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EP3441621A1 - Turbocompressor with injection of liquefied process gas in the flow path - Google Patents

Turbocompressor with injection of liquefied process gas in the flow path Download PDF

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Publication number
EP3441621A1
EP3441621A1 EP17185707.1A EP17185707A EP3441621A1 EP 3441621 A1 EP3441621 A1 EP 3441621A1 EP 17185707 A EP17185707 A EP 17185707A EP 3441621 A1 EP3441621 A1 EP 3441621A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow path
cpa
process fluid
compressor
pfl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17185707.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Leonid Bleicher
Sven-Erik Brink
Uwe Martens
Dieter Nass
Attilla Yildiz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP17185707.1A priority Critical patent/EP3441621A1/en
Publication of EP3441621A1 publication Critical patent/EP3441621A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/70—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning
    • F04D29/701—Suction grids; Strainers; Dust separation; Cleaning especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/705—Adding liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D17/08—Centrifugal pumps
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    • F25J2235/60—Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure or for conveying of liquid process streams the fluid being (a mixture of) hydrocarbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25J2270/90—External refrigeration, e.g. conventional closed-loop mechanical refrigeration unit using Freon or NH3, unspecified external refrigeration

Definitions

  • the invention relates to a compressor arrangement with at least one turbocompressor for compressing a process fluid.
  • the invention relates to a method for liquefying a gaseous process fluid, in particular natural gas by means of a liquefaction plant of the type defined.
  • a process for the liquefaction of a gaseous process fluid is already known from WO 2016/020282 known.
  • the process of liquefaction is described there in outline, where it consists essentially of the fact that gaseous natural gas is sucked in, compressed, cooled and relaxed. After cooling and the subsequent expansion, using the Joule-Thomson effect, a fraction of liquid natural gas is produced, which is stored in a container.
  • the process is in the WO 2016/020282 shown simplified and will turn out in the actual implementation usually more complex, for example, have further compression steps and / or require additional intermediate cooling or heat exchangers.
  • suitable turbocompressors are particularly single-shaft radial turbocompressors with preferably vertical parting line. These machines are particularly suitable for the thermodynamic boundary conditions, in particular for the regularly required intake volumes and ultimate pressures, so that a long service life with high availability is to be expected.
  • a compressor is for example from the WO 2007/137959 known.
  • the natural gas liquefaction arise at the intended for storage of the liquefied gas Containers always gas vapors - the so-called boil-off gas.
  • Natural gas is stored, for example, at a temperature of about - 161 ° C, so that it comes under the influence of the ambient temperature to corresponding amounts of gas vapors.
  • these gases are not simply flared, but compressed and at least partially used as fuel for different consumers.
  • the compressors used for this purpose must have a very wide range of application in terms of the volume flow to be compressed, because the amount incurred depends strongly on the instantaneous operation of the liquefaction plant.
  • the compression of the gas vapors usually requires additional heat exchangers, so that the final temperature of the compression is not too high.
  • This partial flow can be taken, for example, from a recirculation.
  • the invention has the object to develop a turbo-compressor and a method of the input called type, so that disadvantages in terms of efficiency and be reduced in terms of investment costs for such a system.
  • the compressor assembly may include a main flow path of the process fluid along which a pressure increase is imposed on the process fluid, more preferably the compressor assembly may include a recirculation line having a first position of the main flow path at a higher pressure level with a second position of the main flow path having a lower pressure level forming a bypass flow path, the at least one turbocompressor having a housing, wherein rotatable flow guide elements of a rotor of the turbocompressor are arranged in the housing along an inner flow path delimited by static flow guide elements, the inner flow path comprising the rotatable flow guide elements and static flow guide elements for compressing the gaseous process fluid is formed.
  • the invention means injection directly into the flow path of the process fluid without separate acceleration or retardation of the process fluid for the purpose of admixing the liquid phase.
  • no separate process container is provided for this purpose according to the invention.
  • the injector is simply inserted into an existing plant without otherwise changing the plant, for example into a pipeline or as a module into an otherwise unaltered recycling stage.
  • the injection devices may in this case be formed as part of the scan200191nbegrenzungslust or the guide vanes.
  • the turbocompressor according to the invention has the advantage that, as a result of the injected mass flow, both the temperature of the process fluid can be reduced and the volumetric flow to be compressed can be increased as needed, so that the compressor can be operated closer to its optimal efficiency. Accordingly, in small boil-off gas streams, one often comes out with a smaller additional mass flow admixed, which can be fed in from the recirculation. Since the mixing of the injection mass flow with the otherwise to be compressed mass flow according to a variant of the invention in the turbocompressor or according to the second variant in the recirculation takes place, also eliminates the need to provide an additional process vessel for mixing the mass flows. Due to the cooling admixing liquid process gas to the process gas to be compressed directly into the turbocompressor or the bypass flow path also results in a better approximation of the process to an isothermal process, so that is expected to further efficiency advantages.
  • the turbocompressor has an intake flange as part of the inner flow path, wherein an injection device for supplying the liquid process fluid is provided in the intake flange.
  • the attribute "in the intake flange” designates the circumstance that the intake flange defines a partial section at the beginning of the internal flow path of the process fluid through the turbo-compressor and the injection device feeds the liquid process fluid into this defined region.
  • the inner flow path has at least one injection device along a direction of flow at at least one intermediate position between two sections with rotatable flow guide elements.
  • the process fluid is cooled directly after the lossy supply of technical work by means of the injected liquid process fluid and, for example, an approximately isothermal compression is made possible.
  • the intermediate positions are formed as return stages, so that, for example, in the section of a 180 ° deflection, the injection of the cooling, liquid process fluid can take place.
  • the housing of the at least one turbocompressor has a suction flange and an outlet flange, which belong to the static flow guide elements of the turbocompressor, wherein along a flow direction of the suction flange, the beginning of the inner flow path and the outlet flange, the end of the inner flow path for form the at least one turbocompressor.
  • the inner flow path it is expedient for the inner flow path to have a region without rotatable flow guide elements along at least one intermediate position between two sections with rotatable flow guide elements along a throughflow direction and to have at least one injection device there.
  • the at least one turbocompressor is designed as a radial compressor and the at least one intermediate position as a return stage.
  • the return stage comprises guide vanes.
  • These guide vanes may be particularly useful according to the invention have mouth openings of the injector as part of the vanes.
  • these orifices of the injection device may be arranged in the circumferential direction between the guide vanes. If the orifices are disposed on the vane itself, it may be particularly useful if they are on a pressure side of the vanes or on a suction side of the vanes or at a trailing edge of the airfoil the vanes are arranged.
  • the orifices of the injection device For the smallest possible, possibly unintentional influencing of the flow, it may be expedient to design the orifices of the injection device as flat jet nozzles. Furthermore, the smallest possible influence on the flow pattern can be achieved if, in addition to or as an alternative to the flat jet design, the orifices of the injection device are each provided in a depression or recess in the surface of the respective location of the orifice.
  • the orifices may be arranged according to another advantageous embodiment of the invention also on a boundary contour of an annular space of a return stage. Under a boundary contour here the surface of standing flow guide is considered.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that at a low point of the inner flow path, a collector and / or a drain for temporary storage and / or removal of separated liquid is / are provided.
  • the separated liquid may in particular be non-evaporated liquid process fluid from an injection device.
  • This embodiment essentially serves to prevent the further transport of liquid, in particular through rotating flow guide elements, so that damage to downstream components can be avoided.
  • the inventive method provides that the turbo compressor gaseous process fluid is supplied and a compression of the gaseous process fluid by means of the turbo compressor under injection from an inflow of liquid process fluid into a main flow path inside a housing of the turbocompressor.
  • piping, containers can be saved and such an efficient cooling of the process fluid during the compression process in the turbo compressor expediently increases the efficiency. Due to the saved flow paths, which would conventionally cover the process fluid through other cooling devices, the flow loss of the entire assembly also decreases.
  • An advantageous development of the method according to the invention provides that a temperature of the gaseous process fluid is measured before or after entry into the turbocompressor and a regulation of the amount of inflow of the liquid process fluid to be injected in dependence on the measured temperature.
  • the measurement of the temperature can take place both before and after the entry into the turbocompressor and both temperature measurements can be based on a corresponding control for controlling the inflow.
  • FIG. 1 schematically shows in simplified form a turbocompressor TCP according to the invention, together with a simplified representation of a system plan showing the interaction of the turbo compressor TCP with other modules in the context of the inventive method for liquefying a gaseous process fluid PFL, in particular of natural gas NGS.
  • the process fluid PFL flows through the assembly along a flow path GPT.
