炼油装置离心压缩机干气密封的选型设计分析.pdf

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1、石油和化工设备-98-安全密封2017年第20卷安全密封炼油装置离心压缩机干气密封的选型设计分析王丽丽，王福生，王斌（中国石油工程建设公司华东设计分公司，山东青岛266071）[摘要]在炼油装置中，富气、循环氢等离心压缩机，因其输送介质均为易燃易爆气体，不允许泄漏，须要求压缩机的轴封可靠性好、运行寿命长。随着离心压缩机轴封技术的快速发展，干气密封逐渐替代了迷宫密封、浮环密封、机械密封，成为目前离心压缩机轴封的主要型式。本文就干气密封的工作原理、布置型式及系统配置等方面进行分析，针对炼油装置离心压缩机的不同工况，提出合理的干气密封型式，为炼油装置离心式压缩机的轴封选型设计提供参考

2、。[关键词]离心压缩机；干气密封；双端面；串联在炼油装置中，离心压缩机应用广泛，输送介质通常有富气、氢气、循环氢等，因其输送介质均为易燃易爆气体，不允许泄漏，须要求压缩机的轴封可靠性好、运行寿命长。随着离心压缩机轴封技术的快速发展，干气密封逐渐替代了迷[1]宫密封、浮环密封、机械密封，已成为目前离心压缩机轴封的主要密封型式。本文就干气密封的工作原理、布置型式及系统配置等方面进行论述分析，针对炼油装置离心压缩机的不同工况，提出合理的干气密封型式选型建议，为今后炼油装置离心式压缩机的轴封选图1干气密封结构示意图型设计提供参考。1干气密封工作原理干气密封由动环和静环组成，当端面开有流

3、体动压槽的动环旋转时，流体动压槽把外径侧的高压隔离气体泵入密封端面之间，由外径至槽径处气膜压力逐渐增加，而自槽径至内径处气膜压力逐渐下降，因端面膜压增加使所形成的开启力大于作用在密封环上的闭合力，在摩擦副之间形成很薄的一层气膜，从而使密封工作在非接触状态下，所形成的气膜完全阻塞了相对低压的密封介质泄漏通道，实现了密封介质的零泄漏或零逸图3双端面布置示意图出。干气密封结构示意图如图1，动环单向密封槽示意图如图2。2双端面干气密封作者简介：王丽丽（1982—），女，山东青州人，2008年中国石油大学（华东）化工过程机械专业毕业，硕士，工程师。现在中国石油工程建设公司华东设计分公司从

4、事旋转机械的设计及研究工图2动环单向密封槽示意图作。第8期王丽丽等炼油装置离心压缩机干气密封的选型设计分析-99-双端面密封相当于面对面布置的两套单端面密封气经中间迷宫后与一级密封泄漏气混合后放密封，动环布置在中间，静环分别布置在两侧，火炬，少量经二级密封端面泄漏后高点放空。隔其布置型式如图3。离气经孔板节流减压（约0.02MPaG）后进入隔气室，一部分经后置迷宫的前端后与二级密封端面前置密封气压力微高于工艺气压力（约泄漏的气体混合，引至安全地点放空；另一部分0.01MPa），主要是防止机内介质气污染密封端经后置迷宫的后端，通过轴承放空口高点放空，面。主密封气压力始终高于工艺气

5、体压力（约此部分气体是为了防止润滑油污染密封端面。0.4MPa），在压缩机运行时依靠动环端面上密封槽的泵送作用打开端面，形成气膜起密封作用。串联式干气密封的特点：主密封气一部分经内侧端面泄漏至前置密封腔后(1)密封气消耗量大，运行功耗大；进入工艺气，另一部分经外侧端面泄漏至高点放(2)能够实现工艺气不向大气泄漏；空。泄漏密封气起润滑、冷却端面的作用。隔离(3)能够实现密封气不向工艺气泄漏。气为微正压（约0.02MPaG），进入后置密封腔，一部分经内侧迷宫与向外泄漏的主密封气混合后4离心压缩机干气密封选型分析高点放空，另一部分通过外侧迷宫后经轴承放空炼油装置中离心式压缩机通常有焦

6、化装置富口放空，此部分气体主要是防止润滑油污染密封气压缩机、催化装置富气压缩机、加氢装置循环端面。氢压缩机、重整装置循环氢压缩机等。下面以焦双端面干气密封的特点：化装置富气压缩机及柴油加氢装置循环氢压缩机的干气密封选型进行分析。(1)密封气消耗量小，运行功耗小；4.1焦化装置富气压缩机(2)能够实现工艺气不向大气泄漏；焦化装置富气压缩机主要参数如下：(3)少量密封气泄漏至工艺气。3串联式干气密封设备型号进/出口压力进/出口温度2MCL5270.16/1.4MPaA40/116℃串联式干气密封是按照相同方向首尾相联的两套单端面干气密封，其中间由迷宫密封隔离，富气压缩机密封压力低，

7、且富气允许少量氮其布置型式如图4。气进入。若富气压缩机选择串联式干气密封，采用压缩机出口富气作为一级密封气，因富气本身含杂质较多，一级密封气过滤器会很快失效，并且富气经一级密封端面时容易损坏密封。若采用氮气作为一级密封气，氮气消耗量大，且进入富气的氮气也较多。因此富气压缩机不适合采用串联式干气密封。图4串联布置示意图一级密封气高于一级密封腔压力（约0.03MPa），绝大部分密封气经迷宫泄漏至机体内，阻止机内气体外泄漏污染密封，少量气体经过一级密封端面泄漏至一级密封排气腔。因一级密封气绝大部分