Waarom droge gasafdichtingen de voorkeurskeuze zijn in de olie- en gasindustrie

Regelgevende drijfveren: hoe API-normen en regels inzake methaanemissies de toepassing van droge gasafdichtingen versnellen

Conformiteit met API 692 als technische referentienorm voor het ontwerp en de kwalificatie van droge gasafdichtingen

De API 692-norm van het American Petroleum Institute stelt in essentie de regels vast voor de werking van droge gasafdichtingen in centrifugaalcompressoren. De norm behandelt onder andere de vereiste validatie van ontwerpen, de controle op geschiktheid van materialen ten aanzien van onderlinge compatibiliteit en de testprocedure voor het gedrag van deze systemen onder extreme belasting. Volgens de norm moeten bedrijven tests uitvoeren die de werkelijke bedrijfsomstandigheden nabootsen, met drukken tot 450 bar en temperaturen die variëren van min 50 graden Celsius tot maximaal 260 graden Celsius. Wat API 692 onderscheidt, is de verplichting tot uitgebreide tests op weerstand tegen verontreinigingen en herhaalde verwarmings-/koelcycli. Dit vermindert gissingen bij het ontwerp en zorgt er meestal voor dat emissies binnen aanvaardbare grenzen blijven. Uit gegevens over compressorstoringen in verschillende installaties blijkt dat naleving van deze norm onverwachte stilstandtijd met ongeveer 23% kan verminderen, hoewel de resultaten ook afhangen van de toegepaste onderhoudspraktijken.

Voldoen aan de EPA- en EU-methaanregelgeving door prestaties zonder lekkage van procesvloeistoffen

Droge gasafdichtingen kunnen bijna nul lekkage van procesvloeistoffen bereiken (minder dan 1 deel per miljoen), omdat ze helemaal geen vloeibare smeermiddelen nodig hebben. Dit is van groot belang voor het voldoen aan strenge methaanregelgeving, zoals die vastgesteld in de Amerikaanse EPA-regelgeving Subpart OOOOb en in de Methaanstrategie van de Europese Unie. Het contactloze werken van deze afdichtingen voorkomt dat koolwaterstoffen ontsnappen tijdens lastige situaties zoals plotselinge drukveranderingen, het opstarten of afsluiten van apparatuur of het draaien onder lage belasting – momenten waarop traditionele olieafdichtingen vaak ernstig falen. De meeste regelgevingen vereisen tegenwoordig dat compressorstations de methaanverliezen onder de 0,1% houden, een doelstelling die droge gasafdichtingen daadwerkelijk vrij consistent bereiken. Installaties die zijn overgeschakeld op deze technologie, hebben tijdens hun reguliere lekzoek- en reparatiecontroles een daling van ongeveer 98% in meetbare emissies waargenomen. Voor bedrijven die zich willen houden aan de milieuwetgeving, maken deze afdichtingen daadwerkelijk een verschil in de dagelijkse bedrijfsvoering.

Betrouwbaarheid en levenscyclusvoordeel: waarom droge gasafdichtingen het onderhoud verminderen en de uptime van compressoren verlengen

Eliminatie van olie-reservoirs, leidingen en bijbehorende foutmodi

Droge gasafdichtingen elimineren al die onderdelen voor oliesmering, zoals reservoirs, pompen, koelers, filters en de aansluitende leidingen, die in conventionele natte afdichtingen zoveel problemen veroorzaken. Volgens Turbomachinery International van vorig jaar is ongeveer 63 procent van de stilstandtijd ten gevolge van afdichtingen toe te schrijven aan problemen met de oliesystemen zelf. Denk maar aan lekkages op allerlei plaatsen, verstopte filters, vuile koelers die na verloop van tijd steeds slechter worden, en olie die uiteindelijk gewoon degradeert. Door deze hele opstelling te verwijderen wordt het mechanische ontwerp eenvoudiger. Bovendien bestaat er geen risico meer op milieuschade door lekkage van koolwaterstoffen. Het onderhoud wordt ook veel eenvoudiger, omdat we niet langer hoeven te werken met het nemen van monsters, het testen ervan of het voortdurend vervangen van olie.

Veldgegevens: MTBF-winsten van 3–5× bij centrifugaalcompressorvloten met droge gasafdichtingen

Veldervaring toont aan dat droge gasafdichtingen inderdaad superieur zijn aan traditionele opties gedurende hun gehele levensduur. Een uitgebreide studie op een offshore-installatie onthulde iets indrukwekkends: compressoren die zijn geüpgraded met deze afdichtingen hadden een 4,2 keer langere tijd tussen storingen dan compressoren met olieafdichtingen. En deze betrouwbaarheid maakt een groot verschil voor de bedrijfsvoering. Het gemiddelde beschikbaarheidstijd steeg van ongeveer 89% naar bijna 97%. Waarom gebeurt dit? Voornamelijk omdat er geen olie meer op de afdichtingsvlakken terechtkomt en omdat ze veel beter omgaan met veranderingen in gasdruk. Deze voordelen blijven zich naarmate de tijd vorderd steeds verder opstapelen. Gasvervoerbedrijven realiseren ook aanzienlijke kostenbesparingen. Onderhoudskosten dalen jaarlijks met ongeveer 40% per individuele compressor bij overschakeling naar droge gasafdichtingstechnologie.

