焦化富气压缩机轴封失效原因分析及改进措施

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1、焦化富气压缩机轴封失效原因分析及改进措施钟策中国石化北海炼化有限责任公司广丙北海536000摘要：木文介绍了焦化装置富气压缩机密封系统流程和轴端密封结构。阐述了自投产以来3次轴端梳齿密封出现的故障现象，对故障原因进行了分析排查,确定了冲蚀是造成轴端密封损坏的主要原因。通过对比PEEK和LD10的材料性能和结构的差别，提出轴端密封改为PEEK复合密封的方案，特别介绍了PEEK材料在设计中的注意事项。通过一段时间的运行，确定改善效果明显，这对国内离心压缩机密封改造有着重要的参考意义。关键词：PEEK；梳齿密封；焦化装置；富气压缩机

2、Abstract：Thisarticleintroducesthesealsystemflowandshaftsealstructureoftherichgascompressorinthecokingunit.Afteranalyzingandcheckingthelabyrinthsealfailurewhichhappened3timessincethestartoftheoperation，theerosionisthemaincauseofshaftendsealdamage.ThePEEKcombinedseali

3、sproposedbycomparingthePEEKwiththeLD10inthedifferencesofmaterialpropertiesandstructure，especiallythemattersneedingattentioninthedesignofPEEKmaterialisalsointroduced.Itisconfirmedthattheimprovementeffectareobviousafterrunningforaperiodoftime，whichshowsgreatsignifican

4、ceforthetransformationofdomesticcentrifugalcompressorsealing.Keywords：PEEK；broachsealing；cokingunit；richgascompressor1前言中国石化北海炼化有限责任公司120万t/a延迟焦化装置中富气压缩机0204-C-201（以下简称C-201）,为水平剖分结构。该压缩机自2012年1月投入牛.产运行以来，轴封多次出现损坏，造成压缩机蒸汽功耗增加。自该机轴封出现故障后，对其轴封系统进行分析和优化改造，使该机轴封系统运行平稳，保

5、障了焦化富气压缩机组安全、高效、平稳运行。2机组概况2.1机组简介表1压缩机技术参数图2密封系统流程在干气密封的内侧，设置有梳齿密封，低压端与高压端结构冇明前区别，高压端与低压端梳齿密封中间泄漏气靠二次平衡管相连接，保障了两端干气密封的工况基本一致，高压端梳齿内侧多一级泄漏排放，泄漏气连接至压缩机一级入U，可以有效降低泄漏气体压力，减少介质气体延轴向向外泄漏。2.2.1梳齿密封简介梳齿密封是工业离心压缩机最常用的密封之一，即通过多级节流膨胀以消耗气流能量产生阻尼效果，减少漏气量，起到密封作用。2.2.2梳齿密封原理①气体在密封

6、前、后压差的作用下，从高压端流向低压端，通过密封齿和轴的间隙时，气流速度加快，压力和温度都降低，由间隙流入齿间空腔吋，由于面积突然扩大，气流形成强烈的漩涡，在比间隙容积大很多的齿腔空腔中气流速度几乎等于零，动能由于漩涡作用全部变为热量，加热气体本身，因而气体焓保持和齿前焓相等，对理想气体来说，气体温度又从流经间隙吋的温度冋升到流入间隙前的温度，但空腔中的压力却回升很少，可认为保持流经间隙吋的压力不变，气体从这个空间流经下一个密封齿和轴之间的间隙，又流入再下一个齿间空隙，重复上述过程。3故障分析3.1故障表现3.1.1第一次检修

7、情况C-201于2012年1月焦化装置开工投入运行起，二次平衡管压力一直缓慢逐渐上升，到2012年4月中旬，二次平衡管压力由开工初期的O.IMpa上升到0.26Mpa,5月下旬压力快速上升，最高达到0.40MPa。二次平衡管压力上升，则影响前置气压力上涨，前置气压力与主密封气压力越来越接近，最终导致前置气与主密封气压差降低，接近报警值，仍有上涨趋势，初步判断，轴封可能出现严重损坏，7月31日至8月3日进行了第一次检修，打开大盖后发现高压端轴封损坏严重（见图3），局部梳齿己经缺失，于是更换了轴封。投入运行后，二次平衡管压力冋降至

8、0.145MPa,检修后初期运行情况良好。图3高压端轴封损坏实物图3.1.2第二次检修情况2012年10月12日开始，二次平衡管压力又开始上升，随着二次平衡管压力升高，蒸汽耗量也逐渐升高，从开始的28.6t/h上升到37t/h。这一问题引起了技术人员的高度重视，根据第一次检修