩机-燃气轮机系运行时能够将泄漏气体连同空气入口处的进入空气一起导入到燃气轮机中。
[0008]工艺气体压缩机-燃气轮机系构建成使得将泄漏气体输送给燃气轮机的空气入口。由此，泄漏气体与燃气轮机的进入空气混合并且进入到燃气轮机的压缩机中。在压缩机中，空气泄漏混合物被压缩并且输送给燃气轮机的燃烧室。在燃烧室中形成的火与泄漏气体接触，使得泄漏气体中的工艺气体部分在燃烧室中燃烧。由此泄漏气体中的工艺气体部分在燃烧室中热学地利用，由此有助于燃气轮机的驱动功率。此外，泄漏气体不需要例如输送给大气或燃油喷雾件，由此降低环境的排放负担。
[0009]优选地，轴密封件具有工艺侧的主密封件和大气侧的副密封件，其中主密封件和副密封件分别具有泄漏气体管道中的一个。用于副密封件的泄漏管道优选具有大气管道和切换机构，所述切换机构构建成，使得在轴密封件正常运行中将大气管道以引导流体的方式切换到副密封件上以将泄漏气体从副密封件导出给大气，并且在副密封件的密封作用失效时将泄漏管道以引导流体的方式切换到副密封件上以将泄漏气体从副密封件导出到空气入口处。优选的是，切换机构在大气管道中具有隔板并且在泄漏管道中在大气管道到泄漏管道的连接部和空气入口之间具有破裂盘。替选地优选的是，切换机构是三通阀，所述三通阀设置在大气管道到泄漏管道的连接部处。
[0010]轴密封件优选地是气体润滑的旋转机械密封件。在此优选的是，气体润滑的旋转机械密封件以串联装置的方式构成。还优选的是，工艺气体压缩机是管道压缩机。
【附图说明】
[0011]下面，根据优选的实施例参考示意附图阐述本发明。在附图中示出:
[0012]图1示出根据本发明的压缩机-燃气轮机系的实施方式的流程图；和
[0013]图2示出轴密封件的纵剖图。
【具体实施方式】
[0014]如从附图中可见，压缩机-燃气轮机系I具有涡轮压缩机结构方式的工艺气体压缩机2和燃气轮机3。工艺气体压缩机例如是用于压缩天然气的管道压缩机。燃气轮机3具有用于压缩进入空气的压缩机5、用于获取轴功率的涡轮机5和燃烧室6。此外，燃气轮机3在压缩机入口处具有空气入口 7，经由所述空气入口将环境空气输送至压缩机4。经由废气出口 8将废气从涡轮机5中引出。涡轮机5还具有轴9，所述轴借助于联接装置10与工艺气体压缩机2的轴联接进而驱动工艺气体压缩机2。
[0015]工艺气体压缩机2的轴借助于轴承11在两侧支承。为了相对于大气和相对于轴承11密封工艺气体压缩机5的内部空间而在轴上设有轴密封件12，所述轴密封件构成为串联结构方式的气体润滑的旋转机械密封件。轴密封件12分别具有主密封件13、副密封件14和第三密封件15。主密封件13相对于工艺气体压缩机2的工艺侧密封，相反第三密封件15相对于轴承11密封。副密封件14设置在主密封件13和第三密封件15之间并且设作为主密封件13的辅助件和止动件。如果因为主密封件13失效，那么工艺压强首先在副密封件14处形成并且不在第三密封件15处形成，所述第三密封件常规地由碳环形成进而根据结构不经受工艺压强。此外，借助副密封件14抑制:工艺气体在主密封件13失效时能够到达到轴承11中进而到达大气中。
[0016]轴密封件还具有工艺气体密封管道16和密封气体管道17 (密封气体管道由于密封气体而与工艺气体管道区分，所述密封气体不必是工艺气体，优选不是工艺气体)。密封气体管道原则上能够以不同的气体运行，其中惰性气体(例如氮气)在一些应用中是优选的。在工艺气体密封管道16中存在具有大致高于在工艺侧存在的过程压强的压强的工艺气体。在密封气体管道17中存在具有高于大气压的压强的密封气体一一必要时惰性气体一一。工艺气体密封管道16引导到主密封件13上，使得用工艺气体密封主密封件13。类似地，密封气体管道17引导到第三密封件15处，使得借助密封气体密封第三密封件15。
[0017]在主密封件13和副密封件14之间设有主泄漏管道18，主密封件13的泄漏物借助所述主泄漏管道从轴密封件12引出。通过主密封件13被用工艺气体加载的方式，主密封件的泄漏物由工艺气体构成。此外，在第三密封件15和副密封件14之间设有副泄漏管道19。借助所述副泄漏管道将副密封件14的和第三密封件15的泄漏物从轴密封件12导出。通过副密封件从主密封件13那边用工艺气体加载的方式，副密封件14的泄漏物由工艺气体构成。类似地，第三密封件15的泄漏物由惰性气体构成。因此，由副泄漏管道19收集的泄漏物是由工艺气体和惰性气体构成的混合物。
[0018]主泄漏管道18和副泄漏管道19引导至空