Ce este o etanșare a compresorului

Garniturile compresorului sunt componente critice în echipamentele rotative, asigurând o funcționare sigură și eficientă prin prevenirea scurgerilor și menținerea presiunii. În mediul solicitant al mașinilor industriale, aceste sisteme de etanșare trebuie să reziste la condiții extreme, oferind în același timp performanțe fiabile.

Acest articol explorează elementele de bază ale etanșărilor compresorului, aprofundând în principiile lor de funcționare, diferite tipuri, componente cheie și sisteme de sprijin.

Ce este o etanșare a compresorului

O etanșare a compresorului este o componentă critică a unui sistem de compresor care previne scurgerea gazului de proces sau a aerului din carcasa compresorului în timp ce arborele se rotește. Garniturile compresorului mențin o barieră între gazul de înaltă presiune din interiorul compresorului și atmosferă, asigurând o funcționare eficientă și prevenind contaminarea mediului.

Cum funcționează garniturile compresorului

Garniturile compresorului funcționează prin crearea unei bariere între arborele rotativ și carcasa staționară a compresorului. Această barieră este realizată de obicei printr-o combinație de componente mecanice, cum ar fi fețele de etanșare rotative și staționare, și un fluid de etanșare, cum ar fi uleiul sau gazul.

Rotirea fata sigiliului este atașat la arborele compresorului, în timp ce fața de etanșare staționară este fixată de carcasa compresorului. Pe măsură ce arborele se rotește, fețele de etanșare mențin contactul unele cu altele, creând o etanșare care previne scurgerea. Lichidul de etanșare este utilizat pentru lubrifierea și răcirea fețelor de etanșare, reducând frecarea și uzura.

Tipuri de sisteme de etanșare

Sisteme de etanșare umedă

Sistemele de etanșare umedă utilizează un lichid, de obicei ulei, pentru a lubrifia și răci fețele de etanșare. Uleiul circulă prin sistemul de etanșare, oferind o barieră între gazul de proces și atmosferă. Etanșările umede sunt utilizate în mod obișnuit în aplicațiile în care gazul de proces este compatibil cu uleiul de etanșare și în care prezența uleiului în gazul de proces este acceptabilă.

Avantajele sistemelor de etanșare umedă includ:

• Ungerea și răcirea eficientă a fețelor de etanșare
• Abilitatea de a face față la presiuni și temperaturi ridicate
• Design și întreținere relativ simple

Dezavantajele sistemelor de etanșare umedă includ:

• Potențial de contaminare cu ulei a gazului de proces
• Consum mai mare de ulei și costuri de eliminare
• Risc crescut de scurgere de ulei în mediu

Sisteme de etanșare uscată

Sistemele de etanșare uscată, cunoscute și sub numele de etanșare cu gaz uscat, utilizează un gaz presurizat, de obicei azot sau gaz de proces, pentru a crea o barieră între fețele de etanșare rotative și staționare. Gazul este injectat între fețele de etanșare, creând o peliculă subțire care previne contactul și reduce frecarea.

Avantajele sistemelor de etanșare uscată includ:

• Fără contaminare cu ulei a gazului de proces
• Consum redus de energie datorită frecării reduse
• Durată de viață mai lungă a etanșării și cerințe reduse de întreținere
• Ecologic, fără riscuri de scurgere de ulei

Dezavantajele sistemelor de etanșare uscată includ:

• Cost inițial mai mare comparativ cu garniturile umede
• Complexitate crescută a sistemului de etanșare
• Cerință pentru o alimentare cu gaz curată și uscată pentru etanșare

Aranjamentele de sigiliu

Sigilii unice

Garniturile unice au un set de fețe de etanșare - o față rotativă și staționară - formând un singur punct de contact pentru a preveni scurgerile. Sunt cel mai simplu tip de etanșare, dar au o capacitate limitată în aplicații de înaltă presiune sau fluid lubrifiant slab.

Garniturile simple sunt adesea folosite în fluide curate, lubrifiante, la presiuni și temperaturi moderate. Acestea necesită mai puțin echipament de sprijin și au un cost mai mic decât aranjamentele multiple de etanșare. Cu toate acestea, dacă interfața de etanșare unică eșuează, fluidul de proces se poate scurge imediat în atmosferă.

