热障密封系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了热障密封系统及相关的方法。一种密封气体系统包括机器，其具有第一端、轴承架和轴封排放口，其中该机器接收密封气体流；及至少一个处理器，其中该至少一个处理器包括用于检测轴封排放口处的排放气体流的温度的温度控制器或与该温度控制器通信；其中，该至少一个处理器和/或该温度控制器被配置为基于检测到的轴封排放口处的排放气体流的温度来检测通过轴封排放口的工艺气体流。度来检测通过轴封排放口的工艺气体流。度来检测通过轴封排放口的工艺气体流。

【技术实现步骤摘要】
热障密封系统及方法


[0001]本文公开的主题大体涉及密封系统，例如涡轮机械的密封系统。更具体地说，该主题涉及使用热障密封系统控制和/或最大限度地减小工艺气体泄漏流量的方法。密封系统及相关系统和方法可以用于低温涡轮机械，并且可以防止热气体流向工艺侧同时最大限度地减小流向排放口的工艺气体流量。因此，实施例可以最大限度地减小工艺气体泄漏至可忽略的水平。

技术介绍

[0002]在工业气体应用中的例如径向进气涡轮膨胀机和离心压缩机等机器都配备有轴封排放口。在这种结构中，典型的是向大气或其他加压源排放。轴封排放气体既可能含有工艺气体，也可能含有来自轴承架的密封气体。然而，对于深冷温度的纯氢液化器等应用，工艺气体的排放或热密封气体的污染会导致高的工艺损失和热降解。例如，用于制冷的氢液化和氢预冷涡轮膨胀机可能在负420F到负100F的工艺温度下运行。在这种情况下，工艺气体的损失和/或热密封气体的污染降低了效率，增加了运行费用。工艺气体或密封气体损失或热降解不良的其他低温应用包括但不限于气体处理、烯烃生产和液化天然气(LNG)。
[0003]一种改进的热障密封系统及相关方法将在本领域受到欢迎。

