干气密封在富气压缩机上的应用

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1、干气密封在富气压缩机上的应用ApplicationofDrySealonRichGasCompressor摘要：介绍了干气密封安装在离心压缩机上的工作运转情况，及其所带来的经济效益。关键词：离心式压缩机干气密封Abstract:Theoperatingconditionofdrysealoncentrifugalcompressoranditseconomicbenefitsareintroduced.Keywords:CentrifugalcompressorDryseal1引言上海石化股份公司炼化部C301压缩机为沈阳鼓风机厂

2、制造的透平驱动的多级离心压缩机，型号为2MCL527-12。进口压力：0.16MPa；出口压力为1.6MPa进口温度：40～60℃；出口温度：90～120℃介质：催化富气；成分：碳氢化合物转速：8800r/min；流量：14500～18000Nm3/h该机组为高转速连续运转设备，工艺介质易燃易爆，危险性大。这就要求压缩机轴端密封系统可靠性好，密封泄漏小，寿命长。原密封型式为浮环密封。靠富气侧为内浮环，大气侧为外浮环。在内外浮环之间引入高于工艺气压力约50kPa的密封油，通过旋转时浮环与轴之间产生的微小间隙变化形成压力油膜，产生节流

3、降压作用而达到密封目的。浮环密封属于液体节流式非接触密封。虽可用于高速高压条件，但它的密封液系统较复杂，辅助设备以及电、仪等自控元件多，从而造成使用可靠性下降，维护、维修任务重，而且其内泄漏较大、对轴磨损严重、检修维护频繁、使用寿命短、密封油系统运行费用高等诸多缺陷。不仅对该机组的长周期平稳运行有较大影响，也不适应现代企业对环保及节能降耗越来越高的要求。上海石化公司有关人员经过反复研究和考察，决定与四川日机密封件有限公司合作，对该压缩机的轴封进行改造，将原浮环密封改造为干气密封结构。改造后的密封及密封系统于2003年3月底炼化部检

4、修期间顺利安装完成，并于4月2日一次试车成功，达到了良好的密封效果，获得了显著的经济效益。2密封的主要结构特点目前国内大型离心压缩机轴端密封型式主要包括迷宫密封、浮环密封、机械密封以及目前最先进的干气密封。干气密封是60年代末期以气体润滑轴承的概念为基础发展起来的，其中以螺旋槽密封最为典型。经过数年的研究，美国约翰·克兰公司率先推出干气密封产品并投入工业使用。它是一种新型的非接触式轴封。其结构与普通机械密封类似。但重要区别在于，干气密封其中的一个密封环上面加工有均匀分布的浅槽。运转时进入浅槽中的气体受到压缩，在密封环之间形成局部的

5、高压区，使密封面开启，从而能在非接触状态下运行，实现密封。将干气密封技术和阻塞密封原理有机结合，“用气封液或气封气”的新观念替代传统的“液封气或液封液”观念，可保证任何密封介质实现零逸出，故更适合作为高速高压下的大型离心压缩机的轴封。由于它不需要密封润滑油，省去了封油系统及用于驱动封油系统运转的附加功率负荷。其所需的气体控制系统也比封油系统要简单得多。而且泄漏量小，寿命长，维护费用低，密封驱动功率消耗少。5由于该压缩机输送的工艺气体为富气，工艺允许微量氮气进入，而且压缩机的进口压力较低（～0.16MPa）。故根据该实际情况及有关参

6、数，确定将原轴封型式改为面对面双端面螺旋槽干气密封的结构（见图1）。图1面对面双端面螺旋槽干气密封结构双端面干气密封可以看作面对面布置的两组单端面干气密封，在两组密封之间通入氮气作阻塞气体而成为一个性能可靠的阻塞密封系统，控制氮气的压力使其始终维持在比工艺气体压力稍高（0.2～0.3MPa）的水平。使其在大气与工艺气之间起到阻隔作用，与原浮环密封的封油的作用相同。由于气体泄漏的方向总是朝着工艺介质气体和大气，从而保证了工艺气体不会向大气泄漏。在密封动环的端面上加工有均布的螺旋动压槽。特殊设计的槽型结构在使用条件下运转时所产生的流体

7、动压效应，是动、静环间形成具有极高刚度的气膜，由气膜作用力形成的开启力与由弹簧和介质作用形成的闭合力达到平衡，使密封面分开3～5μm，在非接触状态下实现密封。由于该压缩机输送的气体较脏，为保证干气密封在洁净、干燥的环境中运行，在干气密封的前端（介质端）引入经过滤净化后的的工艺气体，控制其压力稍高于平衡管处的工艺气压力，可阻挡工艺气中的粉尘、油雾等对干气密封有害的杂质进入密封端面。在干气密封的后端（轴承端）可保留原有的迷宫密封，引入略高于轴承箱压力的氮气，其作用是避免轴承箱中的润滑油进入干气密封内。该结构具有极高的可靠性，使工艺气对

8、大气环境真正实现了零泄漏。而且其通常采用氮气作为阻塞气，极少的内漏量（＜0.3Nm3／h＝对工艺气一般不构成污染。这种结构目前在石化及炼油工业引进的离心压缩机中得到较多的应用。该密封为整体集装式结构，出厂前已精密地装配成一体，通过定位块板将动、静部