EP2079901A1 - Turbomaschine und verfahren zum turnen einer turbomaschine - Google Patents

Turbomaschine und verfahren zum turnen einer turbomaschine

Info

Publication number
EP2079901A1
EP2079901A1 EP07821277A EP07821277A EP2079901A1 EP 2079901 A1 EP2079901 A1 EP 2079901A1 EP 07821277 A EP07821277 A EP 07821277A EP 07821277 A EP07821277 A EP 07821277A EP 2079901 A1 EP2079901 A1 EP 2079901A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dry gas
seal
rotor
turbomachine
minute
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07821277A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Kuhlenbeck
Franz-Josef Meyer
Wolfgang Zacharias
Ralf Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP07821277A priority Critical patent/EP2079901A1/de
Publication of EP2079901A1 publication Critical patent/EP2079901A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/34—Turning or inching gear
    • F01D25/36—Turning or inching gear using electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/003—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by packing rings; Mechanical seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/28—Arrangement of seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal
    • F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
    • F16J15/3484—Tandem seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3492—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member with monitoring or measuring means associated with the seal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/447—Labyrinth packings
    • F16J15/4472—Labyrinth packings with axial path

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine with a rotor and at least one shaft seal, wherein the shaft seal is formed as a dry gas seal, comprising at least one sliding surface which sealingly cooperates with a sliding surface on the rotor, which turbomachine has a gymnastics device, which for rotating the rotor at a certain turn speed is trained.
  • the invention is concerned with a method for gymnastizing a rotor of a turbomachine at a certain
  • turbomachine has a dry gas seal as a shaft seal on the rotor, wherein the dry gas seal has at least one sliding surface which sealingly cooperates with a sliding surface on the rotor.
  • dry gas seals consist of two opposing sliding surfaces, one of which is connected in rotation to the rotor and the other standing on one Housing is attached.
  • specially contoured recesses in one of the two generally annular sliding surfaces provide a fluid-dynamic force which leads to the lifting of the two sliding surfaces from each other, which thus ensures a wear-free relative movement of the two sliding surfaces relative to one another.
  • the most used for compressors dry gas seals require a supply system that provides a certain amount of gas sealant. Dry gas seals can be formed in one or more stages and sometimes combined with an example, previous labyrinth seal.
  • the operator of such a compressor strand with a dry gas seal faces the problem of having to continue moving it when the compressor is switched off, in order to avoid distortion of the compressor Rotor of the compressor or the engine during cooling to avoid while avoiding damage to the dry gas seals.
  • the lift-off speed of the dry gas seal depends on the pressure difference across each individual sealing element as well as the seal size and the type of gas (viscosity).
  • the invention has therefore set itself the task of creating a cost-effective and safe solution for the gymnastics of a turbomachine with a dry gas seal, in particular a turbo compressor.
  • the gymnastics apparatus be designed such that the turn speed is less than 10 revolutions / minute and rotates continuously.
  • the invention proposes a method for gymnastics of the type mentioned, in which the turn speed is less than 10 revolutions / minute with continuous rotation.
  • the main advantage of the solution according to the invention consists in the enormous cost savings in the dimensioning and operation of the gymnastics apparatus, since these only have to move the rotor in comparison to conventional gymnastic equipment with an approximately 100-1000 times lower speed. Accordingly, the power requirement of the gymnastics apparatus is much lower and both the drive and the subsequent transmission components can be designed for lower power. In addition, the energy requirement for gymnastics also decreases.
  • the basis of the invention is the surprising realization that dry gas seals and bearings can be operated damage-free not only above the so-called Abhebeloomiere over a sufficiently long period (about 5000 hours), but also with a very low speed.
