Metallfaltenbalgdichtung in Crackrückstandsprodukten

MFL65 im heißen Einsatz bis 400 °C

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Situation

  • Britische Conoco Humber Raffinerie mit einer jährlichen Verarbeitungskapazität von 85 Mio. Barrel Rohöl
Product portfolio

Herausforderung

  • Längere Laufzeiten und geringe Leckagen beim thermischen Crack-Prozess des Rohöls
Advantages (big)

Lösung

  • Doppel-Metallfaltenbalgdichtung MFL65-D1/130-E2

In der Conoco Humber-Raffinerie an der Ostküste Englands werden seit 1969 jährlich 85 Millionen Barrel Rohöl verarbeitet. Dies entspricht einer täglichen Menge von 230.000 Barrel, die hauptsächlich zu Benzin, Diesel, Kerosin, Heizöl und Gasen weiterverarbeitet werden.

Ein kritischer Bereich ist hierbei der thermische Crack-Prozess des Öls. Die Rückstandsprodukte dieses Prozesses werden bei ca. 400 °C verarbeitet, da sie erst bei dieser Temperatur flüssig werden und somit verpumpt werden können. Dies wird mit einer Barrel Pumpe (Topfmantelgehäusepumpe) bewerkstelligt.

Die eingesetzten Wettbewerbsdichtungen in dieser Pumpe wiesen eine Lebensdauer von ca. drei Monaten auf. Der Betreiber forderte daraufhin EagleBurgmann auf, eine Dichtungslösung anzubieten deren Laufzeit wenigstens doppelt so lange war. Dazu durfte die Leckage von 12 ml/h an der atmosphärenseitigen Dichtung nicht überschritten werden.

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Durch gezielte Tests im firmeneigenen Prüffeld von EagleBurgmann und in der Anlage des Betreibers konnte eine speziell für diese Anforderung geeignete Gleitringdichtung konstruiert und optimiert werden. Die Dichtungslösung war eine Doppel-Metallfaltenbalgdichtung MFL65-D1/130-E2.

Durch den geschweißten Metallfaltenbalg aus gehärteten Inconel 718 (2.4668) benötigt die Dichtung keinen dynamisch belasteten Elastomer-O-Ring, dessen Temperaturbeständigkeit für diesen Einsatz nicht ausreichen würde.

Die sekundären Dichtelemente sind aus hochtemperaturbeständigem Grafit. Die Elastomere aus Kalrez. Als Gleitwerkstoffkombination wurde eine Hart/Hart-Kombination (SiC vs. SiC) Q22Q1G/K1M6T4(1.4462)-Q22Q1G/VM6T4(1.4571) gewählt. Der rotierende Gegenring aus Siliziumkarbid wurde aus Sicherheitsgründen in zwei Ringe geteilt.

Um die geforderten Leckagewerte einhalten zu können und auch ein optimales Betriebsverhalten zu erreichen, wurden die Gleitflächen durch kleinere konstruktive Optimierungen verbessert. Zusätzlich wurden optimierte Schmierhilfen in die Gleitflächen eingebracht, die eine ausreichende Schmierung gewährleisten ohne die Leckagewerte zu stark ansteigen zu lassen.

 

Abb.: Eine MFL65 Metallfaltenbalgdichtung (stationärer Teil und Gegenring einer Einzeldichtung)

Die von EagleBurgmann eingesetzte Dichtung erfüllt die gestellten Anforderungen in dieser hoch anspruchsvollen Anwendung in vollem Umfang. Die Laufzeit der Dichtungen beträgt bereits mehrere Jahre. Die Laufzeiten werden lediglich durch die zweijährigen Pumpeninspektionen limitiert. Die vom Kunden maximal zugelassene Leckagemenge konnte sogar um 50 % unterschritten werden und liegt bei ca. 6 ml/h.

Die Raffinerie erreichte eine signifikante Kostenreduzierung durch eine starke Erhöhung des MTBF-Wertes und ist mit dem Einsatz des Dichtsystems sehr zufrieden. Die positiven Ergebnisse waren ausschlaggebend, zwei weitere Pumpen auf dieses Dichtsystem umzurüsten.

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  • Medium: schweres Rohöl
  • Temperatur: 400 °C (752 °F)
  • Produktdruck: 13,4 bar
  • Drehzahl: 3.500 min-1
  • Wellendurchmesser: 111 mm
  • Dichtungstyp: Doppeldichtung
  • Sperrsystem: Plan 54
  • Sperrmedium: Gasöl, ca. 80 °C (approx. 176 °F)

 

Abb.: MFL65-D1/130-E2 Doppeldichtung