干氣密封在歧化循環(huán)氫壓縮機(jī)上的應(yīng)用

摘要密封在歧化循環(huán)氫壓縮機(jī)上的應(yīng)用摘要介紹了干氣密封的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點，并通過干氣密封在離心壓縮機(jī)上的成功運用，總結(jié)出干氣密封動靜密封環(huán)摩擦面不接觸、無磨損、氣體泄漏少、密封性能穩(wěn)定、無油污染、維護(hù)簡單及使用壽命長等優(yōu)點，關(guān)鍵詞干氣密封；離心壓縮機(jī)；工作原理；優(yōu)點上海石油化工股份有限公司3#芳烴裝置歧化單元GB501循環(huán)氫壓縮機(jī)原軸密封為機(jī)械密封和浮環(huán)密封的組合式并帶有密封油的系統(tǒng)。壓縮機(jī)介質(zhì)為再生循環(huán)氫氣(分子量6.2,主要成分H?82.35%,CH?10.18%,C?H?3.73%,入口壓力(絕)出口壓力(表)入口溫度(C)出口溫度(℃)額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速軸功率流量工藝需要長時間穩(wěn)定連續(xù)運轉(zhuǎn)，而且工藝介質(zhì)氣體易燃易爆，危險性大，這就要求壓縮機(jī)組軸密封可靠性高，密封泄漏量少，使用壽命長，能保證置檢修的周期延長至3年以上，這樣勢必會嚴(yán)重影響裝置的穩(wěn)定長周期運行。原有機(jī)械密封加浮環(huán)密封的組合式密封系統(tǒng)相對較復(fù)雜，且輔助設(shè)備和電、儀等費用較高。經(jīng)長期運行證明：系統(tǒng)適應(yīng)變工況的能力較差，特別是在大修開車初期，工藝參數(shù)波動大時，由于機(jī)械密封動環(huán)的追隨性較差，常常會發(fā)生密封面打開后不能自動閉合，致使密封油泄漏量大增。如2000年大修開車初期，由于工藝參數(shù)波動大，致使機(jī)械密封的密封面打開后沒能自動閉合，密封油泄漏嚴(yán)重，酸油量大增，最大時每天的酸油量多達(dá)五千多升(而設(shè)計值是每天小于7.2升)。后經(jīng)反復(fù)變動壓力和轉(zhuǎn)速，歷時一個多月，為使壓縮機(jī)組正常、安全地連續(xù)運行，必須改進(jìn)其軸封。目前國內(nèi)大型離心壓縮機(jī)軸封型式主要包括迷宮密封、浮環(huán)密封、機(jī)械密封以及目前最先進(jìn)的干氣密封。干氣密封是六十年代末期以氣體潤滑軸承的概念為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，其中以螺旋槽密封最為典型。它是一種新型的非接觸式軸封。其結(jié)構(gòu)與普通機(jī)械密封類似。用“氣封氣”的新觀念替代傳統(tǒng)的“液封氣”觀念，理論上可保證任何密封介質(zhì)實現(xiàn)零逸出。由于它不需要密封潤滑油，省去了封油系統(tǒng)及用于驅(qū)動封油系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的附加功率負(fù)荷。其所需的氣體控制系統(tǒng)也比封油系統(tǒng)要簡單得多。而且泄漏量小，壽命長，維護(hù)費用低，密封驅(qū)動功率消耗小。所以，干氣密封更適合作為高速高壓下中的一個密封環(huán)上面加工有均勻分布的淺槽。運轉(zhuǎn)時進(jìn)入淺槽中的氣體受到壓縮，在密封環(huán)之間形成局部的高壓區(qū)，使密封面開啟，從而能在非接觸狀態(tài)下運行，實現(xiàn)密封。旋向旋向干擾(如工藝或操作波動),氣膜厚度變小，則氣體的粘性剪力增大，螺旋槽產(chǎn)生的流Fs--彈簧作用力Fo--氣膜反力ha--氣膜厚度開啟力=FoFA.正常間隙C.間隙減小閉合力<開啟力閉合力>開啟力干氣密封監(jiān)控系統(tǒng)對密封是否正常運行的監(jiān)測主要是通過對氣體泄漏量的監(jiān)測進(jìn)行的，氣體泄漏量過低或過高，系統(tǒng)均報警，提醒操作人員檢查控制系統(tǒng)壓力是否在設(shè)該壓縮機(jī)所采用四川日機(jī)密封件有限公司的GCTL01型帶中間迷宮的串聯(lián)式干中，同時也可保證密封引入的外部氣源(氮氣)不會內(nèi)漏入工藝介質(zhì)中。干氣密封前端(介質(zhì)端)設(shè)置的梳齒密封，可減少進(jìn)入機(jī)組的工藝氣內(nèi)漏量；大氣端(軸承端)借用原油密封的梳齒密封，通入隔離氣(氮氣)避免軸承箱中的潤滑油進(jìn)4.2性能指標(biāo)在正常操作條件下，該軸封可達(dá)到如下性能指標(biāo)(1臺套):工藝氣泄漏量<3Nm3/h;二級緩沖氮氣消耗量<10Nm3/h隔離氮氣消耗量<30Nm3/h;干氣密封功率消耗<3kw;連續(xù)使用壽命>3年。 (<3Nm3/h)通過第一級干氣密封(主密封)的端面漏出，與部分二級緩沖氮氣混合后 為大氣壓)30KPa,形成一個性能可靠的阻塞密封系統(tǒng)，以阻隔軸承箱中的潤滑油進(jìn)入6.1干氣密封啟動程序6.2干氣密封工作時的維護(hù)7.1運行結(jié)果2008年6月GB-501循環(huán)氫壓縮機(jī)開車運轉(zhuǎn)至今狀況良好，成功的應(yīng)用證明了干氣7.2經(jīng)濟(jì)效益：GB-501原使用密封油(32#汽輪機(jī)油)時每月消耗4.5桶。密封油泵消耗中壓蒸汽1.16噸/小時。32#汽輪