DD243832A3 - Einrichtung zur regelung der sperrgasmenge an prozesskreiselverdichtern mit fluessigkeitsgesperrten wellendichtungen - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist die Gewaehrleistung einer hohen Schutzguete im Wellendichtsystem von Prozesskreiselverdichtern, insbesondere die Gewaehrleistung einer dauerhaften Funktion der Fluessigkeitsabdichtungen in Prozesskreiselverdichtern mit Sperrgaseinspeisung bei geringer Baulaenge von Verdichtergehaeuse und -rotor. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung einer Einrichtung, die weitestgehend unabhaengig vom Betriebspunkt und Verschleisszustand des Prozesskreiselverdichters die Ungleichfoermigkeiten des statischen Druckes ueber den Umfang auf den Gasseiten der Fluessigkeitsdichtungen abzubauen, ohne dass zusaetzliche Ausgleichssysteme angeordnet werden muessen und staendig eine bestimmte Gasmenge abgeblasen werden muss. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess mit einer Einrichtung geloest, die aus zwei separaten Zufuehrungsleitungen fuer die Sperrgasteilmengen in die Sperrgaseintrittskammern auf der Saug- und Druckseite des Verdichters sowie zwei Regelventilen zur separaten Regelung dieser Sperrgasteilmengen besteht, wobei die Regelventile von je einem Differenzdrucktransmitter mit unterschiedlichen Sollwerten angesteuert werden und die Differenzdrucktransmitter ueber eine Impulsleitung mit der Verdichterentlastungsleitung verbunden sind. Figur

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Sperrgasmenge an flüssigkeitsgesperrten Prozeßkreiselverdichtern, die vorwiegend in der chemischen Industrie zum Einsatz kommen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei bekannten Einrichtungen der Sperrgaszuführung an Prozeßkreiselverdichtern mit flüssigkeitsgesperrten Wellendichtungen erfolgt die Zuführung des Sperrgases an Saug- und Druckstelle des Verdichters gemeinsam in eine beide Seiten verbindende Anschlußleitung.

Dabei wird die Sperrgasmenge dadurch geregelt, daß an dieser Anschlußleitung ein vorgegebener Überdruck Δρ gegenüber einem bestimmten Referenzdruck — im allgemeinen der Druck in der Saugleitung des Verdichters — eingehalten wird. Infolge der Druckerhöhung des Prozeßg'ases im Kreiselverdichter sind die statischen Drücke in den Sperrgaseintrittskammem auf der Saug- und Druckseite unterschiedlich; der Druck in der Sperrgaseintrittskammer auf der Verdichterdruckseite ist höher als auf der Verdichtersaugseite.

Dadurch ist bei den bekannten Einrichtungen der Sperrgaszuführung an Prozeßkreiselverdichtern der Anteil der Sperrgasmenge, welcher in die saugseitige Sperrgaseintrittskammer strömt, erheblich größer als der Anteil der Sperrgasmenge auf der Druckseite des Verdichters. Für das einwandfreie Funktionieren der Flüssigkeitsabdichtungen muß vor allem ein möglichst gleichmäßiger statischer Druck über den Umfang der Flüssigkeitsdichtungen auf den Gasseiten gewährleistet sein. Vor allem modernste Flüssigkeitsdichtungen mit erheblich reduzierten Leckagemengen werden durch ungleichmäßige statische Druckverläufe in ihrer Funktion stark gefährdet. Auch bei sorgfältiger Gestaltung der Sperrgaseintrittskammem läßt sich aber nicht vermeiden, daß durch die einströmenden Sperrgasmengen die statische Druckverteilung über den Umfang gestört wird und zwar entsprechend den strömungstechnischen Gesetzmäßigkeiten um so stärker, je größer die eintretenden Sperrgasmengen sind.

Das beeinträchtigt nicht nur die Funktion der Flüssigkeitsabdichtung, sondern birgt auch noch die Gefahr in sich, daß Sperrflüssigkeit mitgerissen oder gar in den Prozeß eingetragen wird.

