Turbokompressoren sind schnell laufende Strömungsmaschinen die in einer Vielzahl von Industriebereichen zur Verdichtung sämtlicher Gase eingesetzt werden. Beispiele:

• Luftzerlegungsanlagen
• Druckluftzentralen
• Klärwerken
• chemische, petrochemische und andere technische Prozesse
• Kohlevergasung
• Raffinerien
• Erdölförderung
• Kältekreisläufe
• Wärmerückgewinnungssysteme
• Stahlwerken
• Wasserstoffgewinnung
• Rauchgasentschwefelungsanlagen.

An Kompressoren werden den Einsatzgebieten entsprechend in der Regel sehr hohe Anforderungen gestellt. Das gleiche gilt für die Dichtungssysteme. Bedingungen wie hohe Drehzahlen, Fliehkraftbeanspruchung und Schwingungsanregung müssen beherrscht werden.

Wesentlich für die Betriebssicherheit von Turbokompressoren sind die Ölversorgungsanlagen.

Ölverbraucher sind die Lager, die Kupplungen und die GLRD (Ausnahme: berührungslose

Gasdichtung).

Schmierölsystem und Sperrölsystem können völlig getrennt sein, es ist aber auch möglich, beide Systeme in Kombination auszuführen.

Dichtungssysteme und deren Funktionsweisen

• Labyrinthdichtungen (Radialdichtsysteme)

Sie bestehen aus mehreren Dichtungsspitzen, meist im stationären Teil des Kompressors eingebaut. Die Labyrinthspitzen sind Drosselstellen durch die der Druck abgebaut wird. Diese Dichtungsart wird eingesetzt, wenn Sperrgas ins Prozessgas gelangen darf bzw. Prozessgasleckage erlaubt sind. Leckagen zur Atmosphäre können mittels einer zusätzlichen GLRD, die gleichzeitig als Stillstandsdichtung fungiert, vermieden werden.

• Schwimmringdichtungen (Radialdichtsysteme)

Der Druckabbau erfolgt über einen ringförmigen Drosselspalt. In Verbindung mit unter Druck (> Produktdruck) zugeführtem Sperrmedium wird das Ausströmen von Prozessgas verhindert.

Atmosphärenseitig werden häufig einfachwirkende GLRD als Sicherheits- und Stillstandsdichtungen nachgeschaltet.

• Gleitringdichtungen (Axialdichtsysteme)

Der Druckabbau erfolgt über eine axial angefederte Dichtfläche.

GLRD werden eingesetzt bei hohen Gasdrücken, wenn Prozessgasleckagen nicht erlaubt sind, wenn im Stillstand Gasdichtigkeit gefordert ist.

• Einfachwirkende GLRD

werden in Kombinationen mit einer Schwimmring- oder Labyrinthdichtung als Primär- und Stillstandsdichtung eingesetzt. Einsatzbereiche: bis ca. 10 bar rund 100 m/s. Der Druck des Sperröls wird über eine Drossel (z.B. Schwimmring) zur Atmosphäre hin abgebaut.

• Doppeltwirkende GLRD

werden speziell für hohe Differenzdrücke (100 bar) und hohe Gleitgeschwindigkeiten (100 m/s) eingesetzt. Vorteil der doppeltwirkenden Dichtung: der atmosphärenseitige Teil dient gleichzeitig als Sicherheitsdichtung (schützt den Lagerbereich vor Mediumeinbruch bei einem evtl. Defekt an der Primärdichtung). Hat das (produktverträgliche) Sperröl keine Schmiereigenschaften, ist für das Lager ein separates Schmiersystem erforderlich.

• Berührungslose Gasdichtungen
  (siehe Gasdichtung)

Einfachwirkende GLRD für hochbelastete Turboverdichter. • Einsatzgrenzen: 100 m/s und 100 bar. • entlastet • Rotierender, massiver Gegenring aus reaktionsgesintertem Siliziumkarbid • Metallische Sicherheitsbandage verhindert den plötzlichen Dichtungsausfall bei Bruch des Gegenringes. • Das Drehmoment wird kraftschlüssig durch die axiale Verspannung eingeleitet. • Stationärer Gleitring aus siliziumimprägniertem Elektrografit. • Schmale Dichtbreite reduziert Reibungsverlust und Wärmeentwicklung. Gruppenbefederung. • O-ringe beidseitig gegen Extrusion gesichert. • Glatte Konturen sichern eine gleichförmige Umspülung der zu kühlenden Dichtungsteile. • Produktdruck hält die Dichtung im Stillstand geschlossen (stillstandsdicht).

Doppeltwirkende GLRD für Turbokompressor. Auslegung und Geometrie ähnlich der einfachwirkenden GLRD, die konstruktiven Merkmale und Einsatzgrenzen sind gleich.

Turbokompressor im Wärmekraftwerk einer Großstadt