HYDAC Filtros de gás GCF para sistemas de gás de barreira.

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1 HYDAC Filtros de gás GCF para sistemas de gás de barreira.

2 Filtros de gás GCF: O seguro do tempo de funcionamento para turbocompressores. Quanto mais complexo o sistema de vedação, tanto mais consequente a técnica de filtração. Selos mecânicos a gás de barreira (DGS dry gas seals - selos a gás seco) são empregados para vedação de eixos em turbomáquinas na indústria petroquímica. Com um gás de barreira aplicado de fora, cuja pressão é regulada continuamente acima da pressão do fluido de processo no interior da máquina, carcaças e eixos são vedados contra gases de processo úmidos, carregados de partículas sólidas, tóxicos e muitas vezes inflamáveis, para evitar a saída do fluido de processo para a atmosfera. Selos mecânicos a gás de barreira em turbomáquinas são sistemas muito complexos e extremamente sensíveis à contaminação por partículas sólidas, aerossóis e condensados. Durante a rotação do eixo forma-se no anel de vedação um minúsculo interstício medindo apenas 3 μm, através do qual flui o gás de barreira. Para a proteção destas vedações os gases de barreira empregados precisam ser filtrados de acordo, para garantir um período de funcionamento da vedação o mais longo possível. Separação suprimento de gás Escape secundário Suprimento do gás de selo inerte Lado do mancal Selo de barreira Anel primário (estacionário) anel Contra anel Labirinto intermediário Elevada segurança operacional através de correto dimensionamento do filtro. Escape primário Anel primário (estacionário) anel Contra anel 2 A vedação de eixos operacionalmente segura por vários anos de funcionamento contínuo exige, além de uma dispendiosa técnica de medição e regulação das vazões de gás de barreira, principalmente filtros duplos de alto rendimento e corretamente dimensionados. Os filtros de gás, assim como toda a técnica de medição, são integrados no painel de gás de barreira e garantem que o selo do eixo é operado sempre sob condições de vazão e pressão constante. Sendo que também a vedação sofre um desgaste natural ao longo dos anos, em muitos sistemas com o tempo o aumento da vazão de gás através do selo, e com isto também através do filtro, é inevitável. Por este motivo os filtros de gás de barreira com um correto dimensionamento conforme API são dimensionados para a vazão que se espera após um período de vários anos em funcionamento contínuo. Em parte, esta vazão pode ser até duas ou três vezes mais alta, como a vazão por ocasião da primeira colocação em funcionamento. Além dos conhecimentos das condições operacionais habituais (pré-pressão, vazão de gás, temperatura...), para a escolha correta do filtro é necessária, antes de tudo, uma análise expressiva do gás. Suprimento de gás de selo condicionado Lado do processo Selo de labirinto interno

