Патент на корисну модель № 83488 від 25.07.2008. Назва винаходу (корисної моделі) спосіб вибухозахисту вбудованого електрообладнання компресорної установки для транспортування вибухонебезпечних газів

Додатково:

Винахід  належить  до  газової,  нафтопереробної  і  хімічної  промисловості,  зокрема,  до  способів  вибухозахисту вбудованого електрообладнання компресорної установки для транспортування вибухонебезпечних газів. Спосіб включає подачу захисного газу від джерела захисного газу, розташованого за межами вибухонебезпечної зони установки,  під  надмірним  тиском  в  захисні  оболонки  електрообладнання  і  продування  захисних  оболонок  на режимах  передпускового  продування  і  усіх  видів  зупинень  компресорної  установки  і  подачу  заздалегідь охолодженого захисного газу від компресора привідного двигуна на робочих режимах, при цьому перемикання джерел  захисного  газу  здійснюють  автоматично  після  отримання  заданого  значення  тиску  в  системі  подачі захисного газу. Охорону захисних оболонок електрообладнання від проникнення вибухонебезпечних газів і захист електрообладнання від утворення підшипникових струмів здійснюють автоматично, при цьому вимірюють різницю тиску  між  захисними  оболонками  електрообладнання  і  другими  ступенями  газодинамічних  ущільнень,  а  також витрату або тиск захисного газу на виходах із захисних оболонок електрообладнання і, у разі зниження значень різниці  тиску  і  витрати  або  тиску  до  величин  нижче  заданих,  зупиняють  компресорну  установку  і  відключають напругу  живлення  електромагнітів.  Вилучають  замкнутий  провідний  контур  за  наявності  напруги  живлення  на електромагнітах  для  запобігання  утворенню  підшипникових  струмів.  Для  запобігання  проникненню вибухонебезпечного  газу  в  захисні  оболонки електрообладнання  із  вибухонебезпечного  приміщення  привідний двигун  ізолюють,  наприклад,  вмонтовують  у  кожух,  кожух  привідної  муфти  і  кожух  привідного  двигуна вентилюють,  причому  повітря  із  простору  під  кожухами  двигуна  і  муфти  відводять  за  межі  вибухонебезпечної зони. Послідовність дій, що забезпечує вибухозахист електрообладнання, здійснюють згідно з алгоритмами, які реалізують системою автоматизованого керування, на усіх режимах роботи установки.

Спосіб  вибухозахисту  вбудованого  електрообладнання  компресорної  установки  для транспортування  вибухонебезпечних  газів,  до  складу  якої  входить  компресор  з електромагнітними  підшипниками  і  принаймні  двоступеневими  газодинамічними ущільненнями,  привідний  двигун  та  умонтована  в  кожух  привідна  муфта,  що  включає подачу  захисного  газу  від  джерела  захисного  газу,  розташованого  за  межами вибухонебезпечної  зони  установки,  під  надмірним  тиском  в  захисні  оболонки електрообладнання і продування захисних оболонок на режимах передпускового продування та  усіх  видів  зупинень  компресорної  установки,  охорону  захисних  оболонок електрообладнання від проникнення вибухонебезпечних газів, виконання послідовності дій, для забезпечення вибухозахисту електрообладнання, згідно з алгоритмами, які реалізуються системою автоматизованого керування компресорної установки, який відрізняється тим, що на робочих режимах подають захисний газ від компресора привідного двигуна, захисний газ, що  подають  від  компресора  привідного  двигуна,  заздалегідь  охолоджують,  перемикання джерел захисного газу здійснюють автоматично після досягнення заданого значення тиску в системі  подачі  захисного  газу,  вимірюють  різницю  тиску  між  захисними  оболонками електрообладнання  і  другими  ступенями  газодинамічних  ущільнень  і,  у  разі  зниження різниці тиску до величини нижче заданої, зупиняють компресорну установку і відключають напругу живлення електромагнітів, вимірюють витрату або тиск захисного газу на виходах із захисних  оболонок  електрообладнання  і,  у  разі  зниження  витрати  або  тиску  до  величини нижче  заданої,  зупиняють  компресорну  установку  і  відключають  напругу  живлення електромагнітів, перемикають замкнутий провідний контур за наявності напруги живлення на  електромагнітах  для  запобігання  утворенню  підшипникових  струмів,  для  запобігання проникненню вибухонебезпечного газу в захисні оболонки вбудованого електрообладнання з вибухонебезпечного  приміщення  привідний  двигун  ізолюють,  наприклад,  умонтовують  у кожух, кожух двигуна і кожух муфти вентилюють, причому повітря з простору під кожухами привідного  двигуна  і  привідної  муфти  відводять  за  межі  вибухонебезпечної  зони,  послідовність  дій,  згідно  з  алгоритмами,  які  реалізуються  системою  автоматизованого керування  компресорної  установки,  здійснюють  на  усіх  режимах  роботи  компресорної установки.