Bei bekannten Ausführungen von Prozeßkreiselverdichtern mit flüssigkeitsgesperrten Abdichtungen und Sperrgaseinspeisung werden die genannten Probleme der Störung der statischen Druckverteilung dadurch gemildert, daß der statische Druck auf den Gasseiten der Flüssigkeitsdichtung insgesamt abgesenkt wird und damit die relativen Druckunterschiede über den Umfang der Flüssigkeitsdichtung sich verkleinern. Diese Druckabsenkung wird erreicht durch ständiges Abblasen einer bestimmten Gasmenge auf ein niedrigeres Niveau als es der Druck in der Ansaugleitung des Verdichters darstellt. Eine andere bekannte Maßnahme zur Verringerung der statischen Druckunterschiede auf den Gasseiten der Flüssigkeitsdichtungen derartiger Prozeßkreiselverdichter besteht darin, eine oder mehrere zusätzliche Ringkammern auf beiden Seiten des Verdichters in den Stopfbuchsenpartien anzuordnen und durch zusätzliche Ausgleichsleitungen zu verbinden. Damit werden die funktionsbedingten Druckunterschiede zwischen Druck- und Saugseite des Verdichters bereits weitgehend vor den Gasseiten der Flüssigkeitsdichtungen abgebaut und dadurch auch die saug- und druckseitig eintretenden Mengenanteile des Sperrgases annähernd ausgeglichen.

Diese Maßnahme entspricht auch weitgehend der in der Fachliteratur erhobenen Forderung nach gleichem Druckniveau auf den Gasseiten der saug- und druckseitigen Flüssigkeitsabdichtung. Der entscheidende Nachteil dieser Lösung ist der benötigte Raumbedarf für die entsprechenden Ringkammern und die damit zwangsläufig verbundene größere Baulänge von Verdichter und Verdichterrotor. Vor allem die axiale Erstreckung der Rotoren ist aber von entscheidender Bedeutung für das rotordynamische Verhalten eines Verdichters. Die den zusätzlichen Ausgleichsleitungen entsprechende Verlängerung des Verdichters senkt die kritischen Drehzahlen des Rotors, was zu schwierigen dynamischen Problemen führen kann und den Einsatz eines Kreiselverdichters für bestimmte Prozesse in Frage stellen oder überhaupt unmöglich machen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Gewährleistung einer hohen Schutzgüte im Wellenabdichtsystem von Prozeßkreiselverdichtern, insbesondere die Gewährleistung einer dauerhaften Funktion der Flüssigkeitsabdichtungen in Prozeßkreiselverdichtern mit Sperrgaseinspeisung bei geringer Baulänge von Verdichtergehäuse und -rotor.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, besteht darin, eine neuartige Einrichtung zur Regelung des Sperrgases an Prozeßkreiselverdichtern mit flüssigkeitsgesperrten Wellendichtungen zu entwickeln, welche in der Lage ist, weitestgehend unabhängig vom Betriebspunkt und Verschleißzustand des Prozeßkreiselverdichters die Ungleichförmigkeiten des statischen Druckes über den Umfang auf den Gasseiten der Flüssigkeitsdichtungen abzubauen, ohne daß zusätzliche Ausgleichssysteme angeordnet werden müssen und ständig eine bestimmte Gasmenge abgeblasen werden muß. Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Einrichtung gelöst, die aus zwei separaten Zuführungsleitungen für die Sperrgasteilmengen in die Sperrgaseintrittskammern auf Saug- und Druckseite des Verdichters sowie zwei Regelventilen zur separaten Regelung dieser Sperrgasteilmengen besteht, wobei die Regelventile von je einem Differenzdrucktransmitter mit unterschiedlichen Sollwerten angesteuert werden und die Differenzdrucktransmitter über eine Impulsleitung mit der Verdichterentlastungsleitung verbunden sind. -

