DE2807449B1 - Verfahren zur Reingigung von mehrstufigen Turboverdichtern fuer Gase - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von mehrstufigen Turboverdichtern für Gase von aus den Gasen auf den Innenteilen der Turboverdichter abgelagerten Verschmutzungen unter Verwendung von Reinigungsflüssigkeiten.

Mehrstufige Turboverdichter haben in der Technik eine breite Anwendung für die Verdichtung von Gasen, z. B. Synthesegas oder Luft, über mehrere Stufen auf einen gewünschten Enddruck gefunden. Es ist bekannt, daß sich bei der Verdichtung der Gase im Laufe der Zeit in den Gasen enthaltene Schmutzpartikel auf den Innenteilen der Turboverdichter ablagern. Man hat zwar bereits bei Luftturboverdichtern Filter vorgeschaltet, um die Bildung von Ablagerungen zu vermeiden. Es läßt sich jedoch durch vertretbaren Aufwand nicht vermeiden, daß feinste Staubpartikel durch das Filter mitgerissen werden und die Innenteile des Turboverdichters wie Laufräder, Leitkanäle, Diffusoren, Laufund Leitschaufeln und Kühlerelemente der Zwischenkühler mit einer Schmutzschicht belegen. Dadurch ergeben sich in den Strömungskanälen erhöhte Reibungsverluste und Querschnittsverengungen, die innerhalb kurzer Zeit zu spürbaren Leistungsminderungen wie Absinken der Durchsatzmenge und Ansteigen des spezifischen Energieverbrauchs führen. Oft zeigt der Turboverdichter durch sogenanntes Pumpen an, daß der geforderte Betriebsdruck nicht mehr sicher gefahren werden kann. Um den Turboverdichter wieder unter normalen Betriebsbedingungen betreiben zu können, ist schließlich eine Reinigung des Turboverdichters von den Ablagerungen erforderlich.

Es ist bereits eine Reinigungsvorrichtung für ein Kreiselgebläse bekannt (deutsches Gebrauchsmuster 66 02 933), bei der das Gebläse während des Betriebes durch Einführen einer Reinigungsflüssigkeit in das Gebläse gereinigt wird. Das Kreiselgebläse ist jedoch nur einstufig aufgebaut und enthält keinen Zwischenkühler. Es unterscheidet sich daher wesentlich von den gemäß dem erfiridungsgemäßen Verfahren zu reinigenden Verdichtern, die mehrstufig aufgebaut sind und mit Zwischenkühlern ausgestattet sind.

Solche mehrstufigen, mit Zwischenkühlern ausgestatteten Turboverdichter verursachen jedoch besondere Verschmutzungs- und Reinigungsprobleme, da die von einstufigen Kreiselgebläsen her bekannte Methode zur Reinigung des Kreiselgebläses mittels einer Reinigungsflüssigkeit, bei der die Reinigungsflüssigkeit der dem Gebläse zugeführten Luft zugegeben wird, versagt. Führt man nämlich bei einem verschmutzten mehrstufigen, mit Zwischenkühlern ausgestatteten Turboverdichter für beispielsweise Luft die Reinigungsflüssigkeit in analoger Weise während des Betriebes der Zuführung für die Luft zum Turbokompressor zu, so tritt in der Regel bereits nach kurzer Zeit eine völlige Verstopfung des Luftdurchgangs in den der ersten Druckstufe bzw. Druckstufengruppe nachgeschalteten Druckstufen bzw.

ίο Druckstufengruppen auf. Aus diesem Grunde hat man bisher bei mehrstufigen, mit Zwischenkühlern ausgestatteten Turboverdichtern auf eine Reinigung während des Betriebes verzichtet und statt dessen die Turboverdichter für die Reinigung stillgesetzt und geöffnet, wobei häfig auch die Kühlerelemente der Zwischenkühler demontiert werden mußten. Die verschmutzten Innenteile des Turbokompressors wurden dann im allgemeinen zunächst mechanisch gereinigt oder mit einer Reinigungsflüssigkeit behandelt. Diese bekannten Reinigungsmethoden hatten jedoch den Nachteil, daß durch die Stillsetzung des Turbokompressors erhebliche Produktionsfälle auftraten. Außerdem waren die bekannten Reinigungsmethoden sehr aufwendig.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, mehrstufige, mit Zwischenkühlern ausgestattete Turboverdichter auch bei laufendem Turboverdichter zu reinigen.