Винахід  відноситься  до  газової,  нафтопереробної  і  хімічної  промисловості,  зокрема,  до  способів вибухозахисту  вбудованого  електрообладнання  компресорної  установки  для  транспортування вибухонебезпечних газів. Відомий спосіб вибухозахисту вбудованого електрообладнання компресорної установки для транспортування вибухонебезпечних  газів,  яка  включає  компресор  з  електромагнітними  підшипниками  та,  принаймні, двоступеневими газодинамічними ущільненнями, привідний двигун, умонтовану в кожух привідну муфту, з видом вибухозахисту  «заповнення  або  продування  оболонки  електрообладнання  захисним  газом  під  надмірним тиском», при якому захисний газ подають від одного джерела захисного газу.

Даний спосіб не забезпечує належної надійності вибухозахисту вбудованого електрообладнання, а значить і компресорної установки в цілому, оскільки у вказаному способі відсутній контроль різниці тиску між захисними оболонками  електрообладнання  і  другими  ступенями  газодинамічних  ущільнень,  при  цьому  не  усувається небезпека проникнення вибухонебезпечного середовища в захисні оболонки електрообладнання з відсіку двигуна через кожух привідної муфти і утворення підшипникових струмів. Крім того, при виникненні збоїв в процесі подачі захисного газу в захисні оболонки електрообладнання аварійне зупинення здійснюється з вибігом ротора, коли відсутнє продування захисних оболонок, яке забезпечувало б їх вибухозахист.

Виходячи з викладеного вище, основна технічна задача, на рішення якої націлений даний винахід, полягає в підвищенні  надійності  вибухозахисту  вбудованого електрообладнання компресорної установки для транспортування вибухонебезпечних газів, а значить, і в підвищенні надійності компресорної установки в цілому.

Крім  того,  економиться  електроенергія,  затрачувана  на  привідний  електродвигун  вихрового  компресора,  який забезпечує забір і подачу захисного газу від джерела, розташованого за межами вибухонебезпечної зони.

Вказана  технічна  задача  вирішується,  завдяки  створенню  способу  вибухозахисту  вбудованого електрообладнання  компресорної  установки  для  транспортування  вибухонебезпечних  газів,  який,  як  і  відомі, включає  подачу  захисного  газу  під  надмірним  тиском  від  джерела  захисного  газу,  розташованого  за  межами вибухонебезпечної зони установки, в захисні оболонки електрообладнання і продування захисних оболонок на режимах передпускового продування і всіх видів зупинень компресорної установки, охорону захисних оболонок електрообладнання  від  проникнення  вибухонебезпечних  газів,  виконання  послідовності  дій,  що  забезпечують вибухозахист  електрообладнання,  згідно  алгоритмів,  які  реалізуються  системою  автоматизованого  управління компресорної установки, але в якому, відповідно до винаходу, що заявляється: - на робочих режимах подають захисний газ (повітря) від компресора привідного двигуна, причому захисний газ, що подається від компресора привідного двигуна, заздалегідь охолоджують; - перемикання джерел захисного газу здійснюють автоматично, після досягнення заданого значення тиску в системі подачі захисного газу; -  вимірюють  різницю  тиску  між  захисними  оболонками  електрообладнання  і  другими  ступенями газодинамічних ущільнень і, у разі зниження різниці тиску до величини нижче заданої, зупиняють компресорну установку і відключають напругу живлення електромагнітів; - вимірюють витрату або тиск захисного газу на виходах із захисних оболонок електрообладнання і, у разі зниження тиску або витрати до величини нижче заданої, зупиняють компресорну установку і відключають напругу живлення електромагнітів; -  вилучають  замкнутий  провідний  контур  за  наявності  напруги  живлення  на  електромагнітах  для попередження утворення підшипникових струмів; - для запобігання проникненню вибухонебезпечного газу в захисні оболонки вбудованого електрообладнання з вибухонебезпечного приміщення привідний двигун ізолюють, наприклад, вмонтовують в кожух, при цьому кожух двигуна і кожух муфти  вентилюють,  а  повітря  із  простору  під  кожухами  привідного  двигуна  і  привідної  муфти відводять за межі вибухонебезпечної зони; -  послідовність  дій,  що  забезпечує  вибухозахист  електрообладнання  згідно  алгоритмів,  які  реалізуються системою автоматизованого управління компресорної установки, здійснюють на усіх режимах роботи.

Таким  чином,  технічна  задача  підвищення  надійності  вибухозахисту  вбудованого  електрообладнання компресорної установки для перекачування вибухонебезпечного газу, а, отже, і надійності її роботи вирішується за  рахунок  використання  в  способі  відповідно  до  винаходу,  що  заявляється,  наступних  істотних  ознак,  які  і відрізняють даний спосіб від прототипу.

