干气密封控制系统设计规律

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1、干气密封控制系统设计规律中国石油大学机电工程学院（山东"#$%&’）李香山东中石大工程设计有限公司（山东"#$%&’）戴兴旺【摘要】从洁净度、压力和流量控制等方面介绍了干气密封控制系统的基本组成及各部分作用。总结出一套干气密封控制系统设计的基本规律，包括密封气的选取，密封气的预处理，供应气体的压力、流量控制及火炬线泄漏监测等方面。【关键词】干气密封控制系统密封气正常。当干气密封泄漏量超过一定值时，监控系统认为密封已经失效，系统发出报警信号，甚至联锁停车，保证机组运转安全。此外，为了防止干气密封受润滑油的影响，还需要匹配密封气隔离单元，阻止轴承润滑油进入干气密封系统。综上，密封气过滤单元、

2、干气密封泄漏控制单元和密封隔离气单元三部分组成了干气密封的控制系统（也称“辅助系统”）。它从流量、压力、温度及洁净度等方面来控制、监控密封系统中的气体。但由于密封结构布置形式、密封介质的种类、压力以及温度等不同，干气密封控制系统的具体结构也有所不同。三、供应气体分类及要求密封系统中的供应气体一般包括三部分：密封气体、缓冲气和隔离气。密封气经密封端面形成气膜，对端面起润滑、冷却作用；隔离气起防止润滑油污染密封端面的作用；缓冲气的作用则是防止机内气体污染密封端面。一、前言干气密封技术是#$世纪%$年代末在气体润滑轴承的基础上发展起来的，是近年来采用的密封改进技术之一。随着石油、石化工业向无污

3、染，长周期，低能耗以及高效益等方向的发展，要求机械密封实现密封介质零泄漏，无污染以及长寿命，并且运行维护费用低。特别是在石油、石化中工艺流体大多数具有易燃、易爆、剧毒以及污染严重等特点，普通接触式机械密封是难以达到上述要求的，而干气密封可以实现密封介质零泄漏，具有对环境无污染，超长使用寿命，运行维护费用低，辅助系统简单可靠等系列特殊优势，因此，干气密封将在石油、石化等工业中发挥越来越重要的作用，其经济效益和社会效益显著，市场潜力大，应用前景广阔。为确保干气密封安全高效地运行，必须作到如下两点：!依据操作条件正确设计干气密封。"依据压缩机系统正确设计和投运干气密封控制系统。因此其控制系统的

4、设计起着举足轻重的作用。’(密封气正常运转时，一定要确保机组运转过程中密封气的供给。密封气的中断会导致密封面干磨，很短时间内密封就会烧坏；另外，如果密封气内含有杂质（气、固）也会损伤密封面，影响整个机组的运行。因此，连续、洁净的密封气供应对于整个机组的运行是至关重要的。（&）密封气的选取密封气的选取要从安全、经济两方面考虑。一般情况下，对于像’(、)#、*#以及空二、干气密封控制系统简介干气密封在依据操作条件正确设计的条件下，其运行的好坏主要取决于密封两端面，即动环和静环之间的正常匹配，如进入密封腔的气体混有微小杂质，会严重影响整套干气密封系统的可靠性和寿命，因此，为确保其安全运行必须提

5、供一个密封气过滤单元。密封泄漏量的多少标志着干气密封是否运转正常。因此，需要一套泄漏监测单元来监测其泄漏量以判断干气密封是否运转技术与应用自控与监测!"#$%$&#’$()*$&+#$’+&,气等气体采用压缩机出口工艺气，富气或气体内含烃类物质较多时采用#$，泵用干气密封多采用#$或空气。但有时考虑到经济性或运行的安全性，具体情况也有变化。采用压缩机出口工艺气作为密封气的干气密封，起停机或发生故障时要采用辅助密封气。起动前先通入辅助密封气，当机组运行到工作转速范围后或压缩机出口工艺气到达入口压力的%!&倍以上时［%’$］，将压缩机出口工艺气切入到主密封流程中，机组停车前要将压缩机出口气切

6、回到辅助密封气，以保证密封的正常运行。（$）密封气的预处理在运转过程中，干气密封最为关键的是要保证动静环之间产生一定厚度和强度的气膜。这种气膜的形成完全依赖于动环上的槽型，而这些槽的深度极浅，只有()*!+，极小的杂质或者油污就能将槽型填充起来；另外如果汽体中含有水分等液相物质，在高速旋转时，液体汽化破坏气膜，同样会导致动静环接触发生磨损。因此，密封气中含固体杂质和带液是干气密封最大的敌人。密封气系统的供气必须连续可靠，气体不得含有固体杂质，不得带液，干气密封从字面上来理解，密封气必须是干净的、干燥的［(］。针对密封气带固和带液两种情况分别采取以下措施。%）气体带液，设置密封气体分液罐、

7、干燥罐，防止工艺气携带杂质和液体进入干气密封［&］，或者在密封气管路加伴热线，通过伴热将液体改变成气相［*］。$）气体带固，干气密封系统运行的好坏取决于密封两端面即动环和静环之间的正常匹配，如进入密封腔的气体混有微小杂质，会严重影响整套干气密封系统的可靠性和寿命。因此，气体在进入干气密封之前要通过一个过滤系统。密封气过滤单元是干气密封控制系统的核心，密封气通过过滤单元进入干气密封，保证密封面不受颗粒杂质的损坏，为干气密封长周期运转提