  • the turbocompressor TCP comprises a rotor ROT with rotating flow guide elements RFG, which extends along an axis X. Surrounding substantially the rotor ROT rotatable about the axis X, the turbo-compressor TCP comprises a housing CAS. Static flow guiding elements SFG are arranged in the housing, which together with the rotatable flow guiding elements RFG define a main flow path MPT of the flow path GPT. At the entrance of the turbocompressor TCP, the stationary flow guide elements SFG also comprise an intake flange SFL, the flow path having an intake passage SCH upstream of the intake flange SFL.
  • the process fluid PFL enters the turbocompressor TCP through the intake flange SFL along a flow direction FTD and is guided along the main flow path MPT alternately by static flow guide SFG and rotating flow guide RFG up to a collection space COL and then out by means of a discharge flange EFL on the turbo-compressor TCP.
  • the turbo compressor TCP is designed as a radial turbo compressor and accordingly has from axially to radially deflecting wheels IMP.
  • the rotating impellers IMP are followed in the direction of the flow direction FTD along the main flow path MPT by a return stage RFS, which is provided in each case between two impellers IMP.
  • the turbocompressor TCP is, for example, according to FIG. 1 integral part of a procedure.
  • Liquid process fluid PFL here liquid natural gas NGS
  • a container TNK Under the influence of the higher outside temperature, parts of this process fluid PFL evaporate and leave the container TNK as a so-called boil-off gas BOG.
  • This gaseous process fluid PFL is sucked in by the turbo-compressor TCO, the temperature of the inflow being determined by means of a first temperature measuring point TPF1, TPF. Behind the outlet flange EFL of the turbo-compressor TCP, the temperature is also measured by means of a second temperature measuring point TPF2, TPF.
  • the thus compressed process fluid PFL is fed to a cooler COL for supplying heat energy Q.
  • the cooled process fluid PFL then reaches an expansion tank EDR in which a liquid phase of the process fluid PFL precipitates as liquid process fluid PFL.
  • a part of the process fluid PFL flowing into the expansion tank EDR leaves the expansion tank EDR as the gaseous process fluid GPFL and is optionally subjected to further treatments.
  • the liquid process fluid PFL is conveyed by means of a pump PMP back into the container TNK.
  • the turbocompressor TCP has injection devices INJ which serve for the injection of liquid process fluid PFL.
  • the process fluid PFL is injected by means of the injectors INJ in the liquid phase directly into the flow path GPT without special further precautions, such as a separate mixing container or the like.
  • the injection device INJ consists of at least one nozzle NZL and at least one supply line CCH.
  • injectors are formed in the region of their confluence with the main flow path MPT of the turbo-compressor TCP as throttle or nozzle, so that there arises a pressure loss under relaxation of the process fluid PFL from the injection device.
  • the Joule-Thomson effect caused thereby provides cooling in the turbo-compressor TCP depending on the type of process fluid PFL.
  • the amount of the inflow COS of the process fluid PFL by means of the injector INJ is controlled in total by means of a control valve CVV, wherein a central control CTL controls the position of the control valve CVV in dependence on the temperature measurements at the temperature measuring points TPF1, TPF2, TPF.
  • the regulation of the position of the control valve CVV can also be based on only a single temperature measurement TPF, which take place before or after the compression of the process fluid PFL by means of the turbo-compressor TCP can.
  • TPF temperature measurement
  • measuring points for pressure P and mass flow F are provided, which can advantageously serve to support the control CTL.
  • FIG. 2 schematically shows a flow diagram of a compressor arrangement CPA according to the invention with two turbo-compressors TCP for carrying out the method according to the invention.
  • the two turbo compressors TCP are arranged and are driven by a drive M.
  • a turbo-compressor TCP is single-flow equipped with a mecanicsleitapparat IGV and the other turbo-compressor TCP is double-flow, in the embodiment, the process fluid PFL from a container, not shown TNK as boil-off gas BOG the mecanicsleitapprat IGV flowing through first the single-flow turbocompressor TCP along a flows through the inner flow path PTI and then flows through a first tide of the twin-turbocompressor TCP (left side) and then the second tide of the twin-turbocompressor TCP to then be subjected to further process steps APS in a manner not shown.
  • a recirculation line BYP with a surge limit control valve ASV is provided before the supply to the other process steps APS as Mauströmungspfad SPT to the main flow path through the turbo compressor TCP, in the case of opening the surge control valve ASV at least a portion of the process fluid PFL back to the inlet of the first single-flow turbocompressor TCP to lead.
  • a corresponding secondary flow path SPT can be provided as the recirculation line BYP for any main flow path for compressing the process fluid PFL.
  • the two turbocompressors TCP each have a housing CAS, which encloses an inner flow path PTI and / or defines it as an outer boundary.
  • the actual inner flow path PTI is defined by stationary flow guide elements SFG and rotating flow guide elements RFG.
  • the FIG. 2 shows an injection device according to the invention INJ both to the single-flow downstream turbo-compressor TCP and before the supply of the process fluid PFL to the downstream turbo-compressor TCP in the intake passage (SCH) injection molding arranged and / or in the suction flange SFL and in the region of the bypass flow path SPT and in the recirculation line BYP.
  • the injection device INJ is provided here in the recirculation line BYP behind the surge limit control valve ASV.
  • the inflow of liquid process fluid PFL is regulated by means of control valves CVV.
  • a pressure adjusting device BOS each so that the liquid process fluid PFL can be efficiently injected into the respective flow path with the required pressure.
  • the injector INJ before entering the inlet guide IGV of the single-flow downstream turbo-compressor TCP may be 7 bar
  • the pressure for the injectors INJ in the single-flow turbo-compressor TCP may be 70 bar. Comparable to the example of FIG. 1 is also in the FIG.
  • FIGS. 3, 4 . 5, 6 . 7 and 8 each show different configurations of injectors INJ that inject process fluid PFL into the inner flow path PTI.
  • the FIGS. 3 and 4 show here an injection device INJ, the orifices ORF in the region of pressure sides PRS of vanes VNS a return stage RST in the region of an intermediate position IPS between two adjacent rotating flow guide RFG have.
  • the guide vanes VNS each have a pressure side PRS and a suction side SCS, an inlet edge LDE and an outlet edge TRE.
  • the liquid process fluid PFL is supplied.
  • the liquid process fluid PFL by means of a mouth opening ORF, preferably arranged in a trough RZS in the surface of a boundary contour LCT of the annulus of the feedback stage RST are supplied.
  • the orifice ORF is formed as a flat jet nozzle FJO, so that only a slight change in the flow pattern takes place through the injection.
  • Such injection in the region of the boundary contour LCT can take place both between the guide vanes VNS in the flow channels delimited by the guide vanes VNS in the circumferential direction, as well as upstream or downstream.
  • an arrangement of such injectors can take place both on the radially outer boundary contour LCT and on the radially inner boundary contour LCT of the inner flow path PTI.
  • Another way to arrange the injector INJ on the vanes VNS is to provide the injection ports ORF at the trailing edge TRE of the vanes VNS, as in FIGS FIGS. 7 and 8 shown.
  • FIG. 9 shows a turbocompressor TCP of a compressor assembly according to the invention with a housing CAS in a cross section, showing a short section of the inner flow path PTI.
  • a collector CLL and a drain DRN are arranged for temporarily storing or discharging separated liquid.
  • the outflow DRN is advantageously connected to a location of lower pressure level, wherein preferably a flow control valve VCL produces this connection only when required.
  • This need can either be determined automatically, for example by means of a metrological detection of a sufficient amount of liquid in the collector CLL or a sight glass GGL can indicate to the operator the presence of an appropriate amount of liquid which then manually opens the drain control valve VCL, if necessary, so that the failed liquid can be sucked to a location of lower pressure level.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Turboverdichter (TCP) zur Verdichtung eines Prozessfluids (PFL), wobei der Turboverdichter (TCP) ein Gehäuse (CAS) aufweist, wobei in dem Gehäuse (CAS) rotierbare Strömungsleitelemente (RFG) eines Rotors (ROT) eines Turboverdichters (TCP) entlang einer durch statische Strömungsleitelemente (SFG) begrenzten Hauptströmungspfads (MPT) angeordnet sind, wobei der Hauptströmungspfad (MPT) umfassend die rotierbaren Strömungsleitelemente (RFG) und statischen Strömungsleitelemente (SFG) zur Verdichtung des gasförmigen Prozessfluids (PFL) ausgebildet ist. Zur Verringerung der Investitionskosten und Verbesserung des Wirkungsgrades wird vorgeschlagen, dass der Turboverdichter (TCP) an mindestens einer Position des Hauptströmungspfads (MPT) mindestens eine Einspritzvorrichtung (INJ) aufweist, die ausgebildet ist, das Prozessfluid (PFL) in flüssiger Phase in den Hauptströmungspfad (MPT) einzuspritzen. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verflüssigung von einem gasförmigen Prozessfluid (PFL), insbesondere von Erdgas (NGS) mittels einer Verflüssigungsanlage (LFP).The invention relates to a turbo compressor (TCP) for compressing a process fluid (PFL), wherein the turbo compressor (TCP) comprises a housing (CAS), wherein in the housing (CAS) rotatable flow guide elements (RFG) of a rotor (ROT) of a turbo compressor (TCP ) are arranged along a main flow path (MPT) defined by static flow guiding elements (SFG), the main flow path (MPT) comprising the rotatable flow guiding elements (RFG) and static flow guiding elements (SFG) being designed to compress the gaseous process fluid (PFL). In order to reduce the investment costs and improve the efficiency, it is proposed that the turbo-compressor (TCP) has at least one injection device (INJ) at at least one position of the main flow path (MPT), which is designed to move the process fluid (PFL) in liquid phase into the main flow path (PFL). MPT). In addition, the invention relates to a process for the liquefaction of a gaseous process fluid (PFL), in particular of natural gas (NGS) by means of a liquefaction plant (LFP).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdichteranordnung mit mindestens einem Turboverdichter zur Verdichtung eines Prozessfluids.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verflüssigung von einem gasförmigen Prozessfluid, insbesondere von Erdgas mittels einer Verflüssigungsanlage der eingangs definierten Art.The invention relates to a compressor arrangement with at least one turbocompressor for compressing a process fluid.
In addition, the invention relates to a method for liquefying a gaseous process fluid, in particular natural gas by means of a liquefaction plant of the type defined.