3 Filtro de gás GCF da HYDAC: Área de aplicação e construção. Os filtros de gás GCF da HYDAC são filtros duplos, comutáveis, de aço inoxidável de alta qualidade, desenvolvidos especialmente para a aplicação em sistemas de selos mecânicos a gás de barreira de turbocompressores. Todos os aparelhos filtrantes assim como as respectivas carcaças de filtro são compostos fundamentalmente por peças torneadas de aço inoxidável sem uniões soldadas e correspondem às prescrições da API Os filtros de gás GCF são disponíveis, por princípio, em duas diferentes execuções padronizadas: Numa execução coalescente simples para preferencialmente gases secos, assim como numa execução coalescente com um pré-separador de ciclone integrado para aplicações com gases úmidos, nos quais deve se contar com a presença de aerossóis, névoas de óleo respect. condensados. Filtro de gás HYDAC GCF-D-25-1 com pré-separador de ciclone integrado, filtro de gás HYDAC GCF-D-25-0 sem ciclone Baseado na estrutura modular do filtro existe, em princípio existe a possibilidade que um pré-separador de ciclone - mediante troca de algumas peças de carcaça - também pode ser integrado posteriormente num filtro padrão existente. Para aplicações especiais com altas pressões ou gases perigosos, os filtros também são disponíveis numa execução Double Block & Bleed (bloco duplo & sangria). Filtro coalescente GCF-D-X-0 Saída do gás Filtro coalescente com ciclone GCF-D-X-1 Saída do gás Entrada do gás Entrada do gás 3 Filtro de gás HYDAC GCF Bloco Duplo & Sangria Os materiais para as vedações e carcaça são adaptados individualmente às condições do processo. Como padrão são empregadas vedações FKM ou NBR, que também são apropriadas para altas taxas de descompressão. Todas as vedações no filtro sempre são executadas, como vedação dupla. O material da carcaça é como padrão exclusivamente aço inoxidável. Particularidades. Estrutura modular do filtro pelo princípio de componentes padronizados Pré-separador disponível como opção Construção de filtro compacta, pressão e fluxo otimizados Consequente vedação dupla em todo o filtro Sem estrangulamento de diâmetro no filtro com referência ao diâmetro de entrada Pré-separação eficiente de líquidos e contaminações por partículas, também com vazões crescentes através de ciclone integrado Redundante pré-separador patenteado, ajustado ao processo em particular e o subsequente estágio de filtração Volumes de coleta suficientemente grandes para fluidos separados, adaptáveis a pedido do cliente Armação comutadora de esfera de alta qualidade e movimentação leve com máxima sobreposição negativa, estanque a gás em todos os sentidos de conexão, fuso com dispositivo anti blow out assim como molas e pressão alojadas em câmeras. Comutação com a filtração em andamento. A filtração ocorre opcional através da carcaça de filtro esquerda ou direita, na qual a comutação do filtro duplo é efetuada sem perda de pressão com a filtração em andamento. Para isso, primeiro a carcaça de filtro oposta é submetida à pressão operacional através da válvula equalizadora de pressão. A válvula de equalização, que pode ser flangeada na armação comutadora ou integrada numa linha em separado, une ambas as carcaças de filtro no lado limpo. Após a equalização de pressão ocorre então a comutação do filtro através da armação comutadora dupla. Baseado na nova armação comutadora de esfera desenvolvida pela HYDAC Accessories GmbH especialmente para esta aplicação garante-se, mesmo com fluxos volumétricos muito altos, que praticamente não haverá queda de pressão durante a comutação manual do filtro duplo. Isto ocorre devido à máxima sobreposição negativa das esferas comutadoras empregadas.

4 Pré-separação de líquidos otimizada, Funcionamento e modo operacional. Através da entrada do filtro na guarnição comutadora inferior, o gás a ser filtrado alcança o interior da respectiva carcaça de filtro, onde flui através do elemento filtrante de dentro para fora. Com isto as contaminações de partículas são recolhidas e retidas no elemento filtrante, assim como as fases líquidas (aerossóis / névoas de óleo) são aglutinadas no elemento filtrante (figura 2). Material filtrante plissado Camada coalescente Figura 2: Princípio de coalescer (aglutinação) V (alto) Figura 1: Simulação de fluxo V (baixo) Se a porção da fase líquida no gás a ser filtrado for alta demais, de modos que nas velocidades de filtração habituais uma completa aglutinação no elemento filtrante não é mais possível, a aplicação de um pré-separador será necessária. As vantagens do ciclone patenteado em comparação com outros pré-separadores: O ciclone é auto-limpante, sendo que o fluxo direciona a sujeira continuamente ao depósito. Os líquidos separados não correm contra o fluxo principal, com o que um repetido arraste é praticamente impossível. Mesmo com um aumento das quantidades o ciclone separa com confiança. O ciclone é praticamente isento de desgaste e não libera substâncias que poderiam danificar um filtro instalado na sequência. Redundante pré-separador perfeitamente ajustado ao sistema de filtros instalados na sequência. Para este caso o HYDAC GCF com ciclone integrado é ideal, sendo que também líquidos, que incidem em ondas, assim como maiores quantidades de aerossóis e partículas contaminantes grossas, podem ser muito bem pré-separados no ciclone (figura 1). Neste caso o ciclone integrado, conforme condições operacionais (isto é tipo de gás, pressão, densidade, temperatura e velocidade) já separa aerossóis e impurezas com até 5 μm. Isto conduz, entre outros, a um nítido alívio dos elementos filtrantes conectados na sequência, com o que a vida útil dos mesmos é respectivamente prolongada. Os líquidos separados são retidos dentro da carcaça do filtro em grandes ambientes de coleta (lado sujo: Depósito do ciclone / lado limpo: Ambiente abaixo do elemento filtrante) podendo ser depois drenados através de respectivas válvulas. Os volumes destes ambientes de coleta foram dimensionados com folga, para também, em caso de incidência de ondas de líquidos, permitir sempre um dreno segura para fora do filtro. 4

