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HYDAC Gasfilter GCF für Sperrgassysteme.

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Gasfilter GCF: Die „Laufzeit-Versicherung“ für Turbokompressoren.Je komplexer das Dichtungssystem, umso konsequenter die Filtertechnik.Sperrgasdichtungen (DGS dry gas seals) werden als Wellendichtungen in Turbomaschinen der Petrochemie eingesetzt. Mit einem von außen beaufschlagten Sperrgas, dessen Druck permanent über dem des Prozessmediums im Inneren der Maschine eingeregelt wird, werden Gehäuse und Wellen gegen feuchte, feststoffbeladene, toxische und oft brennbare Prozessgase abgedichtet um ein Austreten des Prozessmediums in die Atmosphäre zu verhindern. Sperrgasdichtungen von Turbomaschinen sind sehr komplexe Systeme und extrem empfindlich gegen Verunreinigungen durch Feststoffpartikel, Aerosole und Kondensate. Während der Rotation der Welle bildet sich am Dichtring ein winziger, nur 3 μm schmaler Spalt, durch den das Sperrgas strömt. Zum Schutz dieser Dichtungen müssen die einge-setzten Sperrgase entsprechend filtriert sein, um eine möglichst lange Laufzeit der Dichtung zu sichern.

Hohe Betriebssicherheitdurch korrekte Filterauslegung. Die betriebssichere Wellenabdichtung über mehrere Jahre Dauerbetrieb hinaus erfordert neben einer aufwendigen Mess- und Regelungstechnik der Sperrgasströme vor allem leistungsstarke und korrekt ausgelegte Doppelfilter. Die Gasfilter sowie die gesamte Messtechnik sind in der Sperrgastafel integriert und stellen sicher, dass die Wellendichtung immer unter konstanten Druck- bzw. Volumenstrom- verhältnissen betrieben wird.Da auch die Dichtung über die Jahre einem natürlichen Verschleiß unterliegt, ist bei vielen Systemen mit der Zeit der Anstieg des Gasstromes durch die Dichtung und damit auch durch den Filter unvermeidbar. Aus diesem Grunde werden die Sperrgasfilter – bei korrekter Auslegung nach API 614-4 – auf den zu erwartenden Volumenstrom nach mehrjährigen Dauerbetrieb ausgelegt. Dieser kann zum Teil zwei- bis dreimal so hoch sein, wie der Volumenstrom zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme.Neben der Kenntnis der üblichen Betriebs-bedingungen (Vordruck, Gasstrom, Temperatur ...) ist für die korrekte Wahl des Filters aber vor allem eine aussagekräftige Gasanalyse erforderlich.

Bearing side

Separationgas supply

Conditioned seal gas supply

Primary vent

Inert seal gas supply

Secondary vent

Primary(stationary)ring

Primary(stationary)ring

Counter ring

Barrierseal

inter-mediatelabyrinth

Counter ring

Innerlabyrinthseal

Process side

Einsatzgebiet und Aufbau.Die HYDAC Gasfilter GCF sind hoch- wertige, umschaltbare Doppelfilter aus Edelstahl, die speziell für den Einsatz in Sperrgassystemen von Turbokompressoren entwickelt wurden.

Alle Filterapparate sowie die jeweili-gen Filtergehäuse bestehen grund-sätzlich aus Edelstahldrehteilen ohne Schweißverbindungen und entspre-chen den Vorgaben der API 614-4.

Die Gasfilter GCF gibt es grundsätzlich in zwei verschiedenen Standardausführungen:

in einer einfachen Coalescer Ausfüh-rung für vorzugsweise „trockene“ Gase

sowie in einer Coalescer-Ausführung mit integriertem Zyklonvorabscheider für Anwendungen mit feuchten Gasen, in denen mit Aerosolen, Ölnebeln bzw. Kondensaten gerechnet werden muss.

Auf Grund des modularen Filter-aufbaus besteht grundsätzlich die Möglichkeit, dass ein Zyklonvorab-scheider auch nachträglich – durch Austausch einzelner Gehäuseteile – in einem bestehenden Standardfilter integriert werden kann.

Für Sonderanwendungen bei hohen Drücken oder gefährlichen Gasen sind die Filter auch in einer „Double Block & Bleed“ Variante erhältlich.

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Die Werkstoffe für die Dichtungen und Gehäuse werden individuell an die Prozessbedingungen angepasst. Standardmäßig kommen FKM oder NBR zum Einsatz, die auch für hohe Dekompressionsraten geeignet sind.