Sigilii tandem

Etanșările tandem utilizează două garnituri simple montate în serie, cu un fluid tampon între ele menținut la o presiune mai mică decât fluidul de proces. Acest aranjament asigură redundanță – dacă etanșarea primară se defectează, etanșarea secundară conține fluidul de proces.

Cele două etanșări acționează independent – etanșarea primară absoarbe căderea completă de presiune de la fluidul de proces la lichidul tampon, în timp ce etanșarea secundară gestionează diferența de presiune mai mică de la fluidul tampon la atmosferă. Acest lucru permite ca fiecare etanșare să fie optimizată pentru condițiile specifice de presiune.

Etanșările tandem sunt adesea folosite în aplicații mai periculoase, cu presiune mai mare, unde sunt necesare siguranță și fiabilitate suplimentare. Lichidul tampon dintre garnituri poate fi monitorizat pentru a detecta scurgerile de etanșare primară înainte să apară o scurgere externă. Cu toate acestea, etanșările tandem sunt mai complexe și mai costisitoare decât etanșările simple.

Sigilii duble

Etanșările duble folosesc, de asemenea, două seturi de fețe de etanșare, dar cu un fluid de barieră între ele menținut la o presiune mai mare decât fluidul de proces. Acest lucru asigură că, dacă oricare dintre etanșări eșuează, lichidul de barieră de presiune mai mare se va scurge în proces, în loc să permită lichidului de proces să scape.

Cele două etape de etanșare lucrează împreună pentru a reține lichidul de barieră. Etanșarea interioară se ocupă de diferența de presiune de la fluidul de barieră la proces, în timp ce garnitura exterioară gestionează căderea de presiune de la fluidul de barieră în atmosferă.

Garniturile duble asigură siguranță maximă și controlul emisiilor și sunt utilizate cu fluide de proces periculoase, toxice sau explozive. Fluidul de barieră este de obicei un fluid curat, inert, compatibil cu procesul. Un rezervor extern, o pompă de circulație și un schimbător de căldură sunt necesare pentru a furniza fluidul de barieră sub presiune.

Sisteme de suport

Sisteme de etanșare a uleiului

Contactarea etanșărilor umede necesită un film de fluid lubrifiant între fețele etanșării pentru a minimiza uzura și frecarea. În sistemele de etanșare, aceasta este asigurată de un ulei circulat dintr-un rezervor extern.

Rezervorul deține o sursă de ulei curat și încorporează elemente de condiționare cum ar fi încălzitoare sau răcitoare pentru a menține vâscozitatea optimă a uleiului. O pompă de circulație trimite ulei în cavitatea de etanșare, unde lubrifiază fețele și elimină căldura de frecare. Comenzile debitului și supapele de reținere mențin debitul și presiunea constantă a uleiului.

Sisteme de etanșare cu gaz

Etanșările compresoarelor cu gaz uscat folosesc un gaz presurizat, de obicei azot, ca mediu de etanșare între fețe în loc de ulei. Acest lucru elimină complexitatea sistemelor de ulei și permite viteze și temperaturi de funcționare mai mari.

Gazul este de obicei menținut la o presiune puțin mai mare decât gazul de proces pentru a asigura un flux pozitiv prin fețele de etanșare. Un panou de control măsoară gazul de etanșare dintr-o sursă de înaltă presiune, reglând presiunea și debitul acestuia către camera de etanșare.

Filtrele și dispozitivele de dezaburire îndepărtează orice particule sau lichide din alimentarea cu gaz pentru a evita contaminarea fețelor de etanșare. Sistemele de condiționare cu gaze pot încălzi gazul de alimentare pentru a preveni condensarea vaporilor din gazul de proces.

Etanșările de gaz tandem și duble sunt utilizate pentru o fiabilitate maximă în compresoarele critice. Într-un aranjament tandem, etanșarea secundară acționează ca o rezervă în cazul în care primarul se defectează. O etanșare dublă pentru gaz menține un gaz de barieră inert între proces și atmosferă pentru un control maxim al emisiilor.