5 tecnologia de elemento muito eficaz, Características de filtro padrão. Material da carcaça: Aço inoxidável (ASME SA 316L ou ASTM A 316L, , , , ) Capa terminal (rebordada) Capa terminal colada Código de projeto: - ASME Code Design - AD 2000 / PED 97/23/EG Tubo de proteção Tubo de proteção Faixas de pressão: Standard até 250 bar (2500 Ibs) Temperatura de projeto: Standard de 29 C até +200 C Camada coalescente Camada coalescente Conexões: - Flanges ANSI - Flanges DIN - Rosca de tubo, Rosca NPT - Flanges SAE Diâmetros nominais: ANSI ½'' (DN15) até ANSI 2'' (DN50) Capa de conexão (rebordada) Elementos de aço inoxidável / fibra de vidro. Capa de conexão colada Materiais de elementos filtrantes Elementos filtrantes coalescentes (aglutinantes): - Aço inoxidável , Fibra de vidro (aplicável somente a temperaturas de -30 C até +100 C) Graus de filtração (coalescente): 1, 3, 25 μm Bancada de teste Multipass e análises Materiais de vedação: FKM, NBR 5 Documentação: - Manual de operação e manutenção - Certificados de exame de fabricação - Certificados de materiais 3.1 (DIN EN 10204) - NACE MR 0175 (opcional) - U-Stamp (opcional) Outras execuções com materiais alternativos, projetos, aprovações, faixas de pressão, conexões, graus de filtração, materiais de vedação e documentações disponíveis mediante consulta. Anotação: As indicações neste catálogo referem-se às condições operacionais e casos de aplicação descritos. Reservamo-nos o direito de efetuar alterações técnicas sem prévio aviso. Em casos de aplicação e/ou condições operacionais divergentes, pedimos entrar em contato com nosso departamento técnico. Para um dimensionamento compromissado dos filtros de gás coalescentes HYDAC GCF pede-se contatar a nossa matriz. Elementos filtrantes CF-15 até CF-50. Tecnologia de elementos filtrantes. Por princípio, em todos os filtros de gás de barreira são aplicados elementos filtrantes com ação coalescente (elementos de aglutinação). Neste caso todos os elementos consistem de material filtrante plissado, que determina o grau de filtração e a capacidade de absorção de sujeira assim como de materiais coalescentes, que causam a aglutinação da fase líquida. São aplicados preferencialmente elementos filtrantes rebordados 100% de aço inoxidável, ou como alternativa, elementos colados de um composto de fibra de vidro e materiais de aço inoxidável. Principalmente em casos de gases agressivos e temperaturas mais elevadas recomendamos porém, a aplicação exclusiva de elementos coalescentes na execução em aço inoxidável. Análise no laboratório HYDAC na matriz. Tecnologia de elemento em base científica. Quando do desenvolvimento de filtros e elementos filtrantes específicos à aplicação, a HYDAC não deixa nada ao acaso. Além de uma construção apoiada evidentemente em PC, a HYDAC investe altas somas em laboratórios de pesquisa e testes dos mais modernos. Tensiômetro, equipamento titrator Karl Fischer, gabinete de lavagem para determinar a limpeza de componentes e bancada de ensaio para teste multipass e grau de separação de água, são as nossas ferramentas diárias. O resultado são produtos examinados em altíssimo nível p.ex., para a filtração de gases.