Ein Verfahren zur Verflüssigung von einem gasförmigen Prozessfluid ist bereits aus der WO 2016/020282 bekannt. Der Prozess der Verflüssigung wird dort in Grundzügen beschrieben, wobei er im Wesentlichen daraus besteht, dass gasförmiges Erdgas angesaugt, verdichtet, abgekühlt und entspannt wird. Nach der Abkühlung und der anschließenden Entspannung entsteht auch unter Ausnutzung des Joule-Thomson-Effekts eine Fraktion flüssigen Erdgases, das in einem Behälter gelagert wird. Der Prozess ist in der der WO 2016/020282 vereinfacht dargestellt und wird in der tatsächlichen Umsetzung in der Regel aufwändiger ausfallen, beispielsweise weitere Verdichtungsschritte aufweisen und/oder zusätzliche Zwischenkühlungen bzw. Wärmetauscher benötigen.A process for the liquefaction of a gaseous process fluid is already known from WO 2016/020282 known. The process of liquefaction is described there in outline, where it consists essentially of the fact that gaseous natural gas is sucked in, compressed, cooled and relaxed. After cooling and the subsequent expansion, using the Joule-Thomson effect, a fraction of liquid natural gas is produced, which is stored in a container. The process is in the WO 2016/020282 shown simplified and will turn out in the actual implementation usually more complex, for example, have further compression steps and / or require additional intermediate cooling or heat exchangers.

Für die Verdichtung im Rahmen der Gasverflüssigung geeignete Turboverdichter sind insbesondere einwellige Radialturboverdichter mit bevorzugt vertikaler Teilfuge. Diese Maschinen eignen sich für die thermodynamischen Randbedingungen, insbesondere für die regelmäßig erforderlichen Ansaugvolumina und Enddrücke, besonders gut, so dass eine lange Standzeit mit hoher Verfügbarkeit zu erwarten ist. Ein derartiger Verdichter ist beispielsweise aus der WO 2007/137959 bekannt.For the compression in the context of gas liquefaction suitable turbocompressors are particularly single-shaft radial turbocompressors with preferably vertical parting line. These machines are particularly suitable for the thermodynamic boundary conditions, in particular for the regularly required intake volumes and ultimate pressures, so that a long service life with high availability is to be expected. Such a compressor is for example from the WO 2007/137959 known.

Im Rahmen der Gasverflüssigung bzw. des häufigen Falls der Gasverflüssigung, insbesondere der Erdgasverflüssigung entstehen an dem zur Lagerung des verflüssigten Gases vorgesehenen Behältern stets Gasdämpfe - das sogenannte Boil-Off-Gas. Erdgas wird beispielsweise bei einer Temperatur von ca. - 161°C gelagert, so dass es unter dem Einfluss der Umgebungstemperatur zu entsprechenden Mengen an Gasdämpfen kommt. Bevorzugt werden diese Gase nicht einfach abgefackelt, sondern verdichtet und zumindest teilweise als Brennstoff für unterschiedliche Verbraucher genutzt. Die zu diesem Zweck verwendeten Verdichter müssen einen sehr breiten Einsatzbereich hinsichtlich des zu verdichtenden Volumenstroms aufweisen, weil die anfallende Menge stark von dem momentanen Betrieb der Verflüssigungsanlage abhängt. Bei der Verflüssigung fällt eine konstante - im Verhältnis zu den weiteren hier benannten Betriebsmodi mittlere Menge - an Boil-Off-Gas an. Bei der Be- und Entladung - beispielsweise von dem Behälter der Anlage auf ein Frachtschiff - fällt eine hohe Menge an Boil-Off-Gas an. Während des Stillstandes der Anlage ist die Menge an Boil-Off-Gas verhältnismäßig gering. Die entstehenden Gasdämpfe müssen jedenfalls verdichtet werden mittels des erfindungsgemäßen Turboverdichters, so dass in Folge der Breite des erforderlichen Betriebsbereichs von dem Turboverdichter bei herkömmlicher Ausführung zunächst kein guter Wirkungsgrad erwartet werden kann.As part of the gas liquefaction or the frequent case of gas liquefaction, in particular the natural gas liquefaction arise at the intended for storage of the liquefied gas Containers always gas vapors - the so-called boil-off gas. Natural gas is stored, for example, at a temperature of about - 161 ° C, so that it comes under the influence of the ambient temperature to corresponding amounts of gas vapors. Preferably, these gases are not simply flared, but compressed and at least partially used as fuel for different consumers. The compressors used for this purpose must have a very wide range of application in terms of the volume flow to be compressed, because the amount incurred depends strongly on the instantaneous operation of the liquefaction plant. During liquefaction, a constant amount of boil-off gas accumulates - in relation to the other operating modes mentioned here. When loading and unloading - for example, from the container of the system to a cargo ship - a large amount of Boil-off gas accumulates. During standstill of the system, the amount of boil-off gas is relatively low. The resulting gas vapors must be compressed in any case by means of the turbocompressor according to the invention, so that due to the width of the required operating range of the turbocompressor in conventional design initially no good efficiency can be expected.

Die Verdichtung der Gasdämpfe erfordert in der Regel darüber hinaus zusätzliche Wärmetauscher, damit die Endtemperatur der Verdichtung nicht zu hoch ist. In den Betriebszuständen der Anlage, bei denen nur ein verhältnismäßig geringer Strom an Gasdampf anfällt, kann es erforderlich sein, dass ein anderer Teilstrom zu dem zu verdichtenden Prozessfluid zugemischt werden muss, damit der Verdichter in der Lage ist, die Verdichtungsaufgabe für diesen geringen Volumenstrom überhaupt durchzuführen. Dieser Teilstrom kann zum Beispiel aus einer Rezirkulation entnommen werden.The compression of the gas vapors usually requires additional heat exchangers, so that the final temperature of the compression is not too high. In the operating conditions of the plant, in which only a relatively small stream of gas vapor is produced, it may be necessary for another partial stream to be added to the process fluid to be compressed in order for the compressor to be able to perform the compacting task for this low volume flow at all perform. This partial flow can be taken, for example, from a recirculation.

Ausgehend von den Problemen und Nachteilen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht, einen Turboverdichter und ein Verfahren der Eingangs genannt Art weiterzubilden, so dass Nachteile hinsichtlich des Wirkungsgrades und hinsichtlich der Investitionskosten für eine derartige Anlage reduziert werden.Based on the problems and disadvantages of the prior art, the invention has the object to develop a turbo-compressor and a method of the input called type, so that disadvantages in terms of efficiency and be reduced in terms of investment costs for such a system.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Turboverdichter mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs vorgeschlagen. Weiterhin wird ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den zusätzlichen Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 5 vorgeschlagen.To achieve the object, a turbocompressor with the characterizing features of the independent device claim is proposed. Furthermore, a method of the type mentioned above with the additional features of the characterizing part of claim 5 is proposed.

Besonders zweckmäßig kann die Verdichteranordnung einen Hauptströmungspfad des Prozessfluids aufweisen, entlang dessen dem Prozessfluid eine Druckerhöhung aufgeprägt wird, wobei besonders bevorzugt die Verdichteranordnung eine Rezirkulationsleitung aufweisen kann, die eine erste Position des Hauptströmungspfades mit einem höherem Druckniveau mit einer zweiten Position des Hauptströmungspfades mit einem niedrigerem Druckniveau einen Nebenströmungspfad bildend fluidleitend verbindet, wobei der mindestens eine Turboverdichter ein Gehäuse aufweist, wobei in dem Gehäuse rotierbare Strömungsleitelemente eines Rotors des Turboverdichters entlang eines durch statische Strömungsleitelemente begrenzten inneren Strömungspfads angeordnet sind, wobei der innere Strömungspfad umfassend die rotierbaren Strömungsleitelemente und statischen Strömungsleitelemente zur Verdichtung des gasförmigen Prozessfluids ausgebildet ist.More particularly, the compressor assembly may include a main flow path of the process fluid along which a pressure increase is imposed on the process fluid, more preferably the compressor assembly may include a recirculation line having a first position of the main flow path at a higher pressure level with a second position of the main flow path having a lower pressure level forming a bypass flow path, the at least one turbocompressor having a housing, wherein rotatable flow guide elements of a rotor of the turbocompressor are arranged in the housing along an inner flow path delimited by static flow guide elements, the inner flow path comprising the rotatable flow guide elements and static flow guide elements for compressing the gaseous process fluid is formed.

Unter der direkten Einspritzung versteht die Erfindung die Einspritzung direkt in den Strömungspfad des Prozessfluids ohne gesonderte Beschleunigung oder Verzögerung des Prozessfluids zum Zweck der Zumischung der flüssigen Phase. Insbesondere ist hierzu nach der Erfindung kein gesonderter Prozessbehälter vorgesehen. Beispielsweise wird die Einspritzvorrichtung einfach in eine bestehende Anlage eingefügt, ohne die Anlage ansonsten zu ändern, beispielsweise in eine Rohrleitung oder als Modul in eine ansonsten nicht geänderte Rückführstufe. Die Einspritzvorrichtungen können hierbei als Bestandteil der Rückführstufenbegrenzungswände oder der Leitschaufeln ausgebildet sein.By direct injection, the invention means injection directly into the flow path of the process fluid without separate acceleration or retardation of the process fluid for the purpose of admixing the liquid phase. In particular, no separate process container is provided for this purpose according to the invention. For example, the injector is simply inserted into an existing plant without otherwise changing the plant, for example into a pipeline or as a module into an otherwise unaltered recycling stage. The injection devices may in this case be formed as part of the Rückführstufenbegrenzungswände or the guide vanes.

