串联干气密封在大型离心压缩机上的应用分析

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1、大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：大连理工大学硕士学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学

2、位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目：作者签名：导师签名：————名罐』嗟二釜日期：二竺2一年血月圣厶日大连理工大学专业学位硕士学位论文引言作为石油化工以及能源工业行业心脏部分的离心式压缩机的应用日趋广泛，随着生产工艺过程和要求的日益苛刻，环保要求越来越高，设备运转周期的延长，对离

3、心式压缩机的轴封要求越来越高，随之而来的就是如何解决这些高速运转设备的轴封问题。目前国内外石化行业普遍应用透平压缩机来输送各种易燃易爆易泄漏有腐蚀性的气体，为了防止或限制这些气体沿压缩机旋转轴端部泄漏到大气中去，就必须采用各种轴端密封装置，以便确保机组的正常运转，降低物料和能源的消耗，防止环境污染和保证人身及设备安全。从离心式压缩机轴封的发展过程来看，主要经历了以下几个阶段：(1)迷宫密封；(2)迷宫加抽充气密封；(3)液体浮环密封；(4)液体机械密封；(5)干气密封。干气密封是一种新型的非接触

4、式的旋转轴用动密封，其寿命长，维护方便，且能在高参数(高速、高温、高压)状态下稳定运行，因此在石油、化工行业得到广泛应用，特别是在压缩机中，超过90％的机组使用了干气密封。与普通接触式机械密封相比，干气密封有以下主要优点：(1)省去了密封油系统及用于驱动密封油系统运转的附加功率负荷。(2)大大减少了计划外维修费用和装置停车。(3)避免了工艺气体被油污染的可能性。(4)密封气体泄漏量小。’(5)维护费用低，经济实用性好。(6)密封驱动功率消耗小。(7)密封寿命长，运行可靠。本文以中石油吉林石化分公

5、司炼油厂芳烃车间GB．501循环氢压缩机密封技术改造为课题背景，将进口的浮环密封改造成千气密封，对干气密封的结构和性能进行研究，结合GB-501循环氢压缩机轴封改造实例做了具体的分析和阐述。串联干气密封在大型离心机上的应用研究1文献综述1．1国内外干气密封发展概况干气密封是一种新型的非接触式轴封，干气密封的概念是二十世纪六十年代末期从气体润滑轴承的基础上发展起来的，其中以螺旋槽密封最为典型。经过数年的研究，约翰·克兰公司率先推出干气密封产品并投入工业使用。二十世纪七十年代中期商用干气密封在美国成

6、功的应用于达到2．76MPa的压差和120m／s的线速度的设备上，其气体泄漏量仅为0．001--0．002m3／s【l’2J。随后，约翰·克兰公司的SEDY针对密封环槽区发生接触磨损的现象提出了绝热设计的新概念，针对干气密封产生径向变形的现象提出了自平行原理的理论【3’4j。英国克兰公司的GABRIEL对影响螺旋槽气体密封性能的操作参数及结构参数进行了定性分析，并对密封环材料及加工方法进行了探讨【5“】。新墨西哥大学的A⋯OLebeck教授对端面带坡度的气体润滑机械密封进行了分析计算，认为其具有

7、泄漏量少、寿命长、性能稳定等特点。日本EAGLE公司对气体静压外接触式干气密封进行了试验研究rL引。德国博格曼公司对双向螺旋槽和T型密封进行了研究，使用效果良好【9】。约翰·克兰公司的针对气体润滑的瑞利台阶型和螺旋槽型外接触密封进行了研究，并开发了系列产品【l叭11】。自从1968年美国约翰。克兰公司研制出世界上第一款圆弧面螺旋槽非接触机械密封以来，特别是70年代以后，世界各国对干气密封的研究突飞猛进，密封端面形式和机构不断发展，如槽型出现了圆弧形、单双梯形、倒T形、倒V型等等，结构上出现了带中

8、间环密封等【12、131。随着科学技术的发展和一些复杂情况的出现以及应用上的特殊要求，在干气密封的发展上，必然会出现更先进、更有效密封形式，服务于生产实际【141。在我国，干气密封应用于上个世纪八十年代，而系统的研究工作起步于上个世纪九十年代初，在实际应用上直到最近几年，才取得具有突破性和广泛性的成果。九十年代初期，我国开始逐步引进干气密封技术应用于大型离心式压缩机【l5’161。同时，国内有关的研究机构也相继开展了干气密封技术的研究工作。四川日机密封件有限公司、北京化工大学、石油大学、天津鼎名