6 confiável por longa vida útil. Software de dimensionamento. O programa de dimensionamento serve para o cálculo da curva de perda de pressão para o respectivo Filtro GCF em função das condições de processo existentes (pressão, temperatura, composição do gás). O cálculo da perda de pressão ocorre sob a consideração da geometria de filtro efetiva e do comportamento do gás real. Neste caso podese escolher como meio uma mistura de gás com até cinco componentes. Caso que um ou mais componentes se encontram em estado líquido, os mesmos são relatados e sua quota parte de volume é calculada. O resultado é fornecido adicional em forma de diagrama. O programa se baseia, entre outros, em numerosas medições reais com nitrogênio assim como diferentes simulações teóricas (CFD). Momentaneamente o dimensionamento de filtros coalescentes específicos de cliente é efetuado somente mediante consulta na matriz da HYDAC. Dimensões do filtro GCF. HYDAC Filtro de gás GCF-D-25-1 (ANSI 1''/DN25) com armação de bloco único A D aprox. X Ausbauhöhe / Installation height B1 B0 C C Filtro de gás HYDAC GCF-B-25-1 (ANSI 1''/DN25) com armação de bloco duplo A1 D aprox. X Ausbauhöhe / Installation height B1 B0 C C Dimensões dos filtros GxF Tamanho A B0 (sem ciclone) B1 (com ciclone) C D x Tamanho (DBB) GxF-D GxF-B GxF-D GxF-B GxF-D GxF-B GxF-D GxF-B GxF-D GxF-B GxF-D GxF-B D = Armação bloco único (armação padrão), B = Bloco duplo & Armação de sangria A1 As dimensões dos filtros standard HYDAC GCF diferenciam tão somente na altura total àqueles filtros HYDAC GCF aqui mostrados com pré-separador de ciclone. As vantagens e quais são seus benefícios Sistema de filtro intensivamente validado Elevada segurança operacional Pré-separador integrado compacto e disponível como opção Maior segurança operacional, economia de espaço e, se necessário, possível instalação posterior Elementos filtrantes de partículas e coalescentes da HYDAC opcional de aço inoxidável ou fibra de vidro Baixas perdas de pressão, excelente coalescência e muito boa vida útil Composição do gás: Metano: 97,5 mol.% Etano: 1,0 mol.% Nitrogênio: 1,0 mol.% Propano: 0,3 mol.% Iso-Butano: 0,2 mol.% Software de dimensionamento à base de medições reais Assistência ampliada assim como disponibilidade de peças de reposição Elevada segurança de dimensionamento Rápida ajuda e suporte técnico 6

7 Qualidade absoluta: Desde a produção à assistência. E em operação. Assistência técnica em todo o mundo. Como especialista em sistemas e gás de barreira, o HYDAC SERVICENTER oferece conceitos individuais, desde a limpeza do gás de barreira, até medidas de otimização de sistemas. A meta é o aumento da disponibilidade de máquinas e da produtividade. O centro de treinamento HYDAC oferece amplo conhecimento baseado na prática em torno da hidráulica, tecnologia de medição e manutenção também oferece cursos de formação técnica nas próprias instalações de nossos clientes. Especificaões em todo o mundo. 7

8 Sistemas de resfriamento DEF Eletrônica D Acessórios D Hidráulica compacta E Sistemas de filtração D Tecnologia de processo D Tecnologia de filtração D Tecnologia de acumuladores D Presença global. Competência local. Sede HYDAC Empresas HYDAC Parceiros de vendas e de assistência HYDAC HYDAC PROCESS TECHNOLOGY GMBH Industriegebiet Am Wrangelflöz Neunkirchen Alemanha Telefone: Fax: prozess-technik@hydac.com Internet: