Was ist bei der Umstellung von Öldichtungen auf Trockengasdichtungen zu beachten?

By Michael Forsthoffer30 November 2021

Heutzutage, insbesondere in den Vereinigten Staaten, wo die Kompressoren in die Jahre gekommen sind, kommt es immer häufiger vor, ältere Kompressoren mit Trockengasdichtungen nachzurüsten. Während das Endergebnis eine höhere Zuverlässigkeit sein kann – die Ausschaltung aller zusätzlichen Komponenten eines Dichtungsölsystems aus dem Kreislauf ist immer ein Zuverlässigkeitsvorteil –, müssen Endbenutzer mehrere Dinge berücksichtigen, bevor sie diese Entscheidung treffen.

Studie zur Rotordynamik

Beim Entfernen der Öldichtungen aus einem Kompressor wird auch ein erheblicher Teil der Dämpfungswirkung des Öls auf den Rotor entfernt. Daher benötigen wir eine Rotordynamikstudie, um sicherzustellen, dass die kritischen Drehzahlen beim Ausbau von Öldichtungen aus der Maschine nur minimal beeinträchtigt werden. Diese Studie erfolgt vor jeder Nachrüstung von Trockengasdichtungen.

Heutzutage empfehlen die meisten Anbieter eine Rotordynamikstudie, bevor sie ältere Kompressoren mit Trockengasdichtungen nachrüsten. Wenn Sie jedoch auf diesem Schritt bestehen, werden unerwartete Probleme vor Ort während der Inbetriebnahme vermieden.

Gasgeschwindigkeiten durch Labys (Prozess und Zwischenprodukt)

Wir haben dieses Problem in den letzten Jahren beobachtet, als der Kunde eine schlechte DGS-Zuverlässigkeit hatte, weil ungefiltertes Prozessgas durch die Labyrinthdichtung des Prozesses wanderte oder Prozessgas durch das Zwischenlabyrinth austrat und in die Atmosphäre gelangte (durch die sekundäre Entlüftung).

Abbildung 1 zeigt ein typisches Sperrgassystemschema. Bei der primären Sperrgasversorgung tritt nur eine sehr geringe Menge Gas über die Dichtflächen aus (weniger als 1 %), der Rest strömt über die rot dargestellte Prozesslabyrinthdichtung.

Je höher die Geschwindigkeit des Gases ist, das durch diese Labyrinthdichtung strömt, desto besser kann sie das ungefilterte Prozessgas davon abhalten, mit der Primärdichtung in Kontakt zu kommen. Wenn dies auftritt, kann es beim Endbenutzer zu Ablagerungen in den Dichtungsnuten kommen, die zu einem Ausfall oder sogar zum Hängenbleiben des dynamischen O-Rings führen können.

Wenn die Geschwindigkeit der Zwischengaszufuhr (typischerweise N2) über das Zwischenlaby (grün dargestellt) zu niedrig ist, fehlt dem Kompressor ebenfalls eine stickstoffreiche Sekundärdichtung, weshalb der Endbenutzer diese Dichtung ursprünglich ausgewählt hat Geben Sie nur Stickstoff an die Sekundärentlüftung ab!

Wir empfehlen, dass diese Geschwindigkeit mindestens 30 ft/s über beide Labyrinthdichtungen bei doppeltem maximalen Spiel beträgt (unter Berücksichtigung des Verschleißes der Labyrinthe). Dadurch wird eine ordnungsgemäße Isolierung des unerwünschten Prozessgases auf der anderen Seite der Labyrinthdichtungen gewährleistet.

Erwägen Sie einen Schleuderring außerhalb der Trenndichtungen

Ein weiteres häufiges Problem, das in jüngster Zeit bei Kompressoren auftritt, die mit Trockengasdichtungen nachgerüstet wurden, ist die Wanderung von Öl über die Trenndichtungen, das schließlich die Nuten füllt und zu einem katastrophalen Ausfall der Sekundärdichtung führt, wenn das Öl nicht aus dem Hohlraum abgelassen wird (ein weiteres Thema für einander mal).

Der Hauptgrund dafür ist der geringe axiale Abstand zwischen den alten Öldichtungen und den Lagern sowie die Tatsache, dass ältere Rotoren normalerweise keine Stufe in der Welle zwischen der Öldichtung und den Lagern hatten. Dadurch kann das Öl über die Trenndichtungen in den sekundären Abflusshohlraum gelangen.

Daher empfehlen wir dringend, einen Schleuderring an der (drehenden) Dichtungshülse knapp außerhalb der Trenndichtungen anzubringen, der das Öl von der Öffnung zu den Trenndichtungen wegschleudert. Wenn diese drei Bedingungen zusammen mit einem gut instrumentierten Sperrgaspanel erfüllt sind, wird der Endbenutzer feststellen, dass Trockengasdichtungen mehrere Durchlaufzeiten überschreiten können.