На  робочих  режимах  в  захисні  оболонки  вбудованого  електрообладнання  захисний  газ  подають  від компресора  привідного  двигуна,  причому  захисний  газ,  що  подається  від  компресора  привідного  двигуна, заздалегідь охолоджують. Наявність даної ознаки істотно відрізняє спосіб, що заявляється, від прототипу і інших способів,  відомих  з  рівня  техніки.  Перевага  полягає  в  тому,  що  згадана  вище  ознака  дозволяє  здійснити комбіновану  подачу  захисного  газу  в  захисні  оболонки  вбудованого  електрообладнання,  а  саме,  на  режимах передпускового продування і усіх видів зупинень компресорної установки забезпечити подачу захисного газу по відомій  схемі,  наприклад,  від  вихрового  компресора  або  вентилятора  з  приводом  від  спеціального вибухозахищеного електродвигуна, із забором захисного газу за межами вибухонебезпечної зони, а на робочих режимах  компресорної  установки  виконати  подачу  заздалегідь  охолодженого  захисного  газу  від  компресора привідного  двигуна.  Таким  чином,  в  процесі  тривалої  роботи  компресора,  коли  можливе  утворення вибухонебезпечної суміші, здійснюється надійний вибухозахист вбудованого електрообладнання протягом усього робочого  циклу,  при  цьому  вентилятор  або  вихровий  компресор  включається  на  короткий  проміжок  часу,  що набагато  збільшує  ресурс  і  надійність  їх  роботи,  а  отже,  і  надійність  вибухозахисту.  Крім  того,  економиться електроенергія.

Перемикання  джерел  захисного  газу  здійснюють  автоматично  після  досягнення  заданого  значення  тиску  в системі  подачі  захисного  газу,  що  забезпечує  стабільне  перевищення  тиску  в  системі  подачі  захисного  газу  в порівнянні  із  заданим,  створюючи  передумови  надійного  вибухозахисту  вбудованого  електрообладнання протягом усього робочого циклу компресорної установки.

Вимірюють  різницю  тиску  між  захисними  оболонками  електрообладнання  і  другими  ступенями газодинамічних ущільнень і, у разі зниження різниці тиску до величини нижче заданої, зупиняють компресорну установку  і  відключають  напругу  живлення  електромагнітів,  внаслідок  чого,  усуваючи  можливість  проникнення вибухонебезпечного газу в захисні оболонки електрообладнання, забезпечують надійний його вибухозахист.

Вимірюють  витрату  або  тиск  захисного  газу  на  виходах  із  захисних  оболонок  електрообладнання  і,  у  разі зниження тиску або витрати до величини нижче заданої, зупиняють компресорну установку і відключають напругу живлення  електромагнітів,  завдяки  чому  запобігають  виникненню  аварійної  ситуації  при  збоях  в  системі забезпечення заданої витрати і тиску захисного газу в захисних оболонках.

Вилучають  замкнутий  провідний  контур  за  наявності  напруги  живлення  на  електромагнітах,  з  метою запобігання утворенню підшипникових струмів. Оскільки наявність підшипникових струмів може викликати іскріння і за наявності вибухонебезпечної суміші привести до її запалювання або вибуху, вилучення замкнутого провідного контуру запобігає виникненню аварійної ситуації і забезпечує надійність вибухозахисту.

Для запобігання проникненню вибухонебезпечного газу в захисні оболонки вбудованого електрообладнання з вибухонебезпечної  зони  привідний  двигун ізолюють, наприклад, умонтовують в  кожух,  а кожух двигуна і кожух муфти вентилюють, причому повітря із простору під кожухами привідного двигуна і привідної муфти відводять за межі  вибухонебезпечної  зони.  Реалізація  даних  ознак  винаходу,  що  заявляється,  забезпечує  наявність надмірного  тиску  під  кожухом  привідного  двигуна  і  під  кожухом  муфти,  що  перешкоджає  попаданню вибухонебезпечного газу ззовні (з вибухонебезпечної зони). У разі попадання вибухонебезпечних газів під кожухи привідного двигуна і привідної муфти, вентиляція різко знижує нижню концентраційну межу запалювання (НКМЗ), оскільки  при  вентилюванні  вибухонебезпечний  газ  разом  з  повітрям  викидається  в  атмосферу,  що  є  однією  з складових забезпечення надійного вибухозахисту.

При  цьому  послідовність  дій,  що  забезпечують  вибухозахист  електрообладнання  згідно  алгоритмів,  які реалізуються,  системою  автоматизованого  управління  компресорної  установки,  здійснюють  на  всіх  режимах роботи компресорної установки. За таких умов, у разі будь-якого порушення алгоритму або у разі відхилень від заданих  значень,  пуск  компресорної  установки  виявиться  неможливим,  а  на  робочих  режимах  наступить зупинення  із  зняттям  напруги  живлення  з  електромагнітів,  що  повністю  забезпечує  надійний  вибухозахист вбудованого електрообладнання протягом усього циклу функціонування установки.

Приведені істотні характерні ознаки є новими, оскільки в існуючому рівні техніки відсутнє технічне рішення, в якому  поставлена  технічна  задача  розв'язувалася  б  за  рахунок  подібного  поєднання  аналогічних  ознак,  і відповідними критерію рівня винахідництва, оскільки заявлене поєднання істотних характерних ознак відсутнє в технічних  рішеннях  існуючого  рівня  техніки,  неочевидне  для  фахівця  в  даній  області  техніки  і  є  необхідним  і достатнім для досягнення якісно нового, в порівнянні з існуючим рівнем техніки, позитивного технічного ефекту.