Что следует учитывать при переходе от сальников к сухим газовым уплотнениям

Майкл Форшоффер, 30 ноября 2021 г.

В наши дни, особенно в Соединенных Штатах, где компрессоры устаревают, становится все более распространенным модернизировать старые компрессоры сухими газовыми уплотнениями. Хотя конечным результатом может быть более высокая надежность — исключение всех дополнительных компонентов системы уплотнительного масла из контура всегда является преимуществом в плане надежности — конечным пользователям необходимо учитывать несколько вещей, прежде чем принимать такое решение.

Исследование роторной динамики

При снятии сальников с компрессора также устраняется значительная часть демпфирующего действия масла на ротор. Поэтому нам необходимо исследование динамики ротора, чтобы гарантировать, что критические скорости будут минимально затронуты при снятии сальников с машины. Это исследование проводится до любой модернизации сухих газовых уплотнений.

Сегодня большинство поставщиков рекомендуют провести исследование динамики ротора перед модернизацией старых компрессоров сухими газовыми уплотнениями. Однако настаивание на этом шаге позволяет избежать непредвиденных проблем в полевых условиях во время запуска.

Скорости газа по лабораториям (технологическим и промежуточным)

Мы наблюдали эту проблему в последние годы, когда у клиента была низкая надежность СГД из-за миграции нефильтрованного технологического газа через технологическое лабиринтное уплотнение или утечки технологического газа через промежуточную лабораторию и выхода в атмосферу (через вторичное вентиляционное отверстие).

На рис. 1 показана типичная схема системы уплотнительного газа. При подаче газа первичного уплотнения через поверхности уплотнения просачивается лишь очень небольшое количество газа (менее 1%), а остальная часть проходит через технологическое лабиринтное уплотнение, показанное красным.

Чем выше скорость газа, проходящего через это лабиринтное уплотнение, тем лучше он сможет отделить нефильтрованный технологический газ от контакта с первичным уплотнением. Если это произойдет, конечный пользователь может столкнуться с проблемами отложений на канавках уплотнения, что приведет к выходу из строя или даже зависанию динамического уплотнительного кольца.

Аналогичным образом, если скорость подачи промежуточного газа (обычно N2) через промежуточную лабораторию, показанную зеленым цветом, слишком мала, компрессору не хватает вторичного уплотнения, обогащенного азотом, поэтому конечный пользователь в первую очередь выбрал это уплотнение, чтобы выбрасывайте во вторичное вентиляционное отверстие только азот!

Мы рекомендуем, чтобы эта скорость составляла не менее 30 футов/с на обоих лабиринтных уплотнениях при удвоенном максимальном зазоре (принимая во внимание износ лабиринтов). Это обеспечит надлежащую изоляцию нежелательного технологического газа на другой стороне лабиринтных уплотнений.

Рассмотрите возможность установки маслоотражательного кольца за пределами разделительных уплотнений.

Другая распространенная проблема, наблюдаемая в последнее время в компрессорах, оснащенных сухими газовыми уплотнениями, — это миграция масла через разделительные уплотнения, которая в конечном итоге заполняет канавки и вызывает катастрофический выход из строя вторичного уплотнения, если масло не слито из полости (еще одна тема для обсуждения). в другой раз).

Основной причиной этого является минимальная осевая площадь между старыми сальниками и подшипниками, а также тот факт, что старые роторы обычно не имели ступеньки на валу между сальником и подшипниками. Это даст маслу возможность пройти через разделительные уплотнения в полость вторичного слива.

Поэтому мы настоятельно рекомендуем установить маслоотражательное кольцо на уплотнительную втулку (вращающуюся) сразу за разделительными уплотнениями, что будет выбрасывать масло из отверстия к разделительным уплотнениям. Если эти три условия соблюдены, а также хорошо оснащена панелью уплотнительного газа, конечный пользователь обнаружит, что уплотнения сухого газа могут потребовать многократного ремонта.