Alle Abdichtungen am Filter wurden konsequent als Doppelabdichtungen ausgeführt. Als Gehäusewerkstoff findet ausschließlich rostfreier Edelstahl Anwendung.

Umschaltung im laufenden Filtrationsbetrieb.Die Filtration erfolgt wahlweise über das linke oder das rechte Filtergehäuse, wobei die Umschaltung des Doppelfilters ohne Druck-verlust im laufenden Filtrationsbetrieb erfolgt.

Hierzu wird über das Druckausgleichsventil zunächst das benachbarte Filtergehäuse unter Betriebsdruck gesetzt. Das Ausgleichsventil, welches auf der Umschaltarmatur aufge-flanscht oder in einer separaten Leitung integriert sein kann, verbindet beide Filter- gehäuse auf der Reinseite. Nach dem Druck-ausgleich erfolgt dann die Filterumschaltung über die Doppelumschaltarmatur. Auf Grund der neuartigen Kugelumschaltarmatur – die speziell für diese Anwendung von der HYDAC Accessories GmbH entwickelt wurde – ist auch bei sehr hohen Volumen- strömen gewährleistet, dass praktisch kein Druckabfall während der manuellen Um-schaltung des Doppelfilters auftritt. Dies ist auf die maximale negative Über- deckung der eingesetzten Umschaltkugeln zurückzuführen.

HYDAC Gasfilter GCF-D-25-1 mit integriertem Zyklon-Vorabscheider, HYDAC Gasfilter GCF-D-25-0 ohne Zyklon

HYDAC Gasfilter GCF-Double Block & Bleed

Besonderheiten.Modularer Filteraufbau nach dem Baukastenprinzip – Vorabscheider optional erhältlich

Kompakte, druck – und strömungs- optimierte Filterbauweise

Konsequente Doppelabdichtung am gesamten Filter

Keine Querschnittsverengungen im Filter bezogen auf den Eintrittsquerschnitt

Effiziente Vorabscheidung von Flüssig-keiten und partikulären Verunreinigungen auch bei ansteigenden Volumenströmen mittels integriertem Zyklon

Redundanter, patentierter Vorabscheider, verfahrenstechnisch abgestimmt auf nachfolgende Filterstufe

Hinreichend große Sammelräume für abgeschiedene Flüssigkeiten, auf Kundenwunsch adaptierbar

Hochwertige und leichtgängige Kugel- umschaltarmatur mit maximaler negativer Überdeckung, gasdicht in alle Anschluss- richtungen, Spindel mit „anti blow out“ Vor-richtung sowie gekammerten Anpressfedern

Gasaustritt Gasaustritt

GaseintrittGaseintritt

Coalescerfilter GCF-D-X-0

Coalescerfiltermit Zyklon GCF-D-X-1

Gasfilter GCF von HYDAC:

Bild 1: Strömungs-Simulation

Ist der Anteil an flüssiger Phase im zu filtrierenden Gas zu hoch, so dass bei den üblichen Filtrationsgeschwindigkeiten keine vollständige Koaleszenz am Filterelement mehr möglich ist, wird der Einsatz eines Vorabscheiders erforderlich.

Für diesen Fall ist der HYDAC GCF mit integriertem Zyklon ideal, da auch schwall-artig anfallende Flüssigkeiten, ebenso wie größere Aerosolmengen und grobe Schmutzpartikel sehr gut am Zyklon vor-abgeschieden werden können (Bild 1).

Dabei scheidet der integrierte Zyklon – je nach Betriebsbedingungen (d. h. Art des Gases, Druck, Dichte, Temperatur und Geschwindigkeit) – bereits Aerosole und partikuläre Verunreinigungen bis zu 5 μm ab. Dies führt unter anderem zu einer deutlichen Entlastung der nachgeschalteten Filterelemente, wodurch deren Standzeit entsprechend verlängert wird.

Die abgeschiedenen Flüssigkeiten werden innerhalb des Filtergehäuses in großen Sammelräumen (Schmutzseite: Zyklonbunker / Reinseite: Raum unter-halb des Filterelementes) aufgefangen und können dann über entsprechende Ventile abgeleitet werden.

Die Volumina dieser Sammelräume wurden großzügig bemessen, um auch bei schwallartig auftretenden Flüssigkeiten stets eine sichere Ableitung aus dem Filter zu ermöglichen.

Funktions- und ArbeitsweiseDurch den Filtereintritt an der unteren Umschaltarmatur gelangt das zu filtrierende Gas in das entsprechende Filtergehäuse, wobei das Filterelement von innen nach außen durchströmt wird. Dabei werden partikuläre Verunreinigun-gen im Filterelement aufgenommen und zurückgehalten, sowie flüssige Phasen (Aerosole / Ölnebel) am Filterelement koalisiert (Bild 2).