  • the turn speed is less than 1 revolution / minute, in particular 0.2 revolutions / minute, because in this case any wear is very low and energy is saved to the drive or a warping can still be prevented with sufficient certainty.
  • An already known method of protecting the rotor from thermally induced permanent curvatures by means of a low speed lies in the possibility of discontinuous movement, in which the rotor is rotated at specific intervals by a specific angle. This is done either as a so-called nudge (manual rotation of a rotor by means of a ratchet at a very low speed) or moving by means of a Hubkolbenfitvorides.
  • the gymnastics apparatus in such a way that it is suitable for rotating the rotor at a correspondingly low speed, namely below 10 revolutions / minute.
  • the gymnastics device has at least one motor and a transmission, wherein the transmission is provided with a translation designed in such a way that sets a speed of the rotor below 10 revolutions / minute.
  • FIG. 1 shows a turbine strand 100 with a dry gas seal 1 which seals against a rotor 2 of a turbocompressor 50, which is not shown in greater detail.
  • Process gas or the compressor 50 is located on the left side of the illustrated dry gas seal, and a gear 62 and a drive 61 embodied as a turbine 61 are shown in the sequence on the right.
  • the whole strand knows at different
  • Element 13, 14 is pressed against the first sliding member 5 and the second sliding member 6, a first sliding counterpart 10 of the first dry gas seal 7 and a second sliding counterpart 11 of the second dry gas seal 8.
  • the labyrinth seal 9 is acted upon by a second sealing gas 22 from the bearing side with a higher pressure than that which adjusts the bearing side of the first dry gas seal. This ensures that no process gas reaches the environment.
  • the mixture of the sealing gas and the process gas enters the suction 21 for subsequent processing.
  • the second dry gas seal 8 seals against the second seal gas 22 to the bearing side down.
  • the leakage of the second sealing gas is removed by means of a second trigger 23 together with absorbed ambient medium for processing.
  • FIG. 2 shows impermissible rotational speeds in a diagram 50 by means of a crosshatched zone 51.
  • the entire region of the invention which according to conventional findings with regard to the dry gas seal 1 is not permitted Speeds n limited by the cross-hatched in the diagram also cross-border area 52, the ordinate and the abscissa.
  • the boundary line 52 describes the lift-off speed of the dry gas seal 2 as a function of the applied pressure.
  • the values listed are merely exemplary with regard to the lift-off speed of the dry gas seal because the values can vary greatly depending on the process gas. It was previously assumed that the sliding surfaces of the dry gas seal are damaged at a speed below the Abhebenchiere.
  • the turning or turning of the rotor 2 does not cause damage to the dry gas seals.
  • the gymnastics is inventively at a speed below the transition speed of the bearing, which may be about 10 (if necessary 10-20) revolutions / minute done.
  • the transition speed is the transition from mixed friction to the establishment of a hydrodynamic lubricant film.
  • the turn speed is less than 1 revolution / minute, which has a particularly low wear and at the same time only low energy consumption for gymnastics result. Just a safe distance to the risk of warping and minimal wear occurs when the turn speed is about 0.2 revolutions / minute.
  • a gymnastics device 60 shown in Figure 1 with a motor 61 and a multi-stage gear 62 is designed such that sets in the turn mode, a speed of about 0.2 revolutions / minute.
  • the transmission 62 is dimensioned such that a conventional electric motor 61 can be used cost-effectively in order to realize a continuous rotation or gymnastics in the region of a knocking speed, ie at about 0.2 revolutions / min up to 10 revolutions / min.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbomaschine (1) mit einem Rotor (2) und einer Trockengasdichtung (3). Beim Turnen von Turbomaschinen (1) halten herkömmliche Turnvorrichtungen (60) eine Drehzahl oberhalb der Übergangsdrehzahl der Lager und der Abhebedrehzahl der Trockengasdichtung (3) ein, um Beschädigungen zu vermeiden. Dies bedingt eine entsprechend große Dimensionierung der Turnvorrichtung (60). Abweichens hiervon schlägt die Erfindung vor, die Turnvorrichtung derart auszubilden, dass das Turnen des Rotors (2) bei einer Drehzahl unter 10 Umdrehungen/Minute, vorzugsweise unter 1 Umdrehung/Minute erfolgt.

