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Mejora del flujo del compresor del 3% lograda con sellos de polímero en compresores centrífugos

Nos complace compartir el caso de un cliente documentado por J. Whalen (2013) donde se logró una mejora de más del 3% en el flujo del compresor luego del reemplazo de los sellos de metal por nuestros sellos de polímero de Duratron PAI. El caso de usuario analiza la actualización de siete compresores en una planta de etileno de 1.500 millones de libras / año (680.000 toneladas / año) en Orange, Texas. Sigue el proceso de actualización e incluye la actualización de un solo compresor como punto de referencia para las expectativas de mejora del rendimiento.

 

 

Contexto

En esta instalación, hay un compresor de refuerzo de 10,000 hp (7.5 MW) por delante del tren de carga de gas tradicional. El tren de carga de gas se muestra en la fotografía en la figura 1 y esquemáticamente en la figura 2. Este compresor de refuerzo puede retirarse de servicio sin forzar el resto de la unidad hacia abajo. Se decidió actualizar este compresor para evaluar los sellos termoplásticos. Los sellos se instalaron en septiembre de 1997.

 

Fotografía del tren de carga de gas de DuPont

Esquema del tren de carga de gas de 36.000 hp (27 MW) del cliente

Evaluación

Cuando se derribó el compresor para instalar los sellos de polímero, el único trabajo realizado que afectaría la eficiencia era la instalación de los sellos mejorados. Esto permitió atribuir el cambio de eficiencia únicamente a los sellos termoplásticos. Después de la actualización, el personal de la planta determinó que el flujo del compresor aumentó un 3,1% y el consumo de vapor del impulsor de la turbina de vapor se redujo un 2,7%. Con base en esto, la planta decidió fácilmente actualizar los otros seis compresores candidatos que se abrirían durante el gran cambio en marzo de 1999. Los compresores actualizados incluyen: los primeros dos casos del tren de gas de carga (primeras tres etapas de compresión, figura 3 ), los dos compresores de propileno, el compresor de etileno y el compresor de propileno de purga.

 

 

Tres compresores que no se actualizaron en ese momento estaban en la última etapa del gas de carga, que tenía sellos abrasibles que funcionaban contra los dientes giratorios, y los dos compresores de metano que se estaban considerando para reemplazo o reparaciones mayores. Basado en el éxito de todos los otros compresores actualizados y considerando algunos problemas experimentados por DuPont en el pasado con los sellos abrasibles en el compresor de gas de carga de cuarta etapa; la planta decidió seguir adelante y quitar los dientes del último compresor de gas de carga y actualizarlo con sellos termoplásticos. Estos sellos se instalaron en julio de 2005 y los repuestos se suministraron en enero de 2006.

 

Resultados

:A menudo, es difícil determinar con precisión el verdadero impacto de un proyecto de actualización de sellos. Sin embargo, al analizar cuidadosamente todos los factores, DuPont pudo estimar lo siguiente (atribuido al proyecto de actualización del sello termoplástico):

 

  • Reducción del 7% en el flujo de vapor al conductor de etileno.
  • Aumento del 17% en la altura junto con un aumento del flujo de gas del 5% acompañado de un aumento del 5% en el consumo de energía del motor con el tren de propileno de purga. En general, una ganancia de eficiencia a pesar de que el consumo del motor aumentó.
  • Aumento del flujo del 9 al 16% con el compresor de propileno junto con un aumento de la velocidad del 8% y un aumento del flujo de vapor del 4%. (Nota: debido al problema del sello mencionado anteriormente, solo se actualizó una fracción de los sellos).
  • Aumento del flujo del 14% en el tren de gas de carga con un aumento del flujo de vapor del 5%.

Experienca hasta la fecha

Como se describió anteriormente, DuPont instaló sellos de Duratron PAI en el compresor de refuerzo de gas de carga en 1997. Con base en este éxito, DuPont instaló sellos de Duratron PAI en los compresores de gas de carga de 1ra, 2da y 3ra etapa, los compresores de propileno de caja alta y baja, el etileno y los compresores de propileno de purga durante el cambio de 1999 (TA).

Ojal de polímero en el compresor de gas de carga DuPont después de 5 años de funcionamiento.

Ojal de polímero en el compresor de gas de carga DuPont después de 5 años de funcionamiento.

 

Source: J. WHALEN, J. ALLEN, J. CARDELL, J. DUGAS, Polymer Seal Used in Centrifugal Compressors, Proceedings of the Second Middle East Turbomachinery Symposium, 17 – 20 March 2013, Doha, Qatar

 

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