O que considerar ao passar de retentores de óleo para retentores de gás secos

Por Michael Forshoffer 30 de novembro de 2021

Hoje em dia, especialmente nos Estados Unidos, com compressores antigos, está se tornando cada vez mais comum modernizar compressores mais antigos com vedações a gás secas. Embora o resultado final possa ser maior confiabilidade – retirar todos os componentes adicionados de um sistema de óleo de vedação do circuito é sempre um benefício de confiabilidade – os usuários finais precisam considerar várias coisas antes de tomar essa decisão.

Estudo de Rotordinâmica

Ao remover os retentores de óleo de um compressor, uma quantidade significativa do efeito de amortecimento que o óleo exerce sobre o rotor também é removida. Portanto, necessitamos de um estudo de rotordinâmica para garantir que as velocidades críticas sejam minimamente afetadas ao remover os retentores da máquina. Este estudo vem antes de qualquer retrofit para selos de gás secos.

A maioria dos fornecedores hoje recomenda um estudo de rotordinâmica antes de modernizar compressores mais antigos com vedações a gás secas. Insistir nesta etapa, porém, evita problemas inesperados em campo durante a inicialização.

Velocidades do gás através dos labys (processo e intermediário)

Vimos esse problema nos últimos anos, onde o cliente teve baixa confiabilidade do DGS devido à migração de gás de processo não filtrado através do Selo Labirinto do processo ou vazamento de gás de processo através do laboratório intermediário e saindo para a atmosfera (através da ventilação secundária).

A Figura 1 mostra um esquema típico do sistema de gás de vedação. Para o fornecimento de gás do selo primário, apenas uma quantidade muito pequena de gás vaza pelas faces do selo (menos de 1%) e o restante atravessa o selo do labirinto do processo, representado em vermelho.

Quanto maior a velocidade do gás que atravessa esta vedação em labirinto, melhor será a capacidade de separar o gás de processo não filtrado do contato com a vedação primária. Se isso ocorrer, o usuário final poderá encontrar problemas de acúmulo nas ranhuras de vedação, causando falha ou até mesmo travamento do anel de vedação dinâmico.

Da mesma forma, se a velocidade do fornecimento de gás intermediário (normalmente N2) através do labirinto intermediário, representado em verde, for muito baixa, o compressor não terá uma vedação secundária rica em nitrogênio, razão pela qual o usuário final selecionou esta vedação em primeiro lugar, para emita apenas nitrogênio para a ventilação secundária!

Recomendamos que esta velocidade seja de pelo menos 30 pés/s em ambas as vedações de labirinto com o dobro da folga máxima (levando em consideração o desgaste dos labirintos). Isto garantirá o isolamento adequado do gás de processo indesejado no outro lado das vedações do labirinto.

Considere um anel defletor externo das vedações de separação

Outro problema comum observado recentemente em compressores adaptados com vedações secas a gás é a migração de óleo através das vedações de separação, o que eventualmente preencherá as ranhuras e causará uma falha catastrófica da vedação secundária se o óleo não for drenado da cavidade (outro tópico para outra hora).

A principal razão para isso é o espaço axial mínimo entre os antigos retentores e os mancais e o fato de que os rotores mais antigos geralmente não tinham um degrau no eixo entre o retentor e os mancais. Isto proporcionará um caminho para o óleo passar pelas vedações de separação e entrar na cavidade de drenagem secundária.

Portanto, é altamente recomendável que um anel de retenção seja instalado na luva de vedação (rotativa) logo fora das vedações de separação, o que lançará o óleo da abertura para as vedações de separação. Se essas três condições forem atendidas, juntamente com um painel de vedação a gás bem instrumentado, o usuário final descobrirá que as vedações a gás secas podem exceder múltiplas paradas.