干气密封在炼化企业设备上的应用、故障判断及方法

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1、干气密封在炼化企业设备上的应用、故障判断及方法职称论文时间：2009年7月单位：沧州渤海石化工程有限公司摘要：对于石油化工行业来说，本文列举国内单套炼量最大规模的中石化青岛炼化1000万吨/年炼汕厂的配套转动设备对于干气密封的应用情况进行统计分析，以及在F1常维护、操作过程中产生的故障判断、进行分析解决，为更好的保障干气密封对于设备的服务，设备装置的长周期运行，提供必要的经验方法。关键词：干气密封动设备密封槽泄漏1•概述科技的进步伴随着石油化工及能源工业的发展，导致各种新工艺新设备的层出不穷，对于炼化企业來说，对转动设备离心泵和离心压缩机等的性能也要求越来越

2、高，对设备轴封的要求也越来越严。因此，我们对轴端密封从研制、制造、使用和维护保养越来越重视。机泵和压缩机传统的轴封型式及发展过程是：迷宫密封、机械密封、浮环密封、干气密封。迷宫密封及浮环密封因气体池漏量太大，己逐渐停止使用。目前，国内使用较多的是机械浮环组合密封，或者是双端面机械密封，它们都是通过密封润滑油来达到密封气体的目的。这类密封具有一个很大的缺点，即要求有复杂的封油系统，能耗较大，而且必然有少量的密封汕泄漏进入工艺气体。干气密封的出现，是密封技术的一次革命，气体密封的难题从此得以解决，而不再会受到密封润滑油的限制。经过数年的研究，英国的约翰克兰公司于

3、七十年代末期率先将干气密封应用到海洋平台的气体输送设备上，并获得成功。干气密封是二十世纪六十年代末期从气体动压轴承的基础上发展起来的一种新型非接触式密封。该密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触运行。总之，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。对于石汕化工行业来说，本文列举国内单套炼量最大规模的中石化青岛炼化1000万吨/年炼油厂的配套转动设备对于干气密封的应用情况进行统计分析，以及在日常维护、操作过程中产生的故障判断、进行分析解决，为更好的保障干气密封对子设备的服务，设备装置的长周期运行，提供必要的经验方法。2.青岛炼化干

4、气密封应用情况中石化青岛炼化共有9套装置的离心泵配有干气密封（具体统计情况参见表一），所输送介质全部为较大污染性、较高挥发性和冇害性的含硫污水、液态氨、液态烃等。通过应用此种结构形式的密封非常好的解决了环境污染、现场卫生和人身健康等问题。通过表一可以看出，总计有63台机泵采用此种结构形式，生产厂家主要有四川日机和成都一通2个主要厂家，密封形式单端面、双端血、串联式干气密封3种结构形式都有。主要冲洗方案为PLAN111+72+76。表一：离心泵干气密封统计情况机公司的产品，催化气压机为TM02A双端面结构，重整装置的四台机组为TM02D申联干气结构。（具体参见

5、表二）表二：离心机组干气密封统计情况3.1基本工作原理通常，典型的干气密封主要零部件包含了静环、动环组件（旋转环）、副密封0形圈、静密封、弹簧和弹簧座（腔体）等。静环位于不锈钢弹簧座内，用副密封0形圈密封。弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在轴上的旋转环一一动环组件配合，如图1所示在动环组件和静环配合表血处的气体径向密封每个厂家都有不同之处，各有其先进独特的方法，配合表面平面度和光洁度很高，动环组件配合表面上有一系列的螺旋槽或其它槽型，如图2所示。2图2所示为单向旋转的槽型。随着转动，气体被向内泵送到螺旋槽的根部，根部以外的一段无槽区称为密封坝。密封坝对气体

6、流动产生阻力作用，增加气体膜压力。该密封坝的内侧还冇一系列的反向螺旋槽，这些反向螺旋槽起着反向泵送、改善配合表面压力分布的作用，从而加大开启静环与动环组件的能力。反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝，对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离，保持一个很小的间隙，一般为3微米左右。当由气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。这种机制将在静环和动环组件之间产生一层稳定性相当高的气体薄膜，使得在一般的动力运行条件下端面能保持分离、不接触、不易磨损，因此延长了其使用寿命。3.2密封性能比较我们

7、用新型的干气密封与机械密封和浮环密封从多个方面进行比较，可以得出干气密封较其他密封的突出特点。具体比较情况见表三所示。从表的比较可以看出无论是从密封的性能和应用情况还是从经济效益上看，干气密封作为转动设备的轴封比机械密封和浮环密封有明显的优势，正在逐步取代其它形式密封。表三：三种密封比较统计表4.泵用干气密封情况泵用干气密封用“气体阻塞”替代传统的“液体阻塞”原理，即用带压密封气替代带压密封液，保证工艺介质实现“零逸出”。离心泵输送的介质为液体。根据不同工况条件，共有3种结构形式的干气密封。这3种结构形式的密封在青岛炼化各装置机泵上均有所采用。4.1单端干气

8、密封次种结构形式可以应用于允许设备冇轻微泄漏的的场合