Dry Gas Seal چیست و چرا در کمپرسورها ضروری است؟

کمپرسورها به‌عنوان یکی از حیاتی‌ترین تجهیزات در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و بسیاری از واحدهای صنعتی، برای فشرده‌سازی گازها در فشارهای بالا استفاده می‌شوند. یکی از چالش‌های مهم در بهره‌برداری از کمپرسورها، جلوگیری از نشت گاز در محل عبور شفت است. در گذشته از سیل‌های روغنی برای این منظور استفاده می‌شد اما امروزه Dry Gas Seal یا سیل گاز خشک به‌دلیل عملکرد بهینه و مزایای متعدد، به گزینه استاندارد در بسیاری از کمپرسورها تبدیل شده است.

در این مقاله به تعریف، مکانیزم عملکرد، تفاوت Dry Gas Seal با سیل‌های معمولی روغنی و مزایای آن در کاهش لرزش و نشت گاز می‌پردازیم.

تعریف و مکانیزم عملکرد Dry Gas Seal

Dry Gas Seal نوعی سیل مکانیکی پیشرفته است که برای آب‌بندی شفت‌های دوار در کمپرسورها طراحی شده و برخلاف سیل‌های روغنی، به جای استفاده از روغن برای روانکاری و آب‌بندی، از گاز خشک (معمولاً همان گاز فرآیندی یا نیتروژن) استفاده می‌کند.

مکانیزم عملکرد این سیل به شرح زیر است:

1. Dry Gas Seal شامل دو سطح صاف و بسیار دقیق است: یکی ثابت (Stationary Ring) و دیگری متحرک (Rotating Ring) که روی شفت نصب می‌شود.
2. این سطوح با فاصله بسیار کم از هم (در حد میکرون) قرار دارند و یک لایه نازک از گاز خشک در میان آن‌ها جریان پیدا می‌کند.
3. گاز خشک بین دو سطح سیل به‌عنوان لایه‌ای روانکار و جداساز عمل کرده و اجازه تماس مستقیم سطوح را نمی‌دهد.
4. این لایه نازک گاز علاوه بر کاهش اصطکاک، مانع نشت گاز فشار بالا به محیط بیرونی می‌شود.

مزیت اصلی این مکانیزم در مقایسه با سیل‌های قدیمی، نبود تماس فیزیکی دائمی بین سطوح آب‌بندی و در نتیجه کاهش قابل توجه سایش و اصطکاک است.

بیشتر بخوانید: تحلیل تخصصی نشت مکانیکال سیل (علت‌یابی ریشه‌ای)

تفاوت با سیل‌های معمولی روغنی

برای درک بهتر اهمیت Dry Gas Seal، لازم است تفاوت‌های آن با سیل‌های معمولی روغنی بررسی شود. در گذشته، کمپرسورها عمدتاً به سیل‌های روغنی مجهز بودند که به روش زیر عمل می‌کردند:

• سیل روغنی از یک فیلم روغن برای ایجاد آب‌بندی بین شفت و پوسته استفاده می‌کرد.
• این روغن در اثر حرکت شفت نیاز به خنک‌کاری و فیلتراسیون مداوم داشت.
• معمولاً بخشی از گاز فرآیندی با روغن مخلوط می‌شد که نیاز به سیستم‌های جداسازی و بازیافت گاز و روغن داشت.

در مقابل، Dry Gas Seal تفاوت‌های مهمی دارد:

1. Dry Gas Seal نیازی به استفاده از روغن و تجهیزات جانبی مانند پمپ‌های روغن، کولرها و فیلترها ندارد.
2. عدم تماس فیزیکی مستقیم سطوح، اصطکاک و در نتیجه تولید حرارت در Dry Gas Seal بسیار کمتر است.
3. نرخ نشت گاز در Dry Gas Seal به‌شدت پایین‌تر از سیل‌های روغنی است.
4. سیستم‌های پشتیبان Dry Gas Seal ساده‌تر و ارزان‌تر از سیستم‌های مورد نیاز برای سیل روغنی هستند.