Es wurde nun überraschenderweise ein Verfahren gefunden zur Reinigung von mehrstufigen, mit Zwischenkühlern ausgestatteten Turboverdichtern für Gase von aus den Gasen auf den Innenteilen der Turboverdichter abgelagerten Verschmutzungen unter Verwendung von Reinigungsflüssigkeiten, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß bei laufendem Turboverdichter die Druckstufen bzw. die einzelnen Druckstufengruppen von den Ablagerungen einzeln nacheinander in der Reihenfolge abfallenden Drucks beginnend mit der höchsten Druckstufe bzw. Druckstufengruppe mit den höchsten Drücken gereinigt werden.

Das neue Reinigungsverfahren hat den Vorteil, daß ein Stillsetzen, des Turboverdichters während der Reinigung nicht erforderlich ist, so daß hierdurch Produktionsausfälle vermieden werden können. Während bei der bisher bekannten Arbeitsweise die Turboverdichter je nach dem Verschmutzungsgrad der Luft bereits nach wenigen Monaten stillgesetzt werden mußten, können mehrstufige Turboverdichter nach dem erfindungsgemäßen Verfahren über mehrere Jahre betrieben werden, ohne daß sie zu Reinigungszwecken

so abgestellt werden müssen. Außerdem wird das aufwendige Aufdecken und Öffnen des Turboverdichters sowie das Ausbauen der Strömungsteile und der Kühlerbündel bei dem neuen Verfahren vermieden.
Die erfindunsgemäß durchzuführende Reinigung wird im allgemeinen auf mehrstufige Turboverdichter radialer und axialer Bauart angewendet Ist vor einen Zwischenkühler bzw. Endkühler nur eine Druckstufe geschaltet, so wird die betreffende Druckstufe zweckmäßig einzeln von den Ablagerungen gereinigt.

Befinden sich dagegen mehrere Druckstufen vor einem Zwischen- bzw. Endkühler, so werden diese Druckstufen im allgemeinen gemeinsam als Druckstufengruppe gereinigt Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar sowohl für mehrstufige Turbokompressoren mit ausschließlich einzeln zu reinigenden Druckstufen als auch für mehrstufige Turbokompressoren, in denen ausschließlich Druckstufengruppen jeweils zu reinigen sind. Das neue Verfahren kann jedoch auch auf

mehrstufige Turbokompressoren, in denen einzeln zu reinigende Druckstufen mit Druckstufengruppen kombiniert sind, angewendet werden. Im allgemeinen wird das erfindungsgemäße Verfahren auf mehrstufige Turbokompressoren mit 2 bis 15, vorzugsweise 2 bis 10, insbesondere 2 bis 8 Druckstufen und/oder Druckstufengruppen angewendet.

Im allgemeinen, insbesondere bei mehrstufigen Luftturboverdichtern, sind die mehrstufigen Turboverdichter mit Zwischenkühlern zwischen den einzelnen Druckstufen bzw. Druckstufengruppen sowie gegebenenfalls mit einem Endkühler, der hinter die letzte, mit dem Höchstdruck betriebene Druckstufe geschaltet ist, ausgestattet In der Regel befinden sich die Zwischen- und Endkühler außerhalb des Verdichtergehäuses. Die Zwischen- und Endkühlung des Gases kann jedoch auch innerhalb des Verdichtergehäuses, z. B. unter Verwendung von angeflanschten' Kühlergehäusen, erfolgen. Zweckmäßig wird hinter jede gekühlte Druckstufe bzw. Druckstufengruppe eine Abscheidevorrichtung, z. B. ein Abscheidegefäß, für die Reinigungsflüssigkeit geschaltet.

