[发明专利]用于压缩低温待压缩气体的元件、设备和方法

说明书

本申请涉及用于压缩低温待压缩气体的元件、设备和方法。一种用于压缩‑40℃以下低温待压缩气体的元件，该元件(1)具有壳体(2)，壳体容纳至少一个转子(3)，转子安装成相对于壳体(2)能够绕转子轴(5)旋转，壳体具有用于待压缩气体的入口(6)和用于已压缩气体的出口(7)，其特征在于，元件(1)具有加热装置，以用于加热最靠近入口(6)的转子轴端部(9a)。

技术领域

本发明涉及用于压缩低温待压缩气体的元件、设备和方法。

在下文中，“低温”指的是-40℃以下的温度。因此，本发明旨在用于低温应用。

一个可用的例子是压缩液化天然气(LNG)的蒸发气体，但本发明不限于此。

背景技术

众所周知，往复式压缩机或活塞式压缩机用于此类应用。

这种往复式或活塞式压缩机的缺点是，它们的动作会导致在已压缩气体供应中产生脉动。换句话说，已压缩气体供应不是连续的。

然而，有些应用需要不间断地供应已压缩气体。

例如，众所周知，带有螺杆转子的螺杆压缩机元件产生连续的动作，同时在已压缩气体供应中不会产生脉动。此外，螺杆压缩机元件的能耗也较低。

然而，螺杆压缩机不适合用于压缩温度为-40℃以下的气体。

螺杆压缩机元件包括由铸铁制成的壳体和由锻钢制成的螺杆转子。

在如此低温度下会发生显著的热变形。

螺杆转子配有轴，该轴通常与转子主体形成单独的单元，它们在螺杆压缩机元件入口侧比螺杆压缩机元件出口侧冷却更多。

这会产生在螺杆转子上从入口侧到出口侧的温度梯度。

这会影响螺杆压缩机元件中的公差和间隙，它们由于热变形而增大，从而降低螺杆压缩机元件的效率和性能。

因此，-40℃以下温度的待压缩气体在进入螺杆压缩机元件前要预热。

虽然这解决了热变形问题，但还是会造成大量能量损失，因为已压缩气体必须在压缩后再次冷却。

发明内容

本发明旨在通过提供一种能够压缩-40℃以下温度待压缩气体的元件来为上述和/或其他缺点中的至少一个提供解决方案。

本发明涉及一种用于压缩-40℃以下低温待压缩气体的元件，该元件具有壳体，壳体容纳至少一个转子，转子安装成相对于壳体能够绕转子轴旋转，壳体具有用于待压缩气体的入口和用于已压缩气体的出口，其特征在于，元件具有加热装置，以用于加热最靠近入口的转子轴端部。

优点是，可以通过这种方式加热上述转子轴端部。

元件的入口将是最冷的部位，因为低温待压缩气体在此处进入。因此，最靠近入口的转子轴端部冷却最强。

在该部位处将存在相对于加热装置的最大温差，使得加热装置和转子之间的热传递可达到最佳。

由于轴的导热性，传递到轴上的热量将散布到整个轴和转子的转子体上。

因此，可以消除在已知元件中会发生的转子上从元件入口侧到出口侧的温度梯度，整个转子将处于几乎相同的温度。

因此，转子的热变形将受到限制，从而使转子和壳体之间的公差和间隙保持在可接受限度内，热应力保持有限。

在根据本发明的元件的优选实施例中，加热装置包括第一注射回路，用于将温度高于所述低温的加热介质注射到最靠近入口的转子轴端部。

终止于所述转子轴端部的加热介质与所述转子轴端部直接接触，这有助于加热介质和所述转子轴端部之间的热交换。