富氣壓縮機(jī)密封技術(shù)改造與試驗(yàn)研究

1、富氣壓縮機(jī)密封技術(shù)改造與試驗(yàn)研究 近幾年來，透平壓縮機(jī)通常用來輸送大多數(shù)危險(xiǎn)性工藝氣體，這就要求其軸端密封達(dá)到介質(zhì)的零泄漏或零逸出。因此對壓縮機(jī)原接觸式機(jī)械密封進(jìn)行技術(shù)改造。通過多種密封的性能研究對比，將其改造為非接觸式雙端面干氣密封，并附加測控系統(tǒng)保證干氣密封的安全穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，雙端面干氣密封應(yīng)用于富氣壓縮機(jī)上是完全可行的，成為高速透平壓縮機(jī)軸端密封的首選。透平壓縮機(jī)是石化、煉化、乙烯廠、等企業(yè)的核心裝置，其性能的好壞直接決定整個車間的運(yùn)行效率。然而，壓縮機(jī)用機(jī)封又是決定其正常開啟的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著石化及能源工業(yè)的發(fā)展,透平壓縮機(jī)的工作參數(shù)也越來越高,對所用機(jī)封的要求也越來越嚴(yán)格

2、。截止目前，透平壓縮機(jī)密封經(jīng)歷了三個階段：迷宮密封；浮環(huán)密封；接觸式機(jī)械密封。壓縮機(jī)常用的幾種密封形式1.1迷宮密封迷宮密封是利用流體流經(jīng)一系列節(jié)流間隙與膨脹空腔組成的通道，使其產(chǎn)生節(jié)流降壓效應(yīng)，從而減小流體泄漏的一種密封，功耗少，使用壽命長，成本低，維護(hù)方便。但也有不足之處，如密封元件加工精度高，裝配較為困難；設(shè)計(jì)或組裝不良，易產(chǎn)生較大泄漏。煉油、化工等行業(yè)危險(xiǎn)性工藝氣體壓縮機(jī)將使用更為先進(jìn)的密封形式。1.2浮環(huán)密封浮環(huán)密封屬于非接觸式密封，壽命長，可靠性高，適用范圍廣。但由于其內(nèi)泄漏較大，回收處理設(shè)備較復(fù)雜，易對潤滑油造成污染和影響產(chǎn)品質(zhì)量，運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)，該密封正在被其它更先進(jìn)的密封形

3、式所取代。1.3接觸式機(jī)械密封接觸式機(jī)械密封是依靠靜環(huán)和動環(huán)端面的相互貼合并相對滑動而形成密封的，具有密封性能好、泄漏量少、功耗低、使用周期長等優(yōu)點(diǎn)；但也不乏其制造精度高、價(jià)格較貴、維修不便等缺點(diǎn)。非接觸式機(jī)械密封對原機(jī)組密封進(jìn)行技術(shù)改造，采用非接觸式雙端面干氣密封：干氣密封是一種氣膜潤滑的流體動、靜壓相結(jié)合的非接觸式機(jī)械密封，在其核心部件表面刻有特殊的螺旋槽。其工作原理如圖1，當(dāng)動環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，被密封的氣體沿周向被吸入螺旋槽內(nèi)，由外徑朝向中心，徑向分量朝向密封堰流動，密封堰阻止氣體流向中心，從而氣體被壓縮引起壓力升高，密封端面間隙得到動態(tài)穩(wěn)定并形成具有一定厚度要求的氣膜。主要用來密封旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械

4、中的氣體或液體介質(zhì)，具有低泄漏率、無磨損運(yùn)轉(zhuǎn)、壽命長、操作簡單可靠等特點(diǎn)。雙端面干氣密封是在兩個密封之間注入惰性氣體作為隔離氣體和緩沖氣體，從而確保大氣側(cè)和被密封氣體側(cè)泄漏的氣體均是惰性氣體。在不允許工藝氣泄漏到大氣且允許隔離氣進(jìn)入機(jī)內(nèi)時(shí)，常選用該密封結(jié)構(gòu)，如有毒或易燃易爆的氫氣、氯氣、一氧化碳?xì)夂透粴鈮嚎s機(jī)上。試驗(yàn)研究3.1 試驗(yàn)測控系統(tǒng)富氣屬于易燃易爆的危險(xiǎn)性氣體，必須確保零逸出，否則會對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。因此密封氣源應(yīng)選低壓氮?dú)?，同時(shí)鑒于干氣密封間隙非常小，需要一套測控系統(tǒng)為其提供潔凈的密封氣并監(jiān)控其運(yùn)行。測控系統(tǒng)的主要流程：3.1.1主密封流程：系統(tǒng)氮?dú)馐紫冉?jīng)過粗過濾器以及精過濾器，

5、然后分別通過高、低壓端流量計(jì)進(jìn)入主密封腔。3.1.2前置密封流程：與主密封氣采用同一過濾氣源，然后通過限流孔板進(jìn)入密封腔與平衡腔之間的緩沖氣腔，其作用是防止壓縮機(jī)內(nèi)的工藝氣體對干氣密封造成污染，破壞密封的正常工作。3.1.3后置密封流程：另一路經(jīng)過濾后的氮?dú)?，通過限流孔板進(jìn)入主密封腔與軸承之間的后置密封腔，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入密封端面，破壞密封的正常工作。3.2 試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)性能要求：密封壓力p2mpa時(shí)，密封端面泄漏量不大于3nm3/h。試驗(yàn)主要通過密封氣泄漏量來監(jiān)測干氣密封的運(yùn)行情況，當(dāng)泄漏量超過一定值時(shí)，表明干氣密封已損壞。1.選用雙端面單向旋轉(zhuǎn)槽型的密封型式，在設(shè)計(jì)選型上是合理的，應(yīng)用于富氣壓縮機(jī)上是完全可行的；2.干氣密封在實(shí)際運(yùn)行中的穩(wěn)定性和可靠性