Der erfindungsgemäße Turboverdichter hat gegenüber der herkömmlichen Ausführung den Vorteil, dass in Folge des eingespritzten Massenstroms sowohl die Temperatur des Prozessfluids herabgesetzt werden kann als auch der zu verdichtende Volumenstrom bedarfsgerecht erhöht werden kann, so dass der Verdichter näher an seinem Wirkungsgradoptimum betrieben werden kann. Dementsprechend kommt man häufig bei kleinen Boil-Off-Gas Strömen mit einem geringeren zusätzlich beigemischten Massenstrom aus, der aus der Rezirkulation zugespeist werden kann. Da die Vermischung des Einspritzmassenstroms mit dem ansonsten zu verdichtenden Massenstrom gemäß einer Variante der Erfindung in dem Turboverdichter oder gemäß der zweiten Variante in der Rezirkulationsleitung stattfindet, entfällt auch die Notwendigkeit, einen zusätzlichen Prozessbehälter zur Vermischung der Massenströme vorzusehen. Aufgrund der abkühlenden Zumischung flüssigen Prozessgases zu dem zu verdichtenden Prozessgas direkt in den Turboverdichter oder dem Nebenströmungspfad ergibt sich auch eine bessere Annährung des Prozesses an einen isothermen Prozess, so dass mit weiteren Wirkungsgradvorteilen zu rechnen ist.Compared with the conventional design, the turbocompressor according to the invention has the advantage that, as a result of the injected mass flow, both the temperature of the process fluid can be reduced and the volumetric flow to be compressed can be increased as needed, so that the compressor can be operated closer to its optimal efficiency. Accordingly, in small boil-off gas streams, one often comes out with a smaller additional mass flow admixed, which can be fed in from the recirculation. Since the mixing of the injection mass flow with the otherwise to be compressed mass flow according to a variant of the invention in the turbocompressor or according to the second variant in the recirculation takes place, also eliminates the need to provide an additional process vessel for mixing the mass flows. Due to the cooling admixing liquid process gas to the process gas to be compressed directly into the turbocompressor or the bypass flow path also results in a better approximation of the process to an isothermal process, so that is expected to further efficiency advantages.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Turboverdichter einen Ansaugflansch als Bestandteil des inneren Strömungspfades aufweist, wobei eine Einspritzvorrichtung zur Zufuhr des flüssigen Prozessfluids in dem Ansaugflansch vorgesehen ist. Hierbei bezeichnet das Attribut "in dem Ansaugflansch" den Umstand, dass der Ansaugflansch einen Teilabschnitt zu Beginn des inneren Strömungspfads des Prozessfluids durch den Turboverdichter definiert und die Einspritzvorrichtung das flüssige Prozessfluid in diesen definierten Bereich zuführt.An advantageous development of the invention provides that the turbocompressor has an intake flange as part of the inner flow path, wherein an injection device for supplying the liquid process fluid is provided in the intake flange. Here, the attribute "in the intake flange" designates the circumstance that the intake flange defines a partial section at the beginning of the internal flow path of the process fluid through the turbo-compressor and the injection device feeds the liquid process fluid into this defined region.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der innere Strömungspfad entlang einer Durchströmungsrichtung an mindestens einer Zwischenposition zwischen zwei Abschnitten mit rotierbaren Strömungsleitelementen mindestens eine Einspritzvorrichtung aufweist. Auf diese Weise wird direkt nach verlustbehafteter Zuführung technischer Arbeit das Prozessfluid mittels des eingespritzten flüssigen Prozessfluids abgekühlt und zum Beispiel eine angenähert isotherme Verdichtung ermöglicht.Another advantageous development of the invention provides that the inner flow path has at least one injection device along a direction of flow at at least one intermediate position between two sections with rotatable flow guide elements. In this way The process fluid is cooled directly after the lossy supply of technical work by means of the injected liquid process fluid and, for example, an approximately isothermal compression is made possible.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Turboverdichters als Radialverdichter werden die Zwischenpositionen als Rückführstufen ausgebildet, so dass beispielsweise in dem Abschnitt einer 180°-Umlenkung die Einspritzung des kühlenden, flüssigen Prozessfluids erfolgen kann.In an advantageous embodiment of the turbocompressor as a radial compressor, the intermediate positions are formed as return stages, so that, for example, in the section of a 180 ° deflection, the injection of the cooling, liquid process fluid can take place.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse des mindestens einen Turboverdichters einen Ansaugflansch und einen Austrittsflansch aufweist, die den statischen Strömungsleitelementen des Turboverdichters zugehören, wobei entlang einer Durchströmungsrichtung der Ansaugflansch den Beginn des inneren Strömungspfads und der Austrittsflansch das Ende des inneren Strömungspfads für den mindestens einen Turboverdichter bilden. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der innere Strömungspfad entlang einer Durchströmungsrichtung an mindestens einer Zwischenposition zwischen zwei Abschnitten mit rotierbaren Strömungsleitelementen einen Bereich ohne rotierbare Strömungsleitelemente aufweist und dort mindestens eine Einspritzvorrichtung aufweist. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn der mindestens eine Turboverdichter als ein Radialverdichter ausgebildet ist und die mindestens eine Zwischenposition als Rückführstufe. In dem Zusammenhang kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Rückführstufe Leitschaufeln aufweist. Diese Leitschaufeln können besonders zweckmäßig nach der Erfindung Mündungsöffnungen der Einspritzeinrichtung als Bestandteil der Leitschaufeln aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können diese Mündungsöffnungen der Einspritzvorrichtung in Umfangsrichtung zwischen den Leitschaufeln angeordnet sein. Wenn die Mündungsöffnungen an der Leitschaufel selbst angeordnet sind, kann es besonders zweckmäßig sein, wenn diese an einer Druckseite der Leitschaufeln oder an einer Saugseite der Leitschaufeln oder an einer Hinterkante des Schaufelprofils der Leitschaufeln angeordnet sind. Für eine möglichst geringfügige, ggf. ungewollte Beeinflussung der Strömung, kann es zweckmäßig sein, die Mündungsöffnungen der Einspritzvorrichtung als Flachstrahldüsen auszubilden. Weiterhin kann eine möglichst geringfügige Beeinflussung des Strömungsbildes dadurch erreicht werden, wenn zusätzlich oder alternativ zu der Flachstrahlausführung die Mündungsöffnungen der Einspritzvorrichtung jeweils in einer Mulde oder Ausnehmung in der Oberfläche des jeweiligen Anordnungsortes der Mündungsöffnung vorgesehen sind. Die Mündungsöffnungen können gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung auch an einer Begrenzungskontur eines Ringraums einer Rückführstufe angeordnet sein. Unter einer Begrenzungskontur wird hierbei die Oberfläche stehender Strömungsleitelemente aufgefasst. Insbesondere handelt es sich hierbei um die äußere Begrenzungskontur und die innere Begrenzungskontur (außen und innen bezogen auf den jeweilig größeren bzw. kleineren Abstand zu einer Rotationsachse der Turbomaschine) begrenzen hierbei den inneren Strömungspfad im Bereich einer Rückführstufe bzw. zwischen zwei rotierenden Strömungsleitelementen, die auch als Laufräder oder Impeller bezeichnet werden können.An advantageous development of the invention provides that the housing of the at least one turbocompressor has a suction flange and an outlet flange, which belong to the static flow guide elements of the turbocompressor, wherein along a flow direction of the suction flange, the beginning of the inner flow path and the outlet flange, the end of the inner flow path for form the at least one turbocompressor. In this case, it is expedient for the inner flow path to have a region without rotatable flow guide elements along at least one intermediate position between two sections with rotatable flow guide elements along a throughflow direction and to have at least one injection device there. It is particularly expedient here if the at least one turbocompressor is designed as a radial compressor and the at least one intermediate position as a return stage. In this context, it can be particularly advantageous if the return stage comprises guide vanes. These guide vanes may be particularly useful according to the invention have mouth openings of the injector as part of the vanes. Alternatively or additionally, these orifices of the injection device may be arranged in the circumferential direction between the guide vanes. If the orifices are disposed on the vane itself, it may be particularly useful if they are on a pressure side of the vanes or on a suction side of the vanes or at a trailing edge of the airfoil the vanes are arranged. For the smallest possible, possibly unintentional influencing of the flow, it may be expedient to design the orifices of the injection device as flat jet nozzles. Furthermore, the smallest possible influence on the flow pattern can be achieved if, in addition to or as an alternative to the flat jet design, the orifices of the injection device are each provided in a depression or recess in the surface of the respective location of the orifice. The orifices may be arranged according to another advantageous embodiment of the invention also on a boundary contour of an annular space of a return stage. Under a boundary contour here the surface of standing flow guide is considered. In particular, these are the outer boundary contour and the inner boundary contour (outside and inside relative to the respective larger or smaller distance to a rotational axis of the turbomachine) limit the inner flow path in the region of a return stage or between two rotating flow guide, which also can be referred to as impellers or impeller.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an einem Tiefpunkt des inneren Strömungspfades ein Sammler und/oder ein Abfluss zur Zwischenspeicherung und/oder Abfuhr von abgeschiedener Flüssigkeit vorgesehen sind/ist. Bei der abgeschiedenen Flüssigkeit kann es sich insbesondere um nicht verdampftes flüssiges Prozessfluid aus einer Einspritzvorrichtung handeln. Diese Ausführung dient im Wesentlichen dazu, den Weitertransport von Flüssigkeit, insbesondere durch rotierende Strömungsleitelemente hindurch, zu verhindern, so dass Beschädigungen an stromabwärtigen Komponenten vermieden werden können.A further advantageous embodiment of the invention provides that at a low point of the inner flow path, a collector and / or a drain for temporary storage and / or removal of separated liquid is / are provided. The separated liquid may in particular be non-evaporated liquid process fluid from an injection device. This embodiment essentially serves to prevent the further transport of liquid, in particular through rotating flow guide elements, so that damage to downstream components can be avoided.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass dem Turboverdichter gasförmiges Prozessfluid zugeleitet wird und eine Verdichtung des gasförmigen Prozessfluids mittels des Turboverdichters unter Einspritzung von einer Zuströmung flüssigen Prozessfluids in einen Hauptströmungspfad im Inneren eines Gehäuses des Turboverdichters erfolgt. Auf diese Weise können Rohrleitungen, Behälter eingespart werden und eine derartig effiziente Abkühlung des Prozessfluids während des Verdichtungsprozesses im Turboverdichter erhöht zweckmäßig den Wirkungsgrad. Aufgrund der eingesparten Strömungsstrecken, die herkömmlich das Prozessfluid durch andere Kühlvorrichtungen zurücklegen würde, sinkt auch der Strömungsverlust der gesamten Anordnung.The inventive method provides that the turbo compressor gaseous process fluid is supplied and a compression of the gaseous process fluid by means of the turbo compressor under injection from an inflow of liquid process fluid into a main flow path inside a housing of the turbocompressor. In this way, piping, containers can be saved and such an efficient cooling of the process fluid during the compression process in the turbo compressor expediently increases the efficiency. Due to the saved flow paths, which would conventionally cover the process fluid through other cooling devices, the flow loss of the entire assembly also decreases.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass eine Temperatur des gasförmigen Prozessfluids vor oder nach dem Eintritt in den Turboverdichter gemessen wird und eine Regelung der Menge des Zustroms des einzuspritzenden flüssigen Prozessfluids in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur erfolgt. Die Messung der Temperatur kann sowohl vor als auch nach dem Eintritt in den Turboverdichter erfolgen und beide Temperaturmesswerte können einer entsprechenden Regelung zur Steuerung des Zustroms zugrundegelegt werden.An advantageous development of the method according to the invention provides that a temperature of the gaseous process fluid is measured before or after entry into the turbocompressor and a regulation of the amount of inflow of the liquid process fluid to be injected in dependence on the measured temperature. The measurement of the temperature can take place both before and after the entry into the turbocompressor and both temperature measurements can be based on a corresponding control for controlling the inflow.