Description

Beschreibung
Turbomaschine und Verfahren zum Turnen einer Turbomaschine
Die Erfindung betrifft eine Turbomaschine mit einem Rotor und mindestens einer Wellendichtung, wobei die Wellendichtung als Trockengasdichtung ausgebildet ist, aufweisend mindestens eine Gleitfläche, welche mit einer Gleitfläche am Rotor dichtend zusammenwirkt, welche Turbomaschine eine Turnvorrichtung aufweist, welche zur Drehung des Rotors bei einer bestimmten Turndrehzahl ausgebildet ist. Daneben beschäftigt sich die Erfindung mit einem Verfahren zum Turnen eines Rotors einer Turbomaschine bei einer bestimmten
Turndrehzahl, welche Turbomaschine eine Trockengasdichtung als Wellendichtung am Rotor aufweist, wobei die Trockengasdichtung mindestens eine Gleitfläche aufweist, welche mit einer Gleitfläche am Rotor dichtend zusammenwirkt.
Die Anwendung von Trockengasdichtungen bei der Kompression von Prozessgas hat in den vergangenen 20 Jahren stark zugenommen und die traditionellen Ölfilmdichtungen in den meisten Anwendungen ersetzt. Mittlerweile werden über 80% der Prozessgaskompressoren mit Trockengasdichtungen (dry gas seals) hergestellt. Die Beliebtheit von Trockengasdichtungen ist einerseits in der hervorragenden Dichtungswirkung dieses Prinzips und andererseits in der Langlebigkeit solcher Anordnung begründet.
Die europäische Patentanmeldung EP 0 781 948 Al, die deutsche Patentschrift DE 42 29 081 Cl und DE 39 25 404 C2 beschäftigen sich jeweils mit konstruktiven Details von Trockengasdichtungen .
Im Wesentlichen bestehen Trockengasdichtungen aus zwei sich gegenüberstehenden Gleitflächen, von denen eine rotierend mit dem Rotor verbunden ist und die andere stehend an einem Gehäuse befestigt ist. Während des Betriebes sorgen speziell konturierte Ausnehmungen in einer der beiden meist ringförmig ausgebildeten Gleitflächen für eine fluiddynamische Kraft, die zum Abheben der beiden Gleitflächen voneinander führt, welches dadurch erzeugte Betriebsspiel eine verschleißfreie Relativbewegung der beiden Gleitflächen zueinander gewährleistet. Die meist für Kompressoren eingesetzten Trockengasdichtungen benötigen ein Versorgungssystem, welches eine gewisse Menge an Dichtungsgas bereitstellt. Trockengasdichtungen können ein- oder mehrstufig ausgebildet und bisweilen auch mit einer beispielsweise vorhergehenden Labyrinthdichtung kombiniert sein.
Insbesondere bei der Förderung heißer Medien oder aufgrund von Forderungen der Antriebsmaschine (z. B. einer Turbine) sieht sich der Betreiber eines derartigen Kompressorstranges mit einer Trockengasdichtung vor das Problem gestellt, bei einem Abschalten des Kompressors diesen fortgesetzt bewegen zu müssen, um eine Verkrümmung des Rotors des Kompressors oder der Antriebsmaschine während des Abkühlens zu vermeiden und gleichzeitig eine Beschädigung der Trockengasdichtungen vermeiden zu müssen. Hierzu ist es erforderlich, dass die Drehung des Rotors oberhalb einer Abhebedrehzahl der Gleitflächen der Trockengasdichtung (ca. 100 - 600 Umdrehungen/Minute) und oberhalb der Übergangsdrehzahl der Lager (ca. 20 - 50 Umdrehungen/Minute) erfolgt. Die Abhebedrehzahl der Trockengasdichtung ist abhängig von der Druckdifferenz über jedes einzelne Dichtelement sowie der Dichtungsgröße und der Gasart (Viskosität) . Bei einem nur geringen Überdruck kann dies durchaus eine Drehzahl von bis zu 1000 Umdrehungen/Minute erforderlich machen. Bei entsprechender Größe des Kompressors beispielsweise bei einem mittels einer Gasturbine angetriebenen Kompressor einer Gasverflüssigungsanlage, muss zusätzlich zur Gasturbine ein entsprechend stark dimensionierter Elektromotor vorgesehen werden, damit weder der Rotor durch eine Verkrümmung noch die Trockengasdichtung durch einen unzulässigen Betrieb zerstört werden. Teilweise ist eine konstruktive Lösung aufgrund der Größe dieses Turnantriebes mittels eines Elektromotors nicht mehr möglich.
Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine kostengünstige und sichere Lösung für das Turnen einer Turbomaschine mit einer Trockengasdichtung, insbesondere eines Turbokompressors zu schaffen.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Turnvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Turndrehzahl weniger als 10 Umdrehungen/Minute beträgt und kontinuierlich dreht. Daneben schlägt die Erfindung ein Verfahren zum Turnen der eingangs genannten Art vor, bei welchem die Turndrehzahl unter 10 Umdrehungen/Minute bei kontinuierlicher Drehung beträgt.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht in der gewaltigen Kosteneinsparung bei der Dimensionierung und dem Betrieb der Turnvorrichtung, da diese im Vergleich zu herkömmlichen Turnvorrichtungen den Rotor lediglich mit einer ca. 100 - 1000-fach geringeren Drehzahl bewegen muss. Dementsprechend ist der Leistungsbedarf der Turnvorrichtung sehr viel geringer und sowohl der Antrieb als auch die nachfolgenden Getriebekomponenten können für eine geringere Leistung ausgelegt werden. Darüber hinaus sinkt auch der Energiebedarf für den Turnbetrieb. Die Grundlage der Erfindung ist die überraschende Erkenntnis, dass Trockengasdichtungen und Lager nicht nur oberhalb der so genannten Abhebedrehzahl über einen ausreichend langen Zeitraum (ca. 5000 Stunden) beschädigungsfrei betrieben werden können, sondern auch mit einer ganz geringen Drehzahl.
Bevorzugt beträgt die Turndrehzahl unter 1 Umdrehung/Minute, insbesondere 0,2 Umdrehungen/Minute, weil hierbei ein etwaiger Verschleiß sehr gering ist und Energie zum Antrieb eingespart wird bzw. ein Verkrümmen noch mit hinreichender Sicherheit verhindert werden kann. Eine bereits bekannte Methode den Rotor vor thermisch bedingten bleibenden Verkrümmungen mittels einer niedrigen Drehzahl zu schützen liegt in der Möglichkeit des diskontinuierlichen Bewegens, bei welchem der Rotor in bestimmten Abständen um einen jeweils bestimmten Winkel gedreht wird. Dies erfolgt entweder als ein so genanntes Knippen (händisches Drehen eines Rotors mittels einer Ratsche bei einer sehr geringen Drehzahl) oder dem Bewegen mittels einer Hubkolbendrehvorrichtung.
Diese Methoden haben jedoch den Nachteil, dass gesonderte Montage und personalaufwändige Betätigungsverrichtungen notwendig sind. Hierbei ist auch stets das erhöhte Risiko des menschlichen Versagens gegeben.
Die Erkenntnisse, auf denen die Erfindung beruht, zeigen jedoch, dass ein kontinuierliches Drehen des Rotors auch über einen längeren Zeitraum von mindestens 500 und bis zu 10.000 Stunden bei einer Drehzahl in der Größenordnung von unter 10 Umdrehungen/Minute keine Beschädigung der Trockengasdichtung oder eines Lagers des Turbostranges zur Folge hat. Die Erfindung überkommt damit das Vorurteil, dass nur ein diskontinuierliches Drehen des Läufers mit einer Drehzahl sehr geringer Größenordnung - also ein Knippen - dauerhaft ertragen werden kann. Aufgrund dieser überraschenden
Erkenntnis schlägt die Erfindung vor, die Turnvorrichtung derart auszubilden, dass sie für ein Drehen des Rotors bei entsprechend niedriger Drehzahl, nämlich unterhalb von 10 Umdrehungen/Minute, geeignet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Turnvorrichtung mindestens einen Motor und ein Getriebe aufweist, wobei das Getriebe mit einer derart ausgebildeten Übersetzung versehen ist, dass sich eine Drehzahl des Rotors unterhalb von 10 Umdrehungen/Minute einstellt. Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen zur Verdeutlichung näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch ein Dichtelement einer
Trockengasdichtung eines Turbokompressors und
Figur 2 den Zusammenhang zwischen zulässigen
Drehzahlen und dem Druck an einer Dichtung sowie den Sperrbereich aufgrund der
Übergangsdrehzahl der Lager.
Figur 1 zeigt einen Turbostrang 100 mit einer Trockengasdichtung 1, die gegen einen Rotor 2 eines Turbokompressors 50 dichtet, welcher nicht näher dargestellt ist. Auf der linken Seite der dargestellten Trockengasdichtung befindet sich Prozessgas bzw. der Kompressor 50 und zur rechten Seite ist in der Folge ein Getriebe 62 und ein als Turbine ausgebildeter Antrieb 61 dargestellt. Der gesamte Strang weißt an verschiedenen
Stellen Lagerungen 63, 64 auf welche nicht näher dargestellt sind auf. An dem Rotor 2 ist sich mitdrehend ein sich in Umfangsichtung der Rotors 2 erstreckender Träger 3 mittels einer Passfeder 4 drehstarr befestigt, welcher Träger sich in Umfangsrichtung erstreckende Gleitelemente 5, 6, ein erstes Gleitelement 5 und ein zweites Gleitelement 6 einer ersten Trockengasdichtung 7 und einer zweiten Trockengasdichtung 8 trägt. Zwischen der ersten Trockengasdichtung 7 und der zweiten Trockengasdichtung 8 befindet sich eine zusätzliche Labyrinthdichtung 9. Mittels jeweils eines elastischen
