7.2 Система регулирования нагнетателя

В основу автоматического регулирования системы уплотнения большинства типов нагнетателей положен принцип гидравлического затвора, поддерживающего постоянное давление масла, превышающее давление перекачиваемого газа на 1,5-3 кг/cм². Для примера рассмотрим уплотнение неполнонапорного нагнетателя типа 370-18.

Масло к опорному подшипнику и к уплотнению нагнетателя подаётся винтовыми электронасосами, один из которых является резервным. К винтовым насосам масло поступает с давлением 3-5 кг/см², охлаждённое – из маслосистемы турбоагрегата. Всё масло от винтовых насосов, прежде чем попасть на уплотнение, пропускается через аккумулятор, который устанавливают над нагнетателем на 2 м выше уплотнительной камеры. Он предназначен для обеспечения уплотнения и смазки опорного подшипника нагнетателя в течение 10 минут в случае остановки винтовых насосов, вызванной исчезновением питания электродвигателей насосов.

Постоянная разность давления масла и газа автоматически поддерживается регулятором перепада давления за счёт сброса (слива) части масла, нагнетаемого винтовым насосом в линию перед маслоохладителем. В нагнетателе уплотняющее масло проходит через опорный вкладыш подшипника и частично через торцевое уплотнение в маслосборную камеру, находящуюся под давлением газа. Из маслосборной камеры масло стекает в поплавковую камеру и по мере её заполнения через специальный клапан отводится в газоотделитель. В газоотделителе происходит выделение растворённого в масле газа. Чистое масло, скапливающееся в нижней части газоотделителя, через гидрозатвор направляется в маслобак, а выделяющийся из масла газ отводится в атмосферу через свечу диаметром 150 мм.

Для уменьшения уноса в газопровод масла из маслосборной камеры её соединяют со всасывающим патрубком нагнетателя специальной отводной линией. Количество поступающего в поплавковую камеру газа регулируют дросселем. В результате образуется поток газа, который увлекает масло из маслосборной камеры в поплавковую. Фильтр, установленный в верхней части поплавковой камеры, препятствует уносу масла и масляных паров во всасывающий патрубок нагнетателя. Во избежание разрушения фильтра при превышении перепада давления на нём выше допустимого, предусмотрен обводной вентиль. Этот вентиль предназначен для соединения всасывающей и нагнетательной полостей нагнетателя.

При приближении режима работы нагнетателя к помпажной границе сигнализатор помпажа выдаёт звуковой, световой или иной сигнал. Импульс для срабатывания сигнализатора – измерение соотношения перепада давлений на всасывающем конфузоре и перепада давлений на нагнетателе. Зона помпажа характеризуется малыми перепадами давления на конфузоре при больших перепадах давления на нагнетателе.

Работа системы поддержания перепада «масло-газ» на уплотнениях осуществляется следующим образом. Когда нагнетатель не работает и не заполнен газом, запускается один из винтовых насосов (МНУ). Происходит заполнение аккумулятора маслом. Шариковый и поплавковый клапаны в верхней части аккумулятора не препятствуют вытеснению воздуха через уплотнительную камеру в нагнетатель и далее через свечу в атмосферу. Шарик не может потоком воздуха подняться вверх и прижаться к седлу, а поплавок, находясь внизу, также удерживает свой клапан в открытом состоянии. Пока идёт заполнение аккумулятора, отверстие для слива масла в регуляторе перепада перекрыто. Это вызвано тем, что давление масла за насосом ещё мало (насос качает на пустую систему) и не в состоянии преодолеть натяжение пружины регулятора.

После заполнения аккумулятора сначала закрывается поплавковый клапан, а затем и шариковый. Последний закрывается, так как поток масла в состоянии подхватить шарик и прижать его к седлу. Давление за насосом начинает расти, мембрана регулятора перепада переставляет вверх золотник, и открывается сброс масла на слив из линии нагнетания винтовых насосов. С ростом давления масла увеличиваются протечки через зазоры торцевого уплотнения. Протекающее масло поступает в поплавковую камеру и далее через газоотделитель в маслобак.

При нормально работающих уплотнениях наполнение поплавковой камеры происходит довольно медленно (примерно 1 сутки). При отсутствии избыточного давления газа в полости нагнетателя давление уплотняющего масла достигает 12 кг/см². Эта величина регулируется дроссельным винтом регулятора перепада (установлен на сливе). При подаче газа и по мере повышения его давления мембрана регулятора перепада смещается вниз, золотник прикрывает своё сливное отверстие, и давление масла за насосом начинает расти (и соответственно повышается давление масла в уплотнении. Этот процесс протекает автоматически). Благодаря наличию пружины в регуляторе, давление масла всегда больше давления газа на 1-3 кг/см² (эта величина регулируется от 0,4 до 3 ^кг/_см²).

О качестве работы уплотнения можно судить по интенсивности поступления масла в поплавковую камеру. С этой целью закрывают вентиль на линии выпуска масла в газоотделитель и наблюдают по указателю уровня, как быстро набирается масло в поплавковой камере. Работа уплотнения считается нормальной, если подъём уровня на 10 мм произойдёт за время не менее 20 минут.