Entgegen dem Stand der Technik werden die aus der Funktion des Kreiselverdichters bedingten Druckunterschiede auf den Gasseiten der Flüssigkeitsdichtungen bewußt in Kauf genommen. Dadurch läßt sich vor allem auf der Saugseite des Verdichters, dem dort herrschenden niedrigen statischen Druck entsprechend, die zugeführte Sperrgasmenge erheblich reduzieren. Die daraus resultierenden wesentlich niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten führen nicht mehr zu bemerkenswerten Störungen in der Verteilung des statischen Druckes über den Umfang auf der Gasseite der Flüssigkeitsabdichtung. Die Flüssigkeitsabdichtung funktioniert dadurch einwandfrei und mit entsprechend langer Lebensdauer.

Infolge der wesentlich niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich des saugseitigen Abdichtsystems, von welchem im allgemeinen die Möglichkeit des Eintrages von Füssigkeit in den Gaskreislauf besteht, wird die Gefahr des Mitreißens und damit des Eintrages von Flüssigkeit in den Gaskreislauf praktisch beseitigt. Auch auf der Druckseite des Verdichters wird, wenn auch in geringerem Maße als auf der Saugseite, die zugeführte Sperrgasmenge verringert und damit eine entsprechende Verbesserung für die Flüssigkeitsabdichtung erreicht.

Die insgesamt erzielte Reduzierung der zugeführten Sperrgäsmenge ist oft von großer ökonomischer und technologischer Bedeutung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden, ohne sie dadurch einzuschränken.

Die dazugehörige Abbildung stellt eine Kreiselverdichter mit Abdicht- und Sperrgassystem dar.

Der vom Kreiselverdichter zu fördernde Gasstrom tritt durch den Saugstutzen 1 auf der Saugseite in das Verdichtergehäuse 2 ein und verläßt den Verdichter durch den Druckstutzen 3 auf der Druckseite.

Der über die Labyringthdichtung des Entlastungskolbens 4 strömende Teilstrom wird aus dem Raum 5 nach dem Entlastungskolben über die Entlastungsleitung 6 in die Saugleitung vor dem Saugstutzen 1 wieder in den Förderkreislauf zurückgeführt.

Durch die Zuführungsleitungen 17 und 18 werden in die Sperrgaseintrittskammern 7 (auf der Saugseite) und 8 (auf der Druckseite des Verdichters) getrennte Sperrgasmengen zugeführt und separat durch die Regelventile 15 und 16 so geregelt, daß kein Fördermedium in diegasseitigen Räume 9 und 10 vor der saugseitigen und druckseitigen Flüssigkeitsdichtung 11 und 12 eintreten kann.

Die Regelventile 15 und 16 werden dabei von den Differenzdrucktransmittern 13 und 14 so angesteuert, daß sie gegenüber dem üblicherweise als Referenzdruck verwendeten Druck in der Entlastungsleitung 6 in der Zuführungsleitung 17 einen Druck halten, der um die Druckdifferenz Δρ₅ kleiner, in der Zuführungsleitung 18 dagegen um die Druckdifferenz Ap₀ größer ist. Die Entnahme des Referenzdruckes geschieht dabei durch die Impulsleitung 19.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch:

   Einrichtung zur Regelung der Sperrgasmenge an Prozeßkreiselverdichtern mit flüssigkeitsgesperrten Wellendichtungen, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung aus zwei separaten Zuführungsleitungen (17,18) für die Einspeisung der Sperrgasteilmengen in die Sperrgaseintrittskammem (7, 8) auf Saug- und Druckseite des Verdichters sowie zwei von je einem Differenzdrucktransmitter(13,14) mit unterschiedlichen Sollwerten ansteuerbaren Regelventilen (15,16) zur separaten Regelung dieser Sperrgasteilmengen besteht und die Differenzdrucktransmitter (13,14) über die Impulsleitung (19) mit der Verdichterentlastungsleitung (6) verbunden sind.