Elementes 13, 14 ist an das erste Gleitelement 5 bzw. das zweite Gleitelement 6 ein erstes Gleitgegenstück 10 der ersten Trockengasdichtung 7 bzw. ein zweites Gleitgegenstück 11 der zweiten Trockengasdichtung 8 angedrückt.
In Abhängigkeit von dem an der Dichtung anstehenden Druck bildet sich jeweils zwischen dem Gleitstück 7, 8 und dem Gegengleitstück 10, 11 ein Fluid- bzw. Gasfilm beginnend mit einer bestimmten Abhebedrehzahl, so dass die Trockengasdichtung 1 verschleißfrei die
Relativrotationsbewegung aufnimmt. Gleichzeitig ereignet sich über den Abhebefilm 15, welche nur wenige Tausendstel
Millimeter dick ist, ein verhältnismäßig großer Druckverlust bei einem nur sehr geringen Volumenstrom. Die sich hieraus ergebende Dichtigkeit ist unter anderem anhängig von der Vorspannkraft des elastischen Elementes 13 bzw. 14. Je höher die Vorspannkraft ist, desto geringer ist die sich ergebende Leckage und desto höher ist die Abhebedrehzahl.
Auf der Seite der ersten Trockengasdichtung 7, wo die Trockengasdichtung zum nicht dargestellten Lager hin abdichtet, befindet sich eine Absaugung 21, mittels welcher die Leckage des Prozessgases 20 und das aus der Labyrinthdichtung 9 in die Absaugung 21 eintretende Dichtungsgas 22 abgesaugt wird. Auf der Seite des Kompressors ist die erste Trockengasdichtung mittels Prozessgases 20 beaufschlagt.
Die Labyrinthdichtung 9 wird mit einem zweiten Dichtungsgas 22 von der Lagerseite her mit einem höheren Druck beaufschlagt, als derjenige, welcher sich lagerseitig der ersten Trockengasdichtung einstellt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass kein Prozessgas die Umgebung erreicht. Das Gemisch aus dem Dichtungsgas und dem Prozessgas tritt in die Absaugung 21 zur nachfolgenden Aufbereitung ein. Die zweite Trockengasdichtung 8 dichtet gegen das zweite Dichtungsgas 22 zur Lagerseite hin ab. Die Leckage des zweiten Dichtungsgases wird mittels eines zweiten Abzuges 23 gemeinsam mit eingesogenem Umgebungsmedium zur Aufbereitung abgeführt .
Figur 2 zeigt unzulässige Drehzahlen in einem Diagramm 50 mittels einer gekreuzt schraffierten Zone 51. In dem Diagramm 50 ist der gesamte nach herkömmlichen Erkenntnissen hinsichtlich der Trockengasdichtung 1 unerlaubte Bereich der Drehzahlen n begrenzt durch den in dem Diagramm ebenfalls gekreuzt schraffierten Begrenzungsbereich 52, die Ordinate sowie die Abszisse. Die Begrenzungslinie 52 beschreibt die Abhebedrehzahl der Trockengasdichtung 2 in Abhängigkeit von dem anstehenden Druck. Die aufgeführten Werte sind bezüglich der Abhebedrehzahl der Trockengasdichtung lediglich beispielhaft, weil in Abhängigkeit von dem Prozessgas die Werte stark variieren können. Es wurde bisher davon ausgegangen, dass die Gleitflächen der Trockengasdichtung bei einer Drehzahl unterhalb der Abhebedrehzahl beschädigt werden. Überraschend wurde jedoch festgestellt, dass in einem Bereich niedriger Drehzahlen 53 das Drehen bzw. Turnen des Rotors 2 keine Beschädigung der Trockengasdichtungen verursacht. Das Turnen liegt erfindungsgemäß bei einer Drehzahl unterhalb der Übergangsdrehzahl der Lager, die etwa bei 10 (ggf 10-20) Umdrehungen/Minute liegen kann, erfolgen. Die Übergangsdrehzahl ist der Übergang von der Mischreibung in die Etablierung eines hydrodynamischen Schmierfilms. Bevorzugt liegt die Turndrehzahl bei unter 1 Umdrehung/Minute, was einen besonders geringen Verschleiß bei gleichzeitig nur geringem Energieverbrauch zum Turnen zur Folge hat. Einen gerade noch sicheren Abstand zur Gefahr des Verkrümmens und minimaler Verschleiß stellt sich ein, wenn die Turndrehzahl etwa 0,2 Umdrehungen/Minute beträgt.
Dementsprechend ist eine in Figur 1 dargestellte Turnvorrichtung 60 mit einem Motor 61 und einem mehrstufigen Getriebe 62 derart ausgebildet, dass sich im Turnbetrieb eine Drehzahl von etwa 0,2 Umdrehungen/Minute einstellt. Das Getriebe 62 ist hierbei derart dimensioniert, dass ein herkömmlicher elektrischer Motor 61 kostengünstig eingesetzt werden kann, um ein kontinuierliches Drehen bzw. Turnen im Bereich einer Knippdrehzahl, also bei etwa 0,2 Umdrehungen/min bis zu 10 Umdrehungen/min zu realisieren.