技术实现思路

[0004]根据一个方面，一种系统包括：机器，其具有第一端、轴承架和轴封排放口，其中该机器接收密封气体流；及至少一个处理器，其中该至少一个处理器包括用于检测轴封排放口处的排放气体流的温度的温度控制器或与与用于检测所述轴封排放口处的排放气体流的温度的温度控制器通信；其中，该至少一个处理器和/或该温度控制器被配置为基于检测到的轴封排放口处的排放气体流的温度来检测通过轴封排放口的工艺气体流。
[0005]根据另一个方面，一种方法包括：提供密封气体系统，其包括具有第一端、轴承架和轴封排放口以及至少一个处理器的机器，其中该至少一个处理器包括温度控制器或与温度控制器通信；提供流向轴承架的密封气体流；检测从轴封排放口流出的排放气体流的温度；及基于检测到的从轴封排放口流出的排放气体流的温度确定通过轴封排放口的工艺气体流。
[0006]根据另一个方面，一种计算机程序产品包括存储计算机可读程序代码的计算机可读硬件存储设备，该计算机可读程序代码包括当由计算系统的至少一个计算机处理器执行时实施一种方法的算法，该方法包括检测从机器的轴封排放口流出的排放气体流的温度；及基于检测到的从轴封排放口流出的排放气体流的温度确定通过轴封排放口的工艺气体流。
附图说明
[0007]在本文的权利要求书中特别指出和明确要求保护被视为本专利技术的主题。本专利技术的
前述以及其他特征和优点从下述结合附图的具体实施方式中是易于理解的。
[0008]图1示出了依据本专利技术实施例的一种密封系统；
[0009]图2A示出了依据本专利技术实施例的图1的密封系统A部分的更详细视图；
[0010]图2B示出了依据本专利技术实施例的图1的密封系统A部分的更详细视图；
[0011]图2C示出了依据本专利技术实施例的图1的密封系统A部分的更详细视图；
[0012]图2D示出了依据本专利技术实施例的图1的密封系统A部分的更详细视图；
[0013]图2E示出了依据本专利技术实施例的图1的密封系统A部分的更详细视图；
[0014]图2F示出了依据本专利技术实施例的图1的密封系统A部分的更详细视图；
[0015]图3示出了依据本专利技术实施例的一种热障轴密封，其中热障轴密封为单端口迷宫密封；
[0016]图4示出了依据本专利技术实施例的一种热障轴密封，其中热障轴密封为二端口迷宫密封；
[0017]图5示出了依据本专利技术实施例的一种方法的流程图；
[0018]图6示出了依据本专利技术另一实施例的一种密封系统；
[0019]图7示出了依据本专利技术另一实施例的一种方法的流程图；及
[0020]图8示出了气体压缩系统的计算系统的一个实施例。
具体实施方式
[0021]本文中以举例的方式呈现了所公开的装置、方法和系统的在下文中描述的实施例的详细描述，但不限于附图。虽然对某些实施例进行了详细的展示和描述，但应当理解的是，在不脱离所附权利要求范围的前提下，可以进行各种变更和修改。本公开的范围绝不会仅限于构成部件的数量、构成部件的材料、构成部件的形状、构成部件的相对布置等，而仅作为本公开的实施例的示例予以披露。
[0022]作为具体实施方式的前言，应该指出的是，正如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数形式“一”和“该”包括复数指称，除非上下文清楚地规定了其他情况。
[0023]在
技术实现思路
中，公开了密封系统。密封系统的实施例可以被用于机器，例如在低温下运行的涡轮机械。密封系统将避免或减少流向工艺侧的热气体流，并且最大限度地将工艺气体泄漏减少至接近零。排放口可以返回至工艺的低压工艺气体段。因此，系统/机器几乎没有工艺气体泄漏。
[0024]首先参考图1，示出了根据实施例的密封系统100。密封系统100包括机器110。机器110可以包括第一端111，也称为冷端。机器110还可以包括轴承架112和/或第二端113。在实施例中，第二端113可以是热端。但是，可以理解的是，在某些实施例中，第一端111和第二端113都可以是冷端。再参考图1，机器110可以被提供有密封气体，例如来自密封气体供应120的密封气体。
[0025]此外，机器110可包括轴封排放口115。在实施例中，轴封排放口115可以位于第一端111附近和/或在第一端111和轴承架112之间。因此，轴封排放口115可以起到热障作用，以防止密封气体流向冷的第一端111，及防止冷的工艺气体流向轴承架112和/或第二端113。正如将要更详细地讨论的，轴封排放口115可以邻近例如迷宫密封的轴封或作为其的一部分。
[0026]第一端111(冷端)可包括多种机器/涡轮机械，例如膨胀机或压缩机。与第一端相对的可以是轴承架112和/或第二端113。在第二端可以耦合设备。例如，马达或发电机可以位于轴承架112内部，压缩机、液压制动器或其他耦合装置可以在第二端113位于轴承架之外。例如，在一种配置中，第一端111可以是膨胀机(冷端)，轴承架112可以是轴承壳，第二端112可以是压缩机。然而，机器110的可替换配置也可用，正如下面关于图2A
‑
2F的更详细的讨论，每个图示出了图1的区域A的示例示意配置，从而示出了机器110的示例示意配置。
[0027]现在参照图2A，示出了图1的区域A的扩展视图，其中第一端111是膨胀机，第二端113是压缩机。在本所示实施例中，单端口轴封可被用于调节流向轴封排放口115的流量。应当理解，术语调节用于表示对流量的控制；因此，具体来说，“调节”可以包括控制、设置、减少、节流、收缩、制止、抑制等。从第一端111流出的工艺气体如箭头211所示。流向轴封排放口115的流如箭头116所示。此外，密封气体如箭头121所示的在密封气体供应端口进入机器110。流向轴封排放口的密封气体如箭头221所示。密本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，其包括：机器，其具有第一端、轴承架和轴封排放口，其中所述机器接收密封气体流；及至少一个处理器，其中所述至少一个处理器包括用于检测所述轴封排放口处的排放气体流的温度的温度控制器或与用于检测所述轴封排放口处的排放气体流的温度的温度控制器通信；其中所述至少一个处理器和/或所述温度控制器被配置为基于检测到的所述轴封排放口处的所述排放气体流的温度来检测通过所述轴封排放口的工艺气体流。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个处理器和/或所述温度控制器被配置为用于调节所述轴封排放口和/或所述机器的设置。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个处理器和/或所述温度控制器被配置为用于调节轴封排放口阀。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个处理器包括压力控制器或与压力控制器通信。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器包括迷宫密封。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器包括第二端。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，温度传感器被放置为接近所述轴封排放口。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括流量控制器，并且其中所述流量控制器基于检测到的所述轴封排放口处的所述排放气体流的流动速率来检测通过所述轴封排放口的工艺气体流。9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述流量控制器提供对所述轴封排放口和/或所述机器的级联控制。10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个处理器、所述温度控制器和/或流量控制器被配置为确定经过所述轴封排放口的工艺气体流的特性。11.一种方法，其包括：提供密封气体系统，包括具有第一端、轴承架和轴封排放口以及至少一个处理器的机器，其中所述至少一个处理器包括温度控制器或与温度控制器通信；提供流向所述轴承架的密封气体流；检测从所述轴封排放口流出的排放气体流的温度；及基于检测到的从所述轴封排放口流出的所述排放气体流的温度确定通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：路易斯，
申请(专利权)人：阿特拉斯科普柯玛芬特伦奇有限责任公司，
类型：发明
国别省市：