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Caballos de fuerza incrementales logrados con Fluorosint® 500 en cubiertas de rotor gracias a una mejor holgura

En este artículo, presentamos un caso publicado por Turck (2008) en el que proporcionamos a Simms Machinery International el Fluorosint® 500 para las cubiertas del rotor de su expansor de gas. Su compresor / expansor de alta tecnología para gas natural licuado gira a más de 60,000 rpm mientras genera casi 950 hp (0,7 MW), gracias en parte a las avanzadas soluciones poliméricas abrasivas, PTFE, en las cubiertas del rotor que permiten que las puntas de las palas se muevan rápidamente. toque ligeramente la cubierta sin destruir ni el rotor ni las cubiertas.

Contexto

Este turbocompresor / expansor XXM, una versión mejorada de un modelo anterior, tiene mejores rotores que manejan de manera eficiente velocidades más altas y mayores volúmenes de flujo. Está construido por Simms Machinery International, Santa Maria, Calif. y se encuentra en una planta de UGI Energy Services cerca de Reading, Pensilvania. Funciona en un ciclo de refrigeración que condensa gas a alta presión de un gasoducto interestatal en GNL para su almacenamiento a bajas presiones. Una corriente de gas, seca y preenfriada a 20 ° F (-6,6 ° C), entra en el extremo del expansor de la máquina a 840 psia (58 bar). Sale a 80 psia (5,5 bar) y –158 ° F (-105 ° C). El gas frío del expansor fluye a través de un intercambiador de calor donde se condensa y subenfría una segunda corriente de gas que luego fluye a través de tres etapas de separación instantánea para alcanzar la temperatura de equilibrio de –256 ° F (-160 ° C) en el tanque de almacenamiento de GNL. .

En el lado cálido del intercambiador, la descarga del expansor regresa al extremo del compresor del expansor / compresor donde se impulsa a 160 psia (11 bar) y se entrega a una tubería que alimenta una red de distribución de gas. De lo contrario, la energía extraída del gas por el expansor se desperdiciaría en una estación de regulación de presión donde la presión normalmente se reduciría a través de un regulador o válvula de control.

El expansor utiliza holguras relativamente estrechas entre la pala del rotor y la cubierta para aumentar la eficiencia. Esto aumenta el riesgo de fricciones entre el rotor y la cubierta que podrían causar fallas catastróficas. Para reducir este riesgo, Simms buscó un material abrasivo para los obenques que permitiera que las puntas de las cuchillas en movimiento rápido hicieran un ligero contacto sin dañarlas.

Nuestra solución

Mitsubishi Chemical Advanced Materials proporcionó a Simms Engineers su innovador PTFE mejorado Fluorosint® 500.

Para adaptarse mejor a los requisitos de Simms, fabricamos un conjunto de insertos prototipo para que Simms los instale y termine.

Impacto

La potencia incremental, que fue posible en parte por el Fluorosint®, aumentó la licuefacción en la planta original de 2.5 a 4.6 mmscfd (2790 - 5133 Nm³ / hr @ 0 ° C) sin agregar combustible o energía. Fluorosint® 500 en las cubiertas del rotor del expansor y el compresor también redujo los riesgos de falla mecánica.

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