Operationele prestaties: Stabiliteit van droge gasafdichtingen onder reële procesomstandigheden

Beheersen van temperatuurgradiënten, druktransiënten en effecten van gassen met een laag molecuulgewicht op de dynamiek van het aangezicht

Droge gasafdichtingen zorgen ervoor dat alles soepel blijft draaien, zelfs onder zware procesomstandigheden met temperatuurverschillen, plotselinge drukveranderingen en lastige lichtgewichtgassen die conventionele afdichtingen veel moeite kosten. Deze afdichtingen presteren beter dan hun oliegebaseerde tegenhangers, omdat ze een exacte afstand tussen de afdichtvlakken kunnen handhaven, zelfs bij een thermisch verschil van meer dan 200 tot 300 graden Celsius. Dit wordt bereikt door speciale materialen met een op elkaar afgestemde thermische uitzettingscoëfficiënt en ingebouwde kanalen die de druk passief in evenwicht houden. Wanneer de druk plotseling stijgt met meer dan 100 bar per seconde, voorkomen deze intelligente stromingspaden gevaarlijke drukonbalansen. Voor lichtere gassen zoals waterstof of methaan zijn de afdichtgroeven speciaal ontworpen om geschikte gasfilms te vormen, ondanks de lage viscositeit van deze gassen, waardoor de afdichting contactloos blijft functioneren. Praktijktests tonen aan dat deze afdichtingen gedurende ongeveer 98% van hun bedrijfstijd typisch een spleetbreedte tussen de vlakken van minder dan 0,5 mil behouden. Dit betekent dat ze continu meer dan 50.000 uur kunnen draaien terwijl de lekkage onder één deel per miljoen blijft.

Kritieke succesfactoren: waarborgen van de integriteit van droge gasafdichtingen via gaskwaliteit en systeemontwerp

De niet-onderhandelbare rol van droogheid, filtratie en dauwpuntregeling van het afdichtingsgas

De kwaliteit van het afdichtingsgas maakt echt het verschil voor de levensduur en prestaties van droge gasafdichtingen. Zelfs piepkleine deeltjes van slechts 3 micron kunnen de afdichtingsvlakken permanent slijten. Vocht is een andere grote oorzaak van problemen, omdat het leidt tot corrosieputjes en ijsvorming bij plotselinge drukdalingen, wat vaak resulteert in ernstige lekkages. Goede systemen handhaven een dauwpunt dat ongeveer 20 graden Celsius lager ligt dan de laagste proces temperatuur. Ze maken ook gebruik van tweevoudige filters die ongeveer 99,98% van de deeltjes tot 0,3 micron opvangen. Onderzoek in de industrie toont aan dat, zonder adequate bescherming van dit type, lekkageproblemen binnen ongeveer een half jaar vaak verdrievoudigen. Dat soort foutenpercentage neemt snel toe voor iedereen die industriële apparatuur gebruikt.

Risico's bij opstarten/afsluiten beperken: protocollen voor omgekeerde drukopbouw en houdcondities

De periodes van opstarten en afsluiten zijn eigenlijk enkele van de gevaarlijkste momenten voor apparatuur, omdat plotselinge drukveranderingen de afdichtingsvlakken ernstig kunnen beschadigen wanneer deze in contact met elkaar komen. Een effectieve methode is zogenaamde omgekeerde drukopbouw, wat inhoudt dat bij het afsluiten schone, droge gas tegen de normale stromingsrichting in wordt ingepompt. Dit helpt de juiste afstand tussen de vlakken te behouden en voorkomt dat deze volledig uit elkaar vallen. Bij langere stilstanden moeten installaties specifieke houdcondities toepassen waarbij de druk in de afdichtingsholte hoger blijft dan de normale atmosferische druk. Hierdoor wordt vochtbinnendringing tegengegaan en blijven die kritieke oppervlakken intact. Installaties die deze twee methoden gecombineerd toepassen, zien ongeveer een daling van 70 procent in onverwachte afdichtingsfouten ten opzichte van locaties die uitsluitend reageren op problemen nadat deze zich hebben voorgedaan.

Veelgestelde vragen

Wat is de API 692-norm?

De API 692-norm is een reeks richtlijnen van het American Petroleum Institute voor het ontwerp en de bedrijfsvoering van droge gasafdichtingen in centrifugaalcompressoren, met nadruk op validatie, materiaalcompatibiliteit en prestatietests.

Hoe dragen droge gasafdichtingen bij aan het verminderen van methaanemissies?

Droge gasafdichtingen minimaliseren methaanemissies door lekkage van procesvloeistof te elimineren. Omdat ze geen vloeibare smeermiddelen gebruiken, voorkomen deze afdichtingen koolwaterstoflekkages en helpen daardoor installaties bij het voldoen aan de methaanregelgeving van de EPA en de EU.

Welke onderhoudsvoordelen bieden droge gasafdichtingen ten opzichte van traditionele olieafdichtingen?

Droge gasafdichtingen elimineren de noodzaak van oliesmeersystemen, waardoor de daaraan verbonden risico’s van lekkages en onderhoud – zoals oliebemonstering en olievervanging – worden verminderd. Dit resulteert in minder stilstandtijd en lagere onderhoudskosten.

Waarom worden droge gasafdichtingen beschouwd als betrouwbaar onder uiteenlopende procesomstandigheden?

Droge gasafdichtingen handhaven een nauwkeurige afstand tussen de afdichtingsvlakken onder extreme temperatuurgradiënten, drukveranderingen en bij gebruik van lichtgewicht gassen, wat een stabiele werking en lage lekkagerates waarborgt.

Wat zijn de cruciale factoren voor het waarborgen van de integriteit van droge gasafdichtingen?

Belangrijke factoren zijn het handhaven van de droogte, kwaliteit en dauwpuntregeling van het afdichtingsgas, evenals het gebruik van geschikte filtersystemen om verontreiniging door deeltjes te voorkomen.