Als zu verdichtende Gase kommen für das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Äthan, Propan, Äthylen, Propylen, Gt-Kohlenwasserstoffe, Erdgas, wasserstoffhaltige Gase wie Synthesegas, Chlor, CO2, Ammoniak, nitrose Gase, fluorierte Kohlenwasserstoffe und insbesondere Luft in Betracht

Geeignete Reinigungsflüssigkeiten für die erfindungsgemäße Reinigung der mehrstufigen Turboverdichter sind z. B. Waschöle, organische Lösungsmittel wie Alkohole, Carbonsäureamide (z. B. Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon), gegebenenfalls chlorierte Kohlenwasserstoffe. Mit besonderem Vorteil, insbesondere bei der Reinigung von mehrstufigen Luftturboverdichtern, wird Wasser als Reinigungsflüssigkeit verwendet, welches gegebenenfalls noch Reinigungsmittel, z. B. Detergentien, enthält

Erfindungsgemäß wird der mehrstufige Turboverdichter von den Schmutzablagerungen auf den Innenteilen in der Weise gereinigt, daß die Druckstufen einzeln bzw. einzelne Druckstufengruppen gereinigt werden, indem die Reinigungsflüssigkeit bei laufendem Turboverdichter in die Gaszuführung für die jeweils zu reinigende Druckstufe bzw. Druckstufengruppe eingeführt wird und die nach dem Durchlaufen der Druckstufe bzw. Druckstufengruppe erhaltene, mit dem abgelösten Schmutz beladene Reinigungsflüssigkeit abgezogen wird. Die Reinigungsflüssigkeit wird zweckmäßig zwischen dem der betreffenden Druckstufe bzw. Druckstufengruppe vorgeschalteten Zwischenkühler und der betreffenden Druckstufe bzw. Druckstufengruppe in die Gaszuführungsleitung zur Druckstufe bzw. Druckstufengruppe eingeführt, z. B. über einen an der Gaszuführungsleitung angebrachten Eintrittsstutzen. Es ist jedoch auch möglich, die Reinigungsflüssigkeit schon vor dem vorgeschalteten Zwischenkühler aber nach der vorhergehenden Druckstufe bzw. Druckstufengruppe einzuführen. Für die Reinigung der eo ersten, unter dem niedrigsten Druck betriebenen Druckstufe bzw. Druckstufengruppe wird die Reinigungsflüssigkeit im allgemeinen in die Ansaugleitung, zweckmäßig zwischen dem gegebenenfalls vorhandenen Filter und der ersten Druckstufe eingeführt. In der Regel wird soviel Reinigungsflüssigkeit in die betreffende Druckstufe bzw. Druckstufengruppe eingegeben, bis die Schmutzablagerungen abgelöst sind, was durch den abnehmenden Verschmutzungsgrad der abgezogenen, mit dem abgelösten Schmutz beladenen Reinigungsflüssigkeit auf einfache Weise kontrolliert werden kann.

Die nach dem Durchlaufen der zu reinigenden Druckstufe bzw. Druckstufengruppe erhaltene, mit dem abgelösten Schmutz beladene Reinigungsflüssigkeit wird zweckmäßig durch Ausschleusen, z. B. unter Verwendung von Ausschleusvorrichtungen wie Ausschleustöpfen, abgezogen. Zweckmäßig wird nach jeder Druckstufe bzw. Druckstufengruppe eine solche Ausschleusvorrichtung angebracht. Bei der Reinigung der letzten, unter dem höchsten Druck stehenden Druckstufe bzw. Druckstufengruppe wird zweckmäßig die gesamte mit dem abgelösten Schmutz beladene Reinigungsflüssigkeit aus der der letzten Druckstufe nachgeschalteten Ausschleusung abgezogen. Bei der Reinigung einer der vorhergehenden Druckstufen bzw. Druckstufengruppen niedrigeren Drucks kann die mit dem abgelösten Schmutz beladene Reinigungsflüssigkeit vorwiegend aus der der betreffenden Druckstufe bzw. Druckstufengruppe nachgeschalteten Ausschleusung abgezogen werden. Es ist jedoch auch möglich, die aus einer vorhergehenden Druckstufe bzw. Druckstufengruppe erhaltene, mit abgelösten Schmutz beladene Reinigungsflüssigkeit ganz oder teilweise eine oder mehrere der nachfolgenden Druckstufen und/oder Druckstufengruppen durchlaufen zu lassen und z. B. über eine oder mehrere der den nachfolgenden Druckstufen und/oder Druckstufengruppen jeweils nachgeschalteten Ausschleusungen abzuziehen.