جدول زیر مقایسه مهم‌ترین ویژگی‌های Dry Gas Seal و سیل روغنی را نشان می‌دهد:

مزایا در کاهش لرزش و نشت گاز

استفاده از Dry Gas Seal در کمپرسورها مزایای متعددی دارد که برخی از مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

• کاهش نرخ نشت گاز: نرخ نشت در Dry Gas Seal به کمتر از چند استاندارد فوت مکعب در ساعت می‌رسد که بسیار کمتر از سیل‌های روغنی است. این ویژگی در پروژه‌هایی که با گازهای ارزشمند یا سمی سروکار دارند اهمیت فوق‌العاده‌ای دارد.
  
  
• کاهش لرزش: به دلیل نبود تماس فیزیکی مستقیم بین سطوح، Dry Gas Seal لرزش کمتری نسبت به سیل‌های روغنی ایجاد می‌کند و این موضوع علاوه بر افزایش عمر تجهیزات، باعث بهبود پایداری عملکرد کمپرسور می‌شود.
  
  
• کاهش مصرف انرژی: Dry Gas Seal به دلیل اصطکاک کمتر، باعث کاهش توان مورد نیاز برای حرکت شفت و افزایش راندمان کلی کمپرسور می‌شود
  
  
• نگهداری ساده‌تر: Dry Gas Seal برخلاف سیل‌های روغنی نیازی به سیستم‌های خنک‌کاری و فیلتراسیون گسترده ندارد که این موضوع هزینه‌های نگهداری و تعمیرات را به‌شدت کاهش می‌دهد.
  
  
• سازگاری بهتر با محیط‌زیست: Dry Gas Seal به دلیل کاهش چشمگیر نشت، هم از نظر اقتصادی و هم از نظر رعایت الزامات زیست‌محیطی (مانند استانداردهای کنترل انتشار گازها) یک راهکار ایده‌آل محسوب می‌شود.

نکته قابل توجه این است که در بسیاری از صنایع پیشرفته، Dry Gas Seal اکنون به استانداردی الزامی تبدیل شده و در طراحی جدید کمپرسورها از ابتدا این نوع سیل پیش‌بینی می‌شود.

سخن پایانی

Dry Gas Seal فناوری پیشرفته‌ای است که نقش کلیدی در بهبود عملکرد کمپرسورها ایفا می‌کند. این نوع سیل با مکانیزم منحصر‌به‌فرد خود، باعث کاهش اصطکاک، کاهش لرزش و به حداقل رساندن نشت گاز می‌شود و در عین حال نگهداری آسان‌تر و کم‌هزینه‌تری نسبت به سیل‌های روغنی دارد. استفاده از Dry Gas Seal در کمپرسورهای صنایع نفت، گاز و پتروشیمی نه تنها باعث بهبود بهره‌وری می‌شود بلکه به دلیل کاهش نشت، ایمنی محیط کار و سازگاری با الزامات زیست‌محیطی را نیز افزایش می‌دهد. آگاهی از تفاوت‌ها و مزایای این فناوری، برای مهندسان و کارشناسانی که با تجهیزات دوار سروکار دارند امری ضروری است.

سوالات متداول

Dry Gas Seal بیشتر در کدام صنایع استفاده می‌شود؟
در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و هر جایی که کمپرسورهای گاز فشار بالا وجود دارند استفاده گسترده دارد.

آیا Dry Gas Seal نیاز به روغن‌کاری دارد؟
خیر، Dry Gas Seal کاملاً بدون استفاده از روغن کار می‌کند و تنها به یک گاز خشک به‌عنوان لایه روانکار بین سطوح آب‌بندی نیاز دارد.

مزیت اصلی Dry Gas Seal نسبت به سیل روغنی چیست؟
کاهش شدید نرخ نشت، کاهش لرزش و کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات.

آیا می‌توان کمپرسورهای قدیمی را به Dry Gas Seal مجهز کرد؟
در بسیاری موارد بله، امکان Retrofit یا ارتقاء کمپرسورهای موجود به Dry Gas Seal وجود دارد اما نیاز به بررسی دقیق طراحی و انجام تغییرات مهندسی دارد.