[发明专利]双端齿轮流体驱动起动器

说明书

相关申请的交叉引用

【0001】本申请要求2006年3月6日提交的美国临时申请第60/779,680 号的权益。

【0002】本发明总体涉及由C·G·霍尔特和W·L·马丁于2005年12 月23日提交的标题为Multi-Compressor String With Multiple Variable Speed Fluid Drives(具有多变速流体驱动器的多压缩机串)的美国临时 申请第60/753,717号。美国临时申请第60/753,717号随后作为国际申 请PCT/US2006/043287于2006年11月8日被提交。

发明背景

【0003】本部分意欲介绍可能与本发明示例性实施例有关的各方面技 术。相信这种讨论有助于提供一种框架以帮助更好地理解本发明的具 体方面。因此，应当理解，本部分应该以此见解进行解读，而不必将 其作为对现有技术的认可。

【0004】本发明一般地涉及用于起动大型旋转设备的方法。更具体地， 本发明涉及用于设备串的压缩机起动转矩转换器(compressor starting torque converter)。对于启动大型发动机或涡轮以驱动一个压缩机或多 个压缩机，起动器是必需的。压缩机串在大规模的液化天然气(LNG) 制冷中可能是有用的。

【0005】串行组合(亦即“串(string)”)中的高速、高功率旋转设备 (如涡轮、电发动机和压缩机)的组合一般需要单独的起动器以启动 其运转，原因在于各种因素如大的转动惯量、寄生损耗、起步(break- away)转矩、空气阻力、压缩负载以及其它与旋转设备有关的阻力。 设施中的典型串可以具有连接到一个压缩机、多个压缩机、发电机的 燃气涡轮或发动机驱动器，或者基于负载的任何其它旋转机器。起动 器机构如低功率起动发动机也可以被连接到该串。图1显示具有燃气 涡轮3机械驱动器和压缩负载的典型串的例子，该典型串包括第一压 缩机4和第二压缩机5，其具有变频驱动器(VFD)1和起动器发动机 (S/M)2。VFD1是将稳定的交流电(AC)线路输入电压转化为直流 电(DC)并且将DC电压转换为用户定义的输出AC的电装置。VFD1 产生用户可选择的变频输出，由此提供S/M2的可变速度。结果，相 对于具有阻尼器条的同步发动机的直接起动(across-the-line start)，大 惯量负载通过有限受控的突入(in-rush)电流被起动，该突入电流接近 于连续运行工作的发动机的额定电流的6倍(取决于负载)。

【0006】图2示意性地图示说明具有变速液压离合器(HC)7的典型 直接启动式(across-the-line)起动器发动机(S/M)6。具有HC7的直 接启动式S/M6是用于起动大惯量负载的另一种机构。HC7作为机械 的VFD运行。直接启动式S/M6被起动而HC7被解开，因此没有负 载。一旦S/M6处于全速，则HC7被接合，其提供可变速度(0至全 速)和必要的转矩以使燃气涡轮3和其它连接的(一个或多个)负载 (如，第一压缩机4和第二压缩机5)达到全速。一旦燃气涡轮3达到 足以产生动力(power)的速度，HC7被解开并且S/M6从设施中电移 除。

【0007】可以在两种主要情况中的一种情况下完成串的起动。第一种 情况是减压起动，而第二种情况是加压起动。减压起动是在(一个或 多个)压缩机内的低设定(settle-out)压力下开始。对于减压起动，工 作气体被从(一个或多个)压缩机中除去。工作气体被置换，置换的 方法被称为气体补充(make-up)。气体补充可能需要额外的硬件设施 (阀、管路、变送器、闪光信号(flare)、气体回收以及有关的控制器) 并且耗费时间。由于减压起动中补充气体的过长的时间要求和额外的 设备成本，加压起动是一个有吸引力的选择。与减压起动相比，加压 起动在(一个或多个)压缩机内的高设定压力下开始。加压起动去除 了与减压起动的气体补充有关的必要硬件；然而，由于压缩机中的气 体所必需的较高的起动转矩导致较高的内部压缩机负载，加压起动需 要额外的起动力。