Im Folgenden ist ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen zur Verdeutlichung näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Turboverdichters zusammen mit einem Flussdiagramm, das das erfindungsgemäße Verfahren illustriert,
Figur 2
eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms für eine erfindungsgemäße Verdichteranordnung bzw. ein erfindungsgemäßes Verfahren,
Figur 3
zeigt einen Schnitt durch einen Turboverdichter einer Verdichteranordnung im Bereich einer Rückführstufe mit einer Eispritzvorrichtung im Bereich von Leitschaufeln im Querschnitt,
Figur 4
die Anordnung von Figur 3 in einem Längsschnitt,
Figur 5
ein Detail eines Turboverdichters einer erfindungsgemäßen Verdichteranordnung für ein erfindungsgemäßes Verfahren in einem Längsschnitt, bei dem eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung an einer Begrenzungskontur einer Rückführstufe vorgesehen ist,
Figur 6
eine axiale Sicht auf ein in der Figur 5 ausgewiesenes Detail,
Figur 7
ein Detail eines Turboverdichters einer erfindungsgemäßen Verdichteranordnung in einem Längsschnitt, bei dem eine Einspritzvorrichtung an der Hinterkante einer Leitschaufel in einer Rückführstufe vorgesehen ist,
Figur 8
die Anordnung der Figur 7 im Querschnitt, und
Figur 9
einen quergeschnittenen Turboverdichter einer erfindungsgemäßen Verdichteranordnung mit einem Sammler für flüssiges Prozessfluid.
In the following, a specific embodiment of the invention is described in more detail with reference to drawings for clarity. Show it:
FIG. 1
1 is a schematic representation of a turbocompressor according to the invention together with a flowchart illustrating the method according to the invention,
FIG. 2
1 is a schematic representation of a flowchart for a compressor arrangement according to the invention or a method according to the invention,
FIG. 3
shows a section through a turbocompressor of a compressor assembly in the region of Return stage with an ice spraying device in the region of guide vanes in cross section,
FIG. 4
the arrangement of FIG. 3 in a longitudinal section,
FIG. 5
a detail of a turbocompressor of a compressor arrangement according to the invention for a method according to the invention in a longitudinal section, in which an injection device according to the invention is provided on a limiting contour of a return stage,
FIG. 6
an axial view of one in the FIG. 5 proven detail,
FIG. 7
a detail of a turbocompressor of a compressor assembly according to the invention in a longitudinal section, in which an injection device is provided at the trailing edge of a guide vane in a return stage,
FIG. 8
the arrangement of FIG. 7 in cross-section, and
FIG. 9
a cross-cut turbocompressor of a compressor assembly according to the invention with a collector for liquid process fluid.

Figur 1 zeigt schematisch vereinfacht ausschnittsweise einen erfindungsgemäßen Turboverdichter TCP, zusammen mit einer vereinfachten Darstellung eines Systemplans, der das Zusammenwirken des Turboverdichters TCP mit anderen Modulen zeigt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verflüssigung eines gasförmigen Prozessfluids PFL, insbesondere von Erdgas NGS. Das Prozessfluids PFL durchströmt die Anordnung entlang eines Strömungspfads GPT. FIG. 1 schematically shows in simplified form a turbocompressor TCP according to the invention, together with a simplified representation of a system plan showing the interaction of the turbo compressor TCP with other modules in the context of the inventive method for liquefying a gaseous process fluid PFL, in particular of natural gas NGS. The process fluid PFL flows through the assembly along a flow path GPT.

Der Turboverdichter TCP umfasst einen Rotor ROT mit rotierenden Strömungsleitelementen RFG, der sich entlang einer Achse X erstreckt. Im Wesentlichen den um die Achse X drehbaren Rotor ROT umgebend, umfasst der Turboverdichter TCP ein Gehäuse CAS. In dem Gehäuse sind unter anderem statische Strömungsleitelemente SFG angeordnet, die gemeinsam mit den rotierbaren Strömungsleitelementen RFG einen Hauptströmungspfad MPT des Strömungspfads GPT definieren. Eingangs des Turboverdichters TCP umfassen die stehenden Strömungsleitelemente SFG auch einen Ansaugflansch SFL, wobei der Strömungspfad einen Ansaugkanal SCH stromaufwärts des Ansaugflanschs SFL aufweist. Das Prozessfluid PFL tritt in den Turboverdichter TCP durch den Ansaugflansch SFL entlang einer Strömungsrichtung FTD ein und wird entlang des Hauptströmungspfades MPT abwechselnd durch statische Strömungsleitelemente SFG und rotierende Strömungsleitelemente RFG geführt bis zu einem Sammelraum COL und anschließend mittels eines Austrittsflansches EFL auf dem Turboverdichter TCP heraus. Der Turboverdichter TCP ist als Radialturboverdichter ausgebildet und weist dementsprechend von axial nach radial umlenkende Laufräder IMP auf. An die rotierenden Laufräder IMP schließt sich jeweils in Richtung der Strömungsrichtung FTD entlang des Hauptströmungspfades MPT eine Rückführstufe RFS an, die jeweils zwischen zwei Laufrädern IMP vorgesehen ist. Hinter dem letzten Laufrad IMP ist - statt einer Rückführstufe RFS - ein Sammler CLL angeordnet, bevor das Prozessfluid PFL den Turboverdichter TCP durch den Austrittsflansch EFL verlässt. In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verflüssigung von gasförmigem Prozessfluid PFL ist der erfindungsgemäße Turboverdichter TCP beispielsweise gemäß Figur 1 in einem Verfahren integraler Bestandteil. In einem Behälter TNK wird flüssiges Prozessfluid PFL, hier flüssiges Erdgas NGS gelagert. Unter dem Einfluss der höheren Außentemperatur verdampfen Teile dieses Prozessfluids PFL und verlassen den Behälter TNK als sogenanntes Boil-Off-Gas BOG. Dieses gasförmige Prozessfluid PFL wird von dem Turboverdichter TCO angesaugt, wobei mittels einer ersten Temperaturmessstelle TPF1, TPF die Temperatur der Zuströmung festgestellt wird. Hinter dem Austrittsflansch EFL des Turboverdichters TCP wird die Temperatur mittels einer zweiten Temperaturmessstelle TPF2, TPF ebenfalls gemessen. Das derart verdichtete Prozessfluid PFL wird einem Kühler COL zur Anfuhr von Wärmeenergie Q zugeführt. Das abgekühlte Prozessfluid PFL erreicht anschließend einen Expansionsbehälter EDR, in dem eine flüssige Phase des Prozessfluids PFL als flüssiges Prozessfluid PFL ausfällt. Ein Teil des in dem Expansionsbehälter EDR einströmenden Prozessfluids PFL verlässt den Expansionsbehälter EDR als gasförmiges Prozessfluid GPFL und wird optional weiteren Behandlungen unterzogen. Das flüssige Prozessfluid PFL wird mittels einer Pumpe PMP zurück in den Behälter TNK befördert. Im Bereich der Einströmung bzw. des Ansaugflansches SFL und im Bereich von Zwischenpositionen IPS zwischen den einzelnen Laufrädern IMP bzw. zwischen den einzelnen rotierenden Strömungsleitelementen RFG weist der Turboverdichter TCP Einspritzvorrichtungen INJ auf, die der Einspritzung von flüssigem Prozessfluid PFL dienen. Das Prozessfluid PFL wird mittels der Einspritzvorrichtungen INJ in flüssiger Phase direkt in den Strömungspfad GPT eingespritzt ohne besondere weitere Vorkehrung, wie einen gesonderten Mischbehälter oder ähnliches.The turbocompressor TCP comprises a rotor ROT with rotating flow guide elements RFG, which extends along an axis X. Surrounding substantially the rotor ROT rotatable about the axis X, the turbo-compressor TCP comprises a housing CAS. Static flow guiding elements SFG are arranged in the housing, which together with the rotatable flow guiding elements RFG define a main flow path MPT of the flow path GPT. At the entrance of the turbocompressor TCP, the stationary flow guide elements SFG also comprise an intake flange SFL, the flow path having an intake passage SCH upstream of the intake flange SFL. The process fluid PFL enters the turbocompressor TCP through the intake flange SFL along a flow direction FTD and is guided along the main flow path MPT alternately by static flow guide SFG and rotating flow guide RFG up to a collection space COL and then out by means of a discharge flange EFL on the turbo-compressor TCP. The turbo compressor TCP is designed as a radial turbo compressor and accordingly has from axially to radially deflecting wheels IMP. The rotating impellers IMP are followed in the direction of the flow direction FTD along the main flow path MPT by a return stage RFS, which is provided in each case between two impellers IMP. Behind the last impeller IMP - instead of a return stage RFS - a collector CLL is arranged before the process fluid PFL leaves the turbo-compressor TCP through the outlet flange EFL. In a method according to the invention for the liquefaction of gaseous process fluid PFL, the turbocompressor TCP according to the invention is, for example, according to FIG FIG. 1 integral part of a procedure. Liquid process fluid PFL, here liquid natural gas NGS, is stored in a container TNK. Under the influence of the higher outside temperature, parts of this process fluid PFL evaporate and leave the container TNK as a so-called boil-off gas BOG. This gaseous process fluid PFL is sucked in by the turbo-compressor TCO, the temperature of the inflow being determined by means of a first temperature measuring point TPF1, TPF. Behind the outlet flange EFL of the turbo-compressor TCP, the temperature is also measured by means of a second temperature measuring point TPF2, TPF. The thus compressed process fluid PFL is fed to a cooler COL for supplying heat energy Q. The cooled process fluid PFL then reaches an expansion tank EDR in which a liquid phase of the process fluid PFL precipitates as liquid process fluid PFL. A part of the process fluid PFL flowing into the expansion tank EDR leaves the expansion tank EDR as the gaseous process fluid GPFL and is optionally subjected to further treatments. The liquid process fluid PFL is conveyed by means of a pump PMP back into the container TNK. In the region of the inflow or of the intake flange SFL and in the region of intermediate positions IPS between the individual impellers IMP or between the individual rotating flow guide elements RFG, the turbocompressor TCP has injection devices INJ which serve for the injection of liquid process fluid PFL. The process fluid PFL is injected by means of the injectors INJ in the liquid phase directly into the flow path GPT without special further precautions, such as a separate mixing container or the like.

