Rotationsfilter in der Chemie sicher abdichten

Ein süddeutsches Chemie-Unternehmen beauftragte Chetra Dichtungstechnik im Mai 2017 mit einer Lösung zum Abdichten von Rotationsfiltern. Die Anforderungen lauteten:

• gesichertes Abdichten von drei Rotationsfiltern (Tellerdruckfilter) mit je drei Gleitringdichtungen
• ein zentrales Versorgungssystem für die neun Gleitringdichtungen
• Überwachung/Monitoring durch die Schaltwarte (SPS)
• redundante Auslegung, die bei Ausfall einer Komponente des Versorgungssystems das Back-up übernimmt.
• Verwendung eines Sperrmediums aus eigener Herstellung, kompatibel zum abdichtenden Medium. Dieses Sperrmedium, ein Trennmittel mit relativ schlechtschmierenden Eigenschaften, ist verhältnismäßig ungeeignet für den Betrieb einer Gleitringdichtung.

Die Filterwellen der Anwendung hat einen Durchmesser von 120 Millimeter. Der Druck im Dichtraum bewegt sich zwischen null und zehn Bar. Im Betrieb herrscht eine Temperatur von 90 Grad Celsius, bei maximal 300 Umdrehungen pro Minute. Die fragliche Anlage läuft diskontinuierlich beziehungsweise im Batchbetrieb mit Fahrweise gemäß API Plan 53A (höherer Sperrdruck).

Das Unternehmen konzipiert doppeltwirkende Gleitringdichtungen (Typ 577-120) in stationärer Bauart mit geschützten Mehrfachfedern, Druckentlastung und gelenkter Zirkulationsführung des Sperrmediums. Um das vorgegebene Trennmittel als Sperrmedium einsetzen zu können, stattete das Unternehmen die Gleitflächen der Gleitringdichtungen mit seinem Aktiv Labsystem (DGM) aus. Dies stellt eine ausreichende Versorgung der Gleitflächen mit Schmierfilm sicher und wirkt damit einer Mangelschmierung einhergehend mit erhöhtem Verschleiß, reduzierter Lebensdauer entgegen (GLRD 577-120). Als Werkstoffe der Gleitringdichtung wurden bei diesem Projekt eingesetzt:

• alle Gleit-/Gegenringe in massiv Wolframkarbid (u2)
• alle Nebendichtungen FKM (V)
• Federn in Hastelloy C (M2)
• sonstige Metallteile 1.4462 (G4) produktseitig, ansonsten 1.4571 (G1)
• FDA- und ATEX-Konformität Ex II 3G c IIB T3

Das Versorgungssystem vom Typ LSH 250 besteht aus drei Baugruppen: einer zentralen Nachspeiseeinheit, neun Sperrdrucksystemen und zwei Verdichterstationen. Die Nachspeiseeinheit stellt die Versorgung der Sperrdrucksysteme sicher: Das Signal eines oder mehrerer Sperrdruckbehälter aktiviert die automatische Nachspeisung. Die Nachspeisung sichert das erforderliche Volumen zu, auch als Ausgleich bei Leckageverlust an den Gleitringdichtungen. Hierzu steht ein Vorratstank mit 250 Litern zur Verfügung sowie redundant angeordnete Nachspeisepumpen nebst erforderlichen Messinstrumenten und Armaturen.

Die neun Sperrdrucksysteme beinhalten jeweils einen neun-Liter-Druckbehälter mit Kühlschlange, Umwälzpumpe, Füllstands- und Druckmesseinheiten sowie Messgeräte und Armaturen. Die zwei redundante Verdichterstationen versorgen die Sperrdrucksysteme mit ausreichend Stickstoffdruck, also Sperrdruck, und halten diesen über eingestellte Grenzwerte aufrecht. Hierzu verfügt die Verdichterstation über die entsprechenden Messeinrichtungen, Filter und Armaturen.

Die Anlage ist mit der Schaltwarte (SPS) verbunden und erlaubt deren vollständige Überwachung. Die redundante Auslegung sichert bei Ausfall einer Komponente der Verdichterstation, der Nachspeisepumpen und der wichtigsten Messtechnik-Aggregate mittels Back-up den störungsfreien Betrieb. Das komplette Projekt stimmte Chetra Dichtungstechnik eng mit dem Anlagen-Hersteller und Endbetreiber ab. Ingenieure des Dichtungstechnikanbieters waren beim Anfahren und den ersten Chargenbetrieben vor Ort zur Unterstützung mit anwesend. Die Anlage läuft seit zwei Jahren problemfrei.