Mit besonderem Vorteil wird die erfindungsgemäße Reinigung des mehrstufigen Turboverdichters in der Weise durchgeführt, daß die Druckstufen und/oder Druckstufengruppen des mehrstufigen Turboverdichters einzeln nacheinander in der Reihenfolge abfallenden Drucks beginnend mit der höchsten Druckstufe während des normalen Betriebes des Turboverdichters gereinigt werden.

In der Figur wird eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch erläutert. Ein Luftturboverdichter (1) mit beispielsweise 4 Druckstufen bzw. Druckstufengruppen (la bis d) saugt über das Filter (8) atmosphärische Luft an und verdichtet sie auf den Enddruck von z. B. 6 bar Überdruck. Für die Reinigung des Luftturboverdichters von aus der Luft auf den Innenteilen des Turboverdichters abgelagerten Verschmutzungen wird zweckmäßig Wasser als Reinigungsflüssigkeit verwendet. Nach jeder Stufe bzw. Stufengruppe ist eine Zwischenkühlung (5a bis c) vorgesehen, um eine kostengünstige möglichst isotherme Verdichtung zu erreichen. Nach der letzten Druckstufe bzw. Druckstufengruppe id ist im allgemeinen noch ein Endkühler (2) mit Wasserabscheidern (3) und Wasserausschleustopf (4) installiert In der Ansaugleitung sowie nach jeder Zwischenkühlung ist jeweils ein Wassereintrittsstutzen (6a bis d) angebracht. Außerdem finden sich nach den Zwischenkühlern (5a bis c) noch jeweils die Ausschleusgefäße (7a bis c), die eventuell anfallendes Kondensat während des Betriebes ausschleusen sollen.

Das Reinigungsverfahren für den Luftturboverdichter wird beispielsweise mit dem langsamen Öffnen des Ventils (6a) für die Wassereindüsung begonnen, wodurch die letzte Druckstufe bzw. Druckstufengruppe (id)mit dem Luft-Wassergemisch gespült wird. Das mit dem abgelösten Schmutz beladene Wasser wird am Ausschleusgefäß (4) abgezogen. Das ausgeschleuste, zunächst vom abgelösten Schmutz dunkel gefärbte

Wasser, hellt sich im Laufe der Reinigungsoperation auf. Sobald das ausgeschiedene Wasser keinen abgelösten Schmutz mehr enthält, wird die Reinigungsoperation für die letzte Druckstufe bzw. Druckstufengruppe beendet, indem die Wassereindüsung (6a) geschlossen wird. Anschließend wird zur Reinigung der vorletzten, bei dem zweithöchsten Druck betriebenen Druckstufe bzw. Druckstufengruppe (Ic^ und des Zwischenkühlers (5a) über Ventil (6b) Wasser eingedüst. Das mit dem abgelösten Schmutz beladene, zunächst dunkel gefärbte Wasser wird zum größten Teil über Ausschleusgefäß

(7a) und zum geringeren Teil, über das Endausschleusgefäß (4) abgezogen. Nach der Ablösung der Schmutzablagerungen in Druckstufe bzw. Druckstufengruppe (ic)und Zwischenkühler (5a) wird die Reinigungsoperation der vorletzten Druckstufe bzw. Druckstufengruppe und des Zwischenkühlers (5a) durch Schließen des Ventils (6b) beendet. Danach werden in entsprechender Weise Druckstufe bzw. Druckstufengruppe (\b) und Zwischenkühler (5b) und schließlich Druckstufe bzw. Druckstufengruppe (la) und Zwischenkühler (5c) gereinigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von mehrstufigen, mit Zwischenkühlern ausgestatteten Turboverdichtern für Gase von aus den Gasen auf den Innenteilen der Turboverdichter abgelagerten Verschmutzungen unter Verwendung von Reinigungsflüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß bei laufendem Turboverdichter die Druckstufen bzw. die einzelnen Druckstufengruppen von den Ablagerungen einzeln nacheinander in der Reihenfolge abfallenden Drucks beginnend mit der höchsten Druckstufe bzw. Druckstufengruppe mit den höchsten Drücken gereinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Schmutz beladene Reinigungsflüssigkeit über Ausschleusgefäße abgeführt wird.