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ローターシュラウドにFluorosint®500を使用してクリアランスがより小さくなることで、さらに強力な馬力に

この記事では、Turckが公開(2008)した事例を紹介します。ここでは、Simms Machinery International社に、ガスエキスパンダーのローターシュラウド用途にFluorosint®500を提供しました。 液化天然ガス用のハイテクコンプレッサー/エキスパンダーは、60,000 rpm以上で回転しながら、950馬力(0,7 MW)近くをクランクアウトします。これは、ローターシュラウドに使われている、摩耗性のある高機能ポリマーPTFEのおかげで、高速で動くブレードチップのシュラウドへの接触が軽く済み、ローターとシュラウドのどちらも破壊することがないからです。 

旧モデルの拡張バージョンであるこのXXMターボコンプレッサー/エキスパンダーは、より高速でより大きな流量を効率的に処理できる、優れたローターを備えています。 カリフォルニア州サンタマリアのSimms Machinery International社が建設し、ペンシルバニア州レディング近くのUGI Energy Servicesプラントにあります。州間パイプラインからの高圧ガスをLNGに凝縮して低圧で貯蔵する冷凍サイクルで使われています。-6.6°Cに予冷された乾燥ガスの流れは、840 psia(58 bar)で機械のエキスパンダー側に送られ、 80 psia(5.5 bar)および-105°Cで排出されます。 エキスパンダーからの冷たいガスは熱交換器を通って流れ、そこで第2のガス流を凝縮および過冷却して、3段階のフラッシュ分離を通って流れ、LNG貯蔵タンク内の平衡温度-160°Cに到達します。

熱交換器の熱源側では、エキスパンダーからの排出ガスはコンプレッサー側に戻り、そこで160 psia(11 bar)にブーストされ、ガス供給ラインに繋がるパイプラインに送られます。 そうでなければエキスパンダーによってガスから抽出されたエネルギーは圧力調整ステーションで浪費され、通常、レギュレーターまたは制御バルブ全体で圧力が低下してしまいます。

エキスパンダーは、ローターブレードとシュラウドの隙間を若干狭くすることで効率を高めています。 これにより、ローターとシュラウドの摩擦により壊滅的な障害が発生するリスクが高まります。 このリスクを軽減するために、Simms社は、高速ブレードの先端が軽く触れてシュラウドを傷付けない摩耗性の素材を探していました。

ソリューション

そこで当社は、革新的な素材であるFluorosint®500 PTFEをSimms社に提供しました。

Simms社の要望をより適切に解決するために、Simms社が取り付けから仕上げまでできるように、プロトタイプインサートのセットを製造し提供しました。

効果

Fluorosint®を設置することで部分的に馬力が増加し、燃料や電力を追加することなく、同じプラントでの液化能力が2.5から4.6 mmscfd(2790 – 5133Nm³/ hr @ 0°C)に増加しました。 エキスパンダー・コンプレッサーのローターシュラウドにFluorosint®500を使うことで、機械的故障のリスクも低減しました。

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