Hierzu besteht die Einspritzvorrichtung INJ aus mindestens einer Düse NZL und mindestens einer Zuleitung CCH.For this purpose, the injection device INJ consists of at least one nozzle NZL and at least one supply line CCH.

Diese Einspritzvorrichtungen sind im Bereich ihrer Einmündung in den Hauptströmungspfad MPT des Turboverdichters TCP als Drossel bzw. Düse ausgebildet, so dass dort ein Druckverlust unter Entspannung des Prozessfluids PFL aus der Einspritzvorrichtung entsteht. Der damit verursachte Joule-Thomson-Effekt sorgt für eine von der Art des Prozessfluids PFL abhängige Abkühlung in dem Turboverdichter TCP. Die Menge der Zuströmung COS des Prozessfluids PFL mittels der Einspritzvorrichtung INJ wird insgesamt mittels eines Regelungsventils CVV gesteuert, wobei eine zentrale Regelung CTL die Stellung des Regelungsventils CVV in Abhängigkeit von den Temperaturmessungen an den Temperaturmessstellen TPF1, TPF2, TPF steuert. Alternativ kann die Regelung der Stellung des Regelungsventils CVV auch auf Basis nur einer einzigen Temperaturmessung TPF erfolgen, die vor oder nach der Verdichtung des Prozessfluids PFL mittels des Turboverdichters TCP stattfinden kann. In dem Beispiel der Figur 2 sind außerdem noch Messstellen für Druck P und Massenstrom F vorgesehen, die vorteilhaft einer Unterstützung der Regelung CTL dienen können.These injectors are formed in the region of their confluence with the main flow path MPT of the turbo-compressor TCP as throttle or nozzle, so that there arises a pressure loss under relaxation of the process fluid PFL from the injection device. The Joule-Thomson effect caused thereby provides cooling in the turbo-compressor TCP depending on the type of process fluid PFL. The amount of the inflow COS of the process fluid PFL by means of the injector INJ is controlled in total by means of a control valve CVV, wherein a central control CTL controls the position of the control valve CVV in dependence on the temperature measurements at the temperature measuring points TPF1, TPF2, TPF. Alternatively, the regulation of the position of the control valve CVV can also be based on only a single temperature measurement TPF, which take place before or after the compression of the process fluid PFL by means of the turbo-compressor TCP can. In the example of FIG. 2 In addition, measuring points for pressure P and mass flow F are provided, which can advantageously serve to support the control CTL.

Die Darstellung der Figur 2 zeigt schematisch ein Flussdiagramm einer erfindungsgemäßen Verdichteranordnung CPA mit zwei Turboverdichtern TCP zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Entlang eines Wellenstrangs sind die beiden Turboverdichter TCP angeordnet und werden von einem Antrieb M angetrieben. Ein Turboverdichter TCP ist einflutig mit einem Eintrittsleitapparat IGV ausgerüstet und der andere Turboverdichter TCP ist zweiflutig ausgebildet, wobei in dem Ausführungsbeispiel das Prozessfluid PFL aus einem nicht dargestellten Behälter TNK als Boil-Off-Gas BOG den Eintrittsleitapprat IGV durchströmend zunächst den einflutigen Turboverdichter TCP entlang eines inneren Strömungspfades PTI durchströmt und anschließend eine erste Flut des zweiflutigen Turboverdichters TCP (linke Seite) und anschließend die zweite Flut des zweiflutigen Turboverdichters TCP durchströmt, um anschließend weiteren Prozessschritten APS in nicht dargestellter Weise unterzogen zu werden. Eine Rezirkulationsleitung BYP mit einem Pumpgrenzregelventil ASV ist vor der Zuführung zu den anderen Prozessschritten APS als Nebenströmungspfad SPT zu dem Hauptströmungspfad durch die Turboverdichter TCP vorgesehen, um im Falle der Öffnung des Pumpgrenzregelventils ASV zumindest einen Teil des Prozessfluids PFL zurück zum Einlass des ersten einflutigen Turboverdichters TCP zu leiten. Grundsätzlich kann zu einem beliebigen Hauptströmungspfad zur Verdichtung des Prozessfluids PFL ein entsprechender Nebenströmungspfad SPT als Rezirkulationsleitung BYP vorgesehen werden. Die beiden Turboverdichter TCP weisen jeweils ein Gehäuse CAS auf, das einen inneren Strömungspfad PTI umschließt und bzw. als äußere Grenze definiert. Der eigentliche innere Strömungspfad PTI ist durch stehende Strömungsleitelemente SFG definiert und rotierende Strömungsleitelemente RFG. Die Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung INJ sowohl zu dem einflutigen stromabwärtigen Turboverdichter TCP als auch vor der Zuführung des Prozessfluids PFL zu dem stromabwärtigen Turboverdichter TCP in dem Ansaugkanal (SCH) einspritzend angeordnet und/oder in dem Ansaugflansch SFL als auch im Bereich des Nebenströmungspfads SPT bzw. in der Rezirkulationsleitung BYP. Vorteilhaft ist hier die Einspritzvorrichtung INJ in der Rezirkulationsleitung BYP hinter dem Pumpgrenzregelventil ASV vorgesehen. Die Zuströmung von flüssigen Prozessfluid PFL ist mittels Regelventilen CVV geregelt. Weiterhin ist stromabwärts der Einspritzvorrichtungen INJ in den Leitungen für das flüssige Prozessfluid jeweils eine Vorrichtung BOS zur Anpassung des Drucks vorgesehen, damit das flüssige Prozessfluid PFL auch in den jeweiligen Strömungspfad effizient eingespritzt werden kann mit dem erforderlichen Druck. Die Einspritzvorrichtung INJ vor dem Eintritt in den Eintrittsleitapparat IGV des einflutigen stromabwärtigen Turboverdichters TCP kann beispielsweise 7bar betragen und der Druck für die Einspritzvorrichtungen INJ in dem einflutigen Turboverdicher TCP kann 70bar betragen. Vergleichbar mit dem Beispiel der Figur 1 ist auch in der Figur 2 gezeigt, dass die Menge der Zuströmung COS des Prozessfluids PFL mittels der Einspritzvorrichtung INJ insgesamt mittels eines Regelungsventils CVV gesteuert, wobei eine zentrale Regelung CTL die Stellung der Regelungsventile CVV in Abhängigkeit von den Temperaturmessungen an den Temperaturmessstellen TPF1, TPF2, TPF steuert.The presentation of the FIG. 2 schematically shows a flow diagram of a compressor arrangement CPA according to the invention with two turbo-compressors TCP for carrying out the method according to the invention. Along a shaft train, the two turbo compressors TCP are arranged and are driven by a drive M. A turbo-compressor TCP is single-flow equipped with a Eintrittsleitapparat IGV and the other turbo-compressor TCP is double-flow, in the embodiment, the process fluid PFL from a container, not shown TNK as boil-off gas BOG the Eintrittsleitapprat IGV flowing through first the single-flow turbocompressor TCP along a flows through the inner flow path PTI and then flows through a first tide of the twin-turbocompressor TCP (left side) and then the second tide of the twin-turbocompressor TCP to then be subjected to further process steps APS in a manner not shown. A recirculation line BYP with a surge limit control valve ASV is provided before the supply to the other process steps APS as Nebenströmungspfad SPT to the main flow path through the turbo compressor TCP, in the case of opening the surge control valve ASV at least a portion of the process fluid PFL back to the inlet of the first single-flow turbocompressor TCP to lead. In principle, a corresponding secondary flow path SPT can be provided as the recirculation line BYP for any main flow path for compressing the process fluid PFL. The two turbocompressors TCP each have a housing CAS, which encloses an inner flow path PTI and / or defines it as an outer boundary. The actual inner flow path PTI is defined by stationary flow guide elements SFG and rotating flow guide elements RFG. The FIG. 2 shows an injection device according to the invention INJ both to the single-flow downstream turbo-compressor TCP and before the supply of the process fluid PFL to the downstream turbo-compressor TCP in the intake passage (SCH) injection molding arranged and / or in the suction flange SFL and in the region of the bypass flow path SPT and in the recirculation line BYP. Advantageously, the injection device INJ is provided here in the recirculation line BYP behind the surge limit control valve ASV. The inflow of liquid process fluid PFL is regulated by means of control valves CVV. Further, downstream of the injectors INJ in the liquid process fluid lines, there is provided a pressure adjusting device BOS each so that the liquid process fluid PFL can be efficiently injected into the respective flow path with the required pressure. For example, the injector INJ before entering the inlet guide IGV of the single-flow downstream turbo-compressor TCP may be 7 bar, and the pressure for the injectors INJ in the single-flow turbo-compressor TCP may be 70 bar. Comparable to the example of FIG. 1 is also in the FIG. 2 that the amount of the inflow COS of the process fluid PFL is controlled by means of the injector INJ as a whole by means of a control valve CVV, wherein a central control CTL controls the position of the control valves CVV in dependence on the temperature measurements at the temperature measuring points TPF1, TPF2, TPF.