Claims

Patentansprüche
1. Turbomaschine (1) mit einem Rotor (2) und mindestens einer Wellendichtung, wobei die Wellendichtung als
Trockengasdichtung (3) ausgebildet ist, aufweisend mindestens eine Gleitfläche, welche im Betrieb mit einer Gleitfläche am Rotor dichtend zusammenwirkt, welche im Turbomaschinenstrang (1) mindestens eine Turnvorrichtung (60) aufweist, welche zur Drehung des Rotors (2) bei einer Turndrehzahl (n) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Turnvorrichtung (60) derart ausgebildet ist, dass die Turndrehzahl (n) weniger als 10 Umdrehungen/Minute beträgt und kontinuierlich dreht.
2. Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Turnvorrichtung (60) einen Motor (61) und ein Getriebe zwischen dem Motor (61) und dem Rotor (2) aufweist, welches Getriebe mit einem derartigen Übersetzungsverhältnis ausgebildet ist, dass sich eine Turndrehzahl unter 10 Umdrehungen/Minute einstellt.
3. Turbomaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbomaschine ein Kompressor ist.
4. Turbomaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockengasdichtung (3) als eine Tandemdichtung mit zwei einzelnen Trockengasdichtungen (7, 8) ausgebildet ist.
5. Turbomaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Trockengasdichtungen (7, 8) eine Labyrinthdichtung angeordnet ist.
6. Turbomaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockengasdichtung (3) als eine Doppeldichtung mit zwei einzelnen Trockengasdichtungen (7, 8) ausgebildet ist.
7. Turbomaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockengasdichtung (3) als eine Trippeldichtung mit drei einzelnen Trockengasdichtungen (7, 8) ausgebildet ist.
8. Verfahren zum Turnen eines Rotors (2) einer Turbomaschine (1) mittels einer motorbetriebenen Turnvorrichtung (60) bei einer Turndrehzahl (n) , welche eine Trockengasdichtung (3) als Wellendichtung am
Rotor (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Turndrehzahl (n) unter 10 Umdrehungen/Minute bei kontinuierlicher Drehung beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockengasdichtung (3) eine Gleitfläche aufweist, die mit einer Gleitfläche am Rotor (2) dichtend zusammenwirkt, wobei bei einer Abhebedrehzahl der Trockengasdichtung (3) sich ein Schmierfilm zwischen den Gleitflächen etabliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Turndrehzahl (n) weniger als 10 Umdrehungen/Minute beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Turndrehzahl (n) weniger als 1 Umdrehung/Minute, insbesondere 0,2 Umdrehung/Minute beträgt.
EP07821277A 2006-10-19 2007-10-12 Turbomaschine und verfahren zum turnen einer turbomaschine Withdrawn EP2079901A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07821277A EP2079901A1 (de) 2006-10-19 2007-10-12 Turbomaschine und verfahren zum turnen einer turbomaschine