Bild 2: Coalescer Prinzip

CoalescerlagePlissiertes Filtermaterial

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Optimale Flüssigkeitsvorabscheidung,

Die Vorteile des patentierten Zyklonsim Vergleich zu anderen Vorabscheidern:

Der Zyklon ist selbst reinigend, da der Schmutz durch die Strömung immer wieder in den Bunker geleitet wird.

Die abgeschiedenen Flüssigkeiten laufen nicht entgegen den Hauptgasstrom, wodurch ein erneutes „Mitnehmen“ praktisch ausgeschlossen ist.

Auch bei Mengenerhöhungen scheidet der Zyklon zuverlässig ab.

Der Zyklon ist praktisch verschleißfrei und kann keine Stoffe freisetzen, die das nachfolgende Filterelement schädigen könnten.

Redundanter Vorabscheider optimal abgestimmt auf das nachfolgende Filtersystem.

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Standard Filter-KenndatenGehäusewerkstoff:Edelstahl (ASME SA 316L oder ASTM A 316L, 1.4401, 1.4404, 1.4435, 1.4436)

Designcode:- ASME Code Design - AD 2000 / PED 97/23/EG

Druckstufen:Standard bis 250 bar (2500 Ibs)

Designtemperatur:Standard von –29 °C bis +200 °C

Anschlüsse:- ANSI Flansche - DIN Flansche- Rohrgewinde, NPT-Gewinde- SAE Flansche

Nennweiten:ANSI ½'' (DN15) bis zuANSI 2'' (DN50)

Werkstoffe FilterelementeCoalescerfilterelemente:- Edelstahl 1.4401, 1.4404- Glasfaser (nur bei Temperaturen von -30 °C bis +100 °C einsetzbar)

Filterfeinheiten (Coalescer):1, 3, 25 μm

Dichtungswerkstoffe:FKM, NBR

Dokumentation:- Betriebs- und Wartungsanleitung- Herstellerprüfzeugnisse- Materialzeugnisse 3.1 (DIN EN 10204) - NACE MR 0175 (optional) - U-Stamp (optional)

Weitere Ausführungen mit alternativen Werkstoffen, Designs, Abnahmen, Druckstufen, Anschlüsse, Filterfeinheiten, Dichtungswerkstoffe und Dokumentationen auf Anfrage erhältlich.

Hinweis:

Die Angaben in diesem Prospekt beziehen sich auf die beschriebenen Betriebsbedingungen und Einsatzfälle.

Technische Änderungen sind vorbehalten.

Bei abweichenden Einsatzfällen und / oder Betriebsbedingungen wenden Sie sich bitte an die entsprechende Fachabteilung.

Für eine verbindliche Auslegung der HYDAC Gas-Coalescerfilter GCF ist das Stammhaus zu kontaktieren.

Filterelemente CF-15 bis CF-50.

Filterelementtechnik.Grundsätzlich finden in allen Sperrgas- filtern Filterelemente mit koalisierender Wirkung Anwendung (Coalescer- Elemente). Dabei bestehen alle Elemente aus plissierten Filtermaterialien, welche die Filterfeinheit und die Schmutzaufnahmekapazität bestimmen sowie aus Coalescer-Materialien, welche die Koaleszenz der flüssigen Phase bewirken.

Zum Einsatz kommen vorzugsweise gebördelte Filterelemente aus 100 % Edelstahl sowie alternativ geklebte Elemente aus einem Verbund von Glasfaser- und Edelstahlmaterialien.

Insbesondere bei aggressiven Gasen und höheren Temperaturen empfehlen wir jedoch ausschließlich den Einsatz von Coalescerelementen in Edelstahl-ausführung.

Edelstahl / Glasfaser Elemente.

Endkappe (verklebt)

Anschlusskappe (verklebt)

Schutzrohr

Koalisierlage

Endkappe (gebördelt)

Anschlusskappe (gebördelt)

Schutzrohr

Koalisierlage

Elementetechnologie auf wissenschaftlicher Basis.Bei der Entwicklung anwendungs-spezifischer Filter- und Filterelemente überlässt HYDAC nichts dem Zufall. Neben der Selbstverständlichkeit einer PC gestützten Konstruktion investiert HYDAC große Summen in modernste Forschungs- und Prüflabors.