Die Figuren 3, 4, 5, 6, 7 und 8 zeigen jeweils unterschiedliche Ausbildungen von Einspritzvorrichtungen INJ, die Prozessfluid PFL in den inneren Strömungspfad PTI einspritzen. Die Figuren 3 und 4 zeigen hierbei eine Einspritzvorrichtung INJ, die Mündungsöffnungen ORF im Bereich von Druckseiten PRS von Leitschaufeln VNS einer Rückführstufe RST im Bereich einer Zwischenposition IPS zwischen zwei benachbarten rotierenden Strömungsleitelementen RFG aufweisen. Die Leitschaufeln VNS verfügen hierbei jeweils über eine Druckseite PRS und eine Saugseite SCS, eine Eintrittskante LDE und eine Austrittskante TRE. In der Figur 4 ist gezeigt, wie mittels eines Zuführkanals SCH, der sich in Umfangsrichtung um die Drehachse X erstreckt den einzelnen Leitschaufeln VNS mittels eines individuellen Kanals ICH, der sich in axialer Richtung entlang der Achse X erstreckt, das flüssige Prozessfluid PFL zugeführt wird. Zusätzlich oder alternativ kann, wie in Figur 6 dargestellt, das flüssige Prozessfluid PFL mittels einer Mündungsöffnung ORF, bevorzugt angeordnet in einer Mulde RZS in der Oberfläche einer Begrenzungskontur LCT des Ringraums der Rückführstufe RST zugeführt werden. Besonders bevorzugt ist die Mündungsöffnung ORF als eine Flachstrahldüse FJO ausgebildet, so dass eine nur geringfügige Veränderung des Strömungsbildes durch die Einspritzung erfolgt. Eine derartige Einspritzung im Bereich der Begrenzungskontur LCT kann sowohl zwischen den Leitschaufeln VNS in den durch die Leitschaufeln VNS in Umfangsrichtung begrenzten Strömungskanälen erfolgen, als auch stromaufwärts oder stromabwärts. Gleichfalls kann eine Anordnung derartiger Einspritzvorrichtungen sowohl an der radial äußeren Begrenzungskontur LCT als auch an der radial inneren Begrenzungskontur LCT des inneren Strömungspfades PTI stattfinden.The FIGS. 3, 4 . 5, 6 . 7 and 8 each show different configurations of injectors INJ that inject process fluid PFL into the inner flow path PTI. The FIGS. 3 and 4 show here an injection device INJ, the orifices ORF in the region of pressure sides PRS of vanes VNS a return stage RST in the region of an intermediate position IPS between two adjacent rotating flow guide RFG have. In this case, the guide vanes VNS each have a pressure side PRS and a suction side SCS, an inlet edge LDE and an outlet edge TRE. In the FIG. 4 is shown as by means of a feed channel SCH, which extends in the circumferential direction about the axis of rotation X extends the individual vanes VNS by means of an individual channel ICH, which extends in the axial direction along the axis X, the liquid process fluid PFL is supplied. Additionally or alternatively, as in FIG. 6 illustrated, the liquid process fluid PFL by means of a mouth opening ORF, preferably arranged in a trough RZS in the surface of a boundary contour LCT of the annulus of the feedback stage RST are supplied. Particularly preferably, the orifice ORF is formed as a flat jet nozzle FJO, so that only a slight change in the flow pattern takes place through the injection. Such injection in the region of the boundary contour LCT can take place both between the guide vanes VNS in the flow channels delimited by the guide vanes VNS in the circumferential direction, as well as upstream or downstream. Likewise, an arrangement of such injectors can take place both on the radially outer boundary contour LCT and on the radially inner boundary contour LCT of the inner flow path PTI.

Eine andere Möglichkeit die Einspritzvorrichtung INJ an den Leitschaufeln VNS anzuordnen liegt darin, die Einspritzöffnungen ORF an der Hinterkante TRE der Leitschaufeln VNS vorzusehen, wie in den Figuren 7 und 8 dargestellt.Another way to arrange the injector INJ on the vanes VNS is to provide the injection ports ORF at the trailing edge TRE of the vanes VNS, as in FIGS FIGS. 7 and 8 shown.

Figur 9 zeigt einen Turboverdichter TCP einer erfindungsgemäßen Verdichteranordnung mit einem Gehäuse CAS in einem Querschnitt unter Darstellung eines kurzen Ausschnittes des inneren Strömungspfades PTI. An einem Tiefpunkt LWP des inneren Strömungspfades PTI ist ein Sammler CLL und ein Abfluss DRN angeordnet zur Zwischenspeicherung bzw. zur Abfuhr abgeschiedener Flüssigkeit. Der Abfluss DRN ist vorteilhaft mit einem Ort niedrigeren Druckniveaus verbunden, wobei bevorzugt ein Abflussregelventil VCL diese Verbindung nur bei Bedarf herstell. Dieser Bedarf kann entweder automatisch festgestellt werden, beispielsweise mittels einer messtechnischen Detektion einer hinreichenden Menge an Flüssigkeit in dem Sammler CLL oder ein Schauglas GGL kann dem Bedienpersonal das Vorliegen einer entsprechenden Flüssigkeitsmenge anzuzeigen, die das Abflussregelventil VCL bei Bedarf dann manuell öffnen, so dass die ausgefallene Flüssigkeit an einen Ort mit niedrigerem Druckniveau abgesaugt werden kann. FIG. 9 shows a turbocompressor TCP of a compressor assembly according to the invention with a housing CAS in a cross section, showing a short section of the inner flow path PTI. At a low point LWP of the inner flow path PTI, a collector CLL and a drain DRN are arranged for temporarily storing or discharging separated liquid. The outflow DRN is advantageously connected to a location of lower pressure level, wherein preferably a flow control valve VCL produces this connection only when required. This need can either be determined automatically, for example by means of a metrological detection of a sufficient amount of liquid in the collector CLL or a sight glass GGL can indicate to the operator the presence of an appropriate amount of liquid which then manually opens the drain control valve VCL, if necessary, so that the failed liquid can be sucked to a location of lower pressure level.

Claims (17)