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06021971A EP1914387A1 (de) 2006-10-19 2006-10-19 Turbomaschine und Verfahren zum Turnen einer Turbomaschine
EP07821277A EP2079901A1 (de) 2006-10-19 2007-10-12 Turbomaschine und verfahren zum turnen einer turbomaschine
PCT/EP2007/060910 WO2008046793A1 (de) 2006-10-19 2007-10-12 Turbomaschine und verfahren zum turnen einer turbomaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2079901A1 true EP2079901A1 (de) 2009-07-22

Family

ID=37847290

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06021971A Withdrawn EP1914387A1 (de) 2006-10-19 2006-10-19 Turbomaschine und Verfahren zum Turnen einer Turbomaschine
EP07821277A Withdrawn EP2079901A1 (de) 2006-10-19 2007-10-12 Turbomaschine und verfahren zum turnen einer turbomaschine

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP06021971A Withdrawn EP1914387A1 (de) 2006-10-19 2006-10-19 Turbomaschine und Verfahren zum Turnen einer Turbomaschine

Country Status (2)

Country Link
EP (2) EP1914387A1 (de)
WO (1) WO2008046793A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008031980A1 (de) 2008-07-07 2010-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Maschine mit einer Wellendichtung
DE102008048942B4 (de) 2008-09-25 2011-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung mit einer Wellendichtung
DE102009012038B4 (de) * 2009-03-10 2014-10-30 Siemens Aktiengesellschaft Wellendichtung für eine Strömungsmaschine
DE102011007071A1 (de) 2011-04-08 2012-10-11 Siemens Aktiengesellschaft Wellendichtungseinsatz
DE102011007073A1 (de) * 2011-04-08 2012-10-11 Siemens Aktiengesellschaft Wellendichtungsanordnung
ITCO20110036A1 (it) 2011-09-07 2013-03-08 Nuovo Pignone Spa Guarnizione per una macchina rotante
FR3000167B1 (fr) * 2012-12-20 2015-08-21 Cryostar Sas Ensemble joint d'etancheite a gaz pour pompes a liquide cryogenique
DE102014218937A1 (de) 2014-09-19 2016-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Wellendichtung, Verfahren zum Betrieb
DE102015013660A1 (de) * 2015-10-22 2017-04-27 Man Diesel & Turbo Se Trockengasdichtung und Strömungsmaschine mit einer Trockengasdichtung
DE102016203230B4 (de) * 2016-02-29 2017-12-14 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Gleitringdichtungsanordnung zur Abdichtung kalter Medien
UA120883C2 (uk) * 2016-06-20 2020-02-25 Акционєрноє Общєство "Центральноє Конструкторскоє Бюро Машиностроєнія" Торцеве ущільнення
DE102018123728A1 (de) * 2018-09-26 2020-03-26 Man Energy Solutions Se Versorgungssystem eines Dichtungssystems einer Strömungsmaschine und Strömungsmaschine mit einem Dichtungs- und Versorgungssystem