Tensiometer, Karl Fischer Titrator, Spülkabinett zur Bestimmung der Bauteilesauberkeit und Multipass- und Wasserabscheidegrad-Prüfstand gehören zum täglichen Werkzeug. Das Ergebnis sind geprüfte Produkte auf höchstem Niveau – z.B. für die Gasfiltration.

Multipasstest-Prüfstand und Analyse

Analyse im HYDAC Labor im Stammhaus.

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1.10sehr leistungsstarke Elementtechnik,

HYDAC Gasfilter GCF-D-25-1 (ANSI 1''/DN25) mit Single Block Armatur

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Auslegungssoftware.Das Auslegungsprogramm dient zur Berechnung der Druckverlustkurve für den jeweiligen GCF-Filter in Abhängigkeit der vorliegenden Prozessbedingungen (Druck, Temperatur, Gaszusammensetzung). Die Berechnung des Druckverlustes erfolgt unter Berücksichtigung der tatsächlichen Filtergeometrie und dem Realgasverhalten. Dabei kann als Medium ein Gasgemisch mit bis zu fünf Komponenten ausgewählt werden. Sofern sich eine oder mehrere Komponenten im flüssigen Zustand befinden werden diese ausgewiesen und deren Volumen-anteil berechnet. Das Ergebnis wird zusätzlich in Form eines Diagramms ausgegeben.

Das Programm basiert u. a. auf zahlreichen realen Messungen mit Stickstoff sowie verschiedenen theoretischen Simulationen (CFD).

Zur Zeit erfolgt die kundenspezifische Auslegung der Coalescerfilter nur auf Anfrage im HYDAC Stammhaus.

Gaszusammensetzung: Methan: 97,5 Mol.% Ethan: 1,0 Mol.%Stickstoff: 1,0 Mol.% Propan: 0,3 Mol.%Iso-Butan: 0,2 Mol.%

Multipasstest-Prüfstand und Analyse

Abmessungen der GCF Filter.

Die Abmessungen der HYDAC GCF Standardfilter unterscheiden sich lediglich in der Gesamthöhe zu den hier gezeigten HYDAC GCF Filtern mit integriertem Zyklon-Vorabscheider.

HYDAC Gasfilter GCF-B-25-1 (ANSI 1''/DN25) mit Double Block Armatur

Abmessungen der GxF-Filter

Baugröße A B0 (ohne Zyklon)

B1 (mit Zyklon)

C D X Baugröße (DBB)

A1

GxF-D-15 360 380 --- 135 230 180 GxF-B-15 ---

GxF-D-20 495 485 640 244 263 220 GxF-B-20 639

GxF-D-25 526 502 666 248 263 300 GxF-B-25 680

GxF-D-32 670 640 960 340 309 420 GxF-B-32 1.084

GxF-D-40 775 778 1158 400 309 500 GxF-B-40 1.110

GxF-D-50 820 905 1250 495 380 600 GxF-B-50 ---

D = Singel Block Armatur (Standardarmatur), B = Double Block & Bleed Armatur

Die Vorteile ... ... und was Sie davon haben

Intensiv validiertes Filtersystem Hohe Betriebssicherheit

Integrierter Vorabscheiderkompakt und optional erhältlich

Erhöhte Betriebssicherheit, Platzeinsparungund bei Bedarf nachrüstbar

Coalescer- und Partikelfilter-elemente von HYDAC wahlweise aus Edelstahl oder Glasfaser

Geringe Druckverluste, hervorragende Koaleszenz und optimale Standzeiten

Auslegungssoftware aufBasis realer Messungen Hohe Auslegungssicherheit

Weltweiter Service sowieVerfügbarkeit von Ersatzteilen

Schnelle Hilfe und Unterstützung

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zuverlässig über extreme Laufzeiten.

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Absolute Qualität: Von Fertigung bis Service. Und im Einsatz.

Weltweite Spezifikationen

Service weltweit

Als System- und Sperrgasspezialist bietet das HYDAC SERVICENTER individuelle Konzepte von der Reinigung des Sperrgases bis hin zu System Optimierungsmaßnahmen.Ziel ist die Erhöhung von Maschinenverfügbarkeit und Produktivität.Das HYDAC TrainingCenter bietet umfangreiches, praxisbezogenes Wissen rund um die Hydraulik, Messtechnik und Instandhaltung – auch Schulungsmaßnahmen bei unseren Kunden vor Ort.

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Globale Präsenz.Lokale Kompetenz.www.hydac.com

HYDAC Stammhaus

HYDAC Gesellschaften

HYDAC Vertriebs- und Servicepartner

IndustriegebietAm Wrangelflöz 166538 NeunkirchenGermany

Phone: +49 6897 509-1241

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