干气密封技术在乙烯装置压缩机上的应用.pdf

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1、70一■安全密封石油和化工设备一2012年第15卷干气密封技术在乙烯装置压缩机上的应用林忠伟，赵伟奇(中国石油四川石化有限责任公司。四川彭州611930)【摘要】目前干气密封技术已逐渐取代其他密封技术，在乙烯三大机组中得到广泛运用。干气密封具有使用寿命长、无介质泄漏、轴功率消耗低等优点。本文简要介绍了干气密封技术在乙烯三大机组上的应用情况。[关键词】乙烯机组；干气密封；螺旋槽；气膜刚度；密封间隙；应用干气密封是上世纪60年代末期从气体动压轴率。三机运行平稳与其所采用的密封技术有很大承的基础上发展起来的一种新型非接触式密

2、封，关系。密封技术的优劣直接影响压缩机运行周期是基于现代流体动压润滑理论的一种新型非接触的长短。式气膜密封。干气密封动环或静环端面上通常开经过几十年的发展，目前国内多数乙烯生产出微米级流槽，主要依靠端面相对运转产生的流企业三机均采用干气密封技术。经过实践证明，体动压效应在两端面间形成流体动压力来平衡闭以前未采用干气密封的机组(如大庆石化化工一合力，实现密封端面非接触运转。工程实际中使厂裂解老区三台压缩机)，在进行干气密封改造用最多的流槽形式有螺旋槽、T型槽等。螺旋槽面后，机组运行较以前平稳，非正常停车次数明显形式密封性

3、能最佳，但是转动方向只能单向，如减少，有利于装置“安、稳、长、满、优”运果反转将损坏密封端面，T型槽可以双向旋转。行。而目前国内新建的乙烯装置中，乙烯三大机乙烯产量、单套装置的规模和技术水平、技组均采用了干气密封技术。术开发能力及工程设计能力是衡量一个国家石化1千气密封结构及工作原理工业发展水平的标志。乙烯生产中三台离心压缩典型的干气密封由动环、静环、密封圈、轴机(裂解气压缩机、乙烯压缩机、丙烯压缩机)套、弹簧和弹簧座等零部件组成，如图1所示。运行是否平稳，直接影响乙烯生产的能耗和效旋转旋向弹簧氆弹簧黪耳动环密封圈图2

4、图l环和静环推开，使密封面开启，流动的气体在两常用的干气密封动环形式为螺旋槽，如图2所个密封面间形成一层很薄的气膜，气膜厚度一般示。干气密封在停车时，两端面直接紧密接触在一起，形成接触式端面停车密封。当转子旋转时，作者简介：林忠伟(1982一)，男，四川成都人，毕业于东北石油大学(原大庆石油学院)，现在中国石油四川石化有限责任气体被向内送到螺旋槽的根部，压力增大，将动公司生产四部工作。第8期林忠伟等干气密封技术在乙烯装置压缩机上的应用．7i．在3-5um左右，并且有一定的刚度，能够使密封膜厚度减小，则气体的粘性剪力增大

5、，螺旋槽产端面间隙在一固定范围内作微小波动，从而能在生的流体动压效应增强，促使E气膜增加，则F开启增非接触状态下平稳运行，实现密封。加，F开启>F闭合，为了保持力的平衡，F弹簧增大，又图3为干气密封静环端面受力图，由图3可以恢复至F闭合=F弹簧+F介质=F开启=F气膜状态，密封间隙看出：恢复到原来的状态。相反，若密封气膜厚度增大，螺旋槽产生的i一’-流体动压效应减弱，促使F气膜减小，则F开启减小，、×、为了保持力的平衡F弹簧减小，又恢复到F闭合=F弹簧—一00藿琵翻Fp。气镤搂+F介质-F开启-F气膜状态，密封又恢复到

6、原来的状态。因此，只要在设计范围内，密封间隙总能恢F介爱一§≤参霪：薹复到设计状态，所以干气密封能够稳定运行。衡量密封稳定性的是所产生的气膜的刚度，气膜刚度是气膜