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3533829A1 (de) * 1985-09-23 1987-04-02 Aeg Kanis Turbinen Dichtungsvorrichtung mit einer gasgeschmierten gleitringdichtung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE688728C (de) * 1938-02-17 1940-02-29 Aeg Einrichtung zum selbsttaetigen Einschalten eines Hilfsantriebs fuer den langsamen Weiterlauf des Laeufers einer Dampfturbine bei ihrer Ausserbetriebsetzung
FR1277277A (fr) * 1961-01-06 1961-11-24 Westinghouse Electric Corp Appareillage de commande
US3951008A (en) * 1975-01-08 1976-04-20 Twin Disc, Incorporated Power transmitting mechanism for starting a high inertia load and having retarder means for auxiliary starting motor
US4905810A (en) * 1988-04-29 1990-03-06 Bahrenburg Harry H Rotor shaft turning apparatus
CH680607A5 (de) * 1989-07-12 1992-09-30 Escher Wyss Ag
DE4229081C1 (de) * 1992-05-27 1993-12-23 Escher Wyss Ag Trockengasdichtung
DE4426354C2 (de) * 1994-07-25 2003-03-06 Alstom Kombianlage
EP0781948A1 (de) * 1995-12-29 1997-07-02 Sulzer Turbo AG Turbomaschine für nicht ideale Prozessgase
US7309208B2 (en) * 2005-02-22 2007-12-18 General Electric Company Turning gear drive system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3533829A1 (de) * 1985-09-23 1987-04-02 Aeg Kanis Turbinen Dichtungsvorrichtung mit einer gasgeschmierten gleitringdichtung

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAXENA M N: "Dry gas seals and support systems: benefits and options", HYDROCARBON PROCESSING, GULF PUBLISHING CO. HOUSTON, US, 1 November 2003 (2003-11-01), pages 37 - 41, XP003029643, ISSN: 0018-8190 *
See also references of WO2008046793A1 *
SIEMENS WESTINGHOUSE POWER CORPORATION ORLANDO ET AL: "Advanced Turbine Systems Program - Phase III - Technical Progress - Final Report", 21 April 2004 (2004-04-21), MORGANTOWN, WV 26507-0880, XP055162476, Retrieved from the Internet <URL:http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/828617-4JNGhx/native/> [retrieved on 20150115] *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1914387A1 (de) 2008-04-23
WO2008046793A1 (de) 2008-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2079901A1 (de) Turbomaschine und verfahren zum turnen einer turbomaschine
DE3219127C2 (de) Dichtungsvorrichtung für Strömungsmaschinen
EP1394365B1 (de) Wellendichtung für Turbolader
EP3234415B1 (de) Wellendichtungsanordnung einer fluidmaschine sowie verfahren zur abdichtung einer welle einer fluidmaschine
DE60300288T2 (de) Abgedichtetes ölgedämpftes Wälzlager
DE2905867C2 (de) Dichtungsvorrichtung
EP2450530B1 (de) Vorrichtung zur Abdichtung des Kolbens von Rotationskolbenmaschinen
DE2416639A1 (de) Rotierende montageanordnung
EP1224381A1 (de) Einrichtung zur kompensierung des axialschubs bei turbomaschinen
DE69618355T2 (de) Wellendichtung
EP1507106A1 (de) Rotationsdichtung
DE102013208357B3 (de) Anordnung mit einer Dichtung
DE3415902A1 (de) Stillstandsdichtung
DE19611677C2 (de) Berührungsfreie Dichtung mit einem schwimmenden Ring
DE2114874A1 (de) Hydraulische Verdrängungspumpe
DE69722640T2 (de) Mit öl gekühlte scheibenkupplung
EP2538030A1 (de) Labyrinth-Dichtsystem für eine Gasturbine
WO2015063252A1 (de) Drehkolbengebläse mit einem dichtsystem
DE102011117862A1 (de) Dichtungsanordnung, insbesondere für eine Abgasturbine
EP2119869A2 (de) Hydromaschine
DE3420343C2 (de)
DE102009038937A1 (de) Anordnung in einem Schraubenverdichter
DE102015118022A1 (de) Rotationsverdrängervakuumpumpe
DE112014006869T5 (de) Ölpumpe eines Verbrennungsmotors
EP0991884A1 (de) Gleitringdichtung für kurbelwelle

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090424

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20090821

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150602