Verdichteranordnung (CPA) mit mindestens einem Turboverdichter (TCP) zur Verdichtung eines Prozessfluids (PFL), wobei die Verdichteranordnung (CPA) einen Strömungspfad (GPT) des Prozessfluids (PFL) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Strömungspfad (GPT) mindestens eine Einspritzvorrichtung (INJ) aufweist, die ausgebildet ist, das Prozessfluid (PFL) in flüssiger Phase direkt in den Strömungspfad (GPT) einzuspritzen.Compressor arrangement (CPA) with at least one turbo-compressor (TCP) for compressing a process fluid (PFL), wherein the compressor arrangement (CPA) has a flow path (GPT) of the process fluid (PFL),
characterized in that
the flow path (GPT) comprises at least one injection device (INJ), which is designed to inject the process fluid (PFL) in liquid phase directly into the flow path (GPT). Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 1,
wobei die Einspritzvorrichtung (INJ) aus mindestens einer Düse (NZL) und mindestens einer Zuleitung (CCH) besteht.Compressor arrangement (CPA) according to claim 1,
wherein the injection device (INJ) consists of at least one nozzle (NZL) and at least one supply line (CCH). Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der Strömungspfad (GPT) einen Hauptströmungspfad (MPT) entlang dessen dem Prozessfluid (PFL) eine Druckerhöhung aufgeprägt wird, aufweist, der einen inneren Strömungspfad (PTI) aufweist,
wobei der mindestens eine Turboverdichter (TCP) ein Gehäuse (CAS) aufweist,
wobei in dem Gehäuse (CAS) rotierbare Strömungsleitelemente (RFG) eines Rotors (ROT) des Turboverdichters (TCP) entlang des durch statische Strömungsleitelemente (SFG) begrenzten inneren Strömungspfads (PTI) angeordnet sind, wobei der innere Strömungspfad (PTI) umfassend die rotierbaren Strömungsleitelemente (RFG) und statischen Strömungsleitelemente (SFG) zur Verdichtung des gasförmigen Prozessfluids (PFL) ausgebildet ist.Compressor arrangement (CPA) according to claim 1 or 2,
wherein the flow path (GPT) has a main flow path (MPT) along which a pressure increase is imposed on the process fluid (PFL), which has an internal flow path (PTI),
wherein the at least one turbocompressor (TCP) has a housing (CAS),
wherein rotatable flow guiding elements (RFG) of a rotor (ROT) of the turbocompressor (TCP) are arranged in the housing (CAS) along the inner flow path (PTI) delimited by static flow guiding elements (SFG), the inner flow path (PTI) comprising the rotatable flow guiding elements (RFG) and static flow guide elements (SFG) for the compression of the gaseous process fluid (PFL) is formed. Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 3,
wobei die mindestens eine Einspritzvorrichtung (INJ) in dem inneren Strömungspfad (PTI) einspritzend angeordnet ist.Compressor arrangement (CPA) according to claim 3,
wherein the at least one injection device (INJ) is injection-molded in the inner flow path (PTI). Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
wobei die Verdichteranordnung (CPA) eine Rezirkulationsleitung (BYP) aufweist, die eine erste Position des Hauptströmungspfades (MPT) mit einem höherem Druckniveau mit einer zweiten Position des Hauptströmungspfades (MPT) mit einem niedrigerem Druckniveau einen Nebenströmungspfad (SPT) bildend fluidleitend verbindet, wobei die mindestens eine Einspritzvorrichtung (INJ) in dem Nebenströmungspfad (SPT) einspritzend angeordnet ist.Compressor arrangement (CPA) according to claim 1, 2, 3 or 4,
the compressor assembly (CPA) having a recirculation line (BYP) fluidly connecting a first position of the main flow path (MPT) to a higher pressure level to a second position of the main flow path (MPT) having a lower pressure level forming a tributary flow path (SPT) at least one injector (INJ) is injectively arranged in the bypass flow path (SPT). Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 4,
wobei das Gehäuse (CAS) des mindestens einen Turboverdichters (TCP) einen Ansaugflansch (SFL) und einen Austrittsflansch (EFL) aufweist, die den statischen Strömungsleitelementen (SFG) des Turboverdichters (TCP) zugehören, wobei entlang einer Durchströmungsrichtung (FTD) der Ansaugflansch (SFL) den Beginn des inneren Strömungspfads (PTI) und der Austrittsflansch (EFL) das Ende des inneren Strömungspfads (PTI) für den mindestens einen Turboverdichter (TCP) bilden, wobei die mindestens eine Einspritzvorrichtung (INJ) zwischen dem Ansaugflansch (SFL) und dem Austrittsflansch (EFG) einspritzend angeordnet ist.Compressor arrangement (CPA) according to claim 4,
wherein the housing (CAS) of the at least one turbocompressor (TCP) has a suction flange (SFL) and an outlet flange (EFL) which belong to the static flow guide elements (SFG) of the turbocompressor (TCP), wherein along a throughflow direction (FTD) of the suction flange ( SFL) the beginning of the inner flow path (PTI) and the outlet flange (EFL) form the end of the inner flow path (PTI) for the at least one turbocompressor (TCP), wherein the at least one injection device (INJ) between the suction flange (SFL) and the Outlet flange (EFG) is arranged injectively. Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der innere Strömungspfad (PTI) entlang einer Durchströmungsrichtung (FTD) an mindestens einer Zwischenposition (IPS) zwischen zwei Abschnitten mit rotierbaren Strömungsleitelementen (RFG) einen Bereich ohne rotierbare Strömungsleitelemente (RFG) aufweist und dort mindestens eine Einspritzvorrichtung (INJ) aufweist.Compressor arrangement (CPA) according to claim 1 or 2,
wherein the inner flow path (PTI) along a throughflow direction (FTD) at at least one intermediate position (IPS) between two sections with rotatable flow guide elements (RFG) has a region without rotatable flow guide elements (RFG) and at least one injection device (INJ) there. Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 3,
wobei der mindestens eine Turboverdichter (TCP) als ein Radialverdichter (RCP) ausgebildet ist und die mindestens eine Zwischenposition (IPS) als Rückführstufe (RST) ausgebildet ist.Compressor arrangement (CPA) according to claim 3,
wherein the at least one turbo-compressor (TCP) is designed as a radial compressor (RCP) and the at least one intermediate position (IPS) is designed as a return stage (RST). Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 4,
wobei die Rückführstufe (RST) Leitschaufeln (VNS) aufweist, und Mündungsöffnungen (ORF) der Einspritzvorrichtung (INJ) als Bestandteil der Leitschaufeln (VNS) ausgebildet sind oder die Mündungsöffnungen (ORF) der Einspritzvorrichtung (INJ) in Umfangsrichtung zwischen den Leitschaufeln (VNS) angeordnet sind.Compressor arrangement (CPA) according to claim 4,
wherein the return stage (RST) comprises vanes (VNS), and the orifices (ORF) of the injector (INJ) are formed as part of the vanes (VNS) or the orifices (ORF) of the injector (INJ) are circumferentially formed between the vanes (VNS) are arranged. Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 5,
wobei die Mündungsöffnungen (ORF) an einer Druckseite (PRS) der Leitschaufeln (VNS)und/oder einer Saugseite (SCS) der Leitschaufeln (VNS)und/oder an einer Hinterkante (TRE) des Schaufelprofils (VNP) der Leitschaufeln (VNS) angeordnet sind.Compressor arrangement (CPA) according to claim 5,
wherein the orifices (ORF) on a pressure side (PRS) of the guide vanes (VNS) and / or a suction side (SCS) of the guide vanes (VNS) and / or arranged at a trailing edge (TRE) of the blade profile (VNP) of the guide vanes (VNS) are. Verdichteranordnung (CPA) nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
wobei Mündungsöffnungen (ORF) der Einspritzvorrichtung (INJ) als Flachstrahldüsen (FJO) ausgebildet sind.Compressor arrangement (CPA) according to one of claims 3 to 6,
wherein orifices (ORF) of the injection device (INJ) as flat jet nozzles (FJO) are formed. Verdichteranordnung (CPA) nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
wobei Mündungsöffnungen (ORF) der Einspritzvorrichtung (INJ) jeweils in einer Mulde (RZS) angeordnet sind.Compressor arrangement (CPA) according to one of claims 3 to 7,
wherein orifices (ORF) of the injection device (INJ) are each arranged in a trough (RZS). Verdichteranordnung (CPA) nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
wobei die Mündungsöffnungen (ORF) der Einspritzvorrichtung (INJ) an einer Begrenzungskontur (LCT) eines Ringraums einer Rückführstufe (RST) angeordnet sind.Compressor arrangement (CPA) according to one of claims 3 to 8,
wherein the orifices (ORF) of the injector (INJ) are disposed on a boundary contour (LCT) of an annulus of a recirculation stage (RST). Verdichteranordnung (CPA) nach Anspruch 4,
wobei an einem Tiefpunkt (LWP) des inneren Strömungspfades (PTI) ein Sammler (CLL) und/oder ein Abfluss (DRN) zur Zwischenspeicherung und/oder Abfuhr von abgeschiedener Flüssigkeit vorgesehen sind/ist.Compressor arrangement (CPA) according to claim 4,
wherein at a low point (LWP) of the inner flow path (PTI) is a collector (CLL) and / or a drain (DRN) for intermediate storage and / or discharge of separated liquid is / is provided. Verdichteranordnung (CPA) nach mindestens dem vorhergehenden Anspruch 5,
wobei der Strömungspfad einen Ansaugkanal (SCH) stromaufwärts des Ansaugflanschs (SFL) aufweist und die Einspritzvorrichtung (INJ) in den Ansaugkanal (SCH) einspritzend angeordnet ist.Compressor arrangement (CPA) according to at least preceding claim 5,
wherein the flow path has an intake passage (SCH) upstream of the intake flange (SFL), and the injector (INJ) is injection-molded into the intake passage (SCH). Verfahren zur Verflüssigung von einem gasförmigen Prozessfluid (PFL),
insbesondere von Erdgas (NGS), mittels einer Verflüssigungsanlage (LFP), wobei die Verflüssigungsanlage (LFP) umfasst: - einen Behälter (TNK) für flüssiges Prozessfluid (PFL), - eine Verdichteranordnung (CPA) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die Schritte: - Zuleitung von gasförmigem Prozessfluid (PFL) zu der Verdichteranordnung (CPA), - Verdichtung des gasförmigen Prozessfluids (PFL) mittels der Verdichteranordnung (CPA) unter Einspritzung von einer Zuströmung (COS) flüssigen Prozessfluids (PFL) in den inneren Strömungspfad (PTI) oder den Nebenströmungspfad (SPT) der Verdichteranordnung (CPA). Process for the liquefaction of a gaseous process fluid (PFL),
in particular natural gas (NGS) by means of a liquefaction plant (LFP), the liquefaction plant (LFP) comprising: a container (TNK) for liquid process fluid (PFL), a compressor arrangement (CPA) according to at least one of claims 1 to 15, characterized by the steps: Supply of gaseous process fluid (PFL) to the compressor arrangement (CPA), - Compressing the gaseous process fluid (PFL) by means of the compressor assembly (CPA) with injection of a liquid process fluid (COS) inflow (COS) into the internal flow path (PTI) or the secondary flow path (SPT) of the compressor assembly (CPA). Verfahren nach Anspruch 16,
wobei das Verfahren die weiteren Schritte umfasst: - Messung der Temperatur (TPF) des gasförmigen Prozessfluids (PFL) vor oder nach dem Eintritt in den Turboverdichter (TCP), - Regelung der Menge des Zustroms (COS) in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur (TPF). Method according to claim 16,
the method comprising the further steps: Measurement of the temperature (LPF) of the gaseous process fluid (PFL) before or after entry into the turbocompressor (TCP), - Control of the amount of inflow (COS) as a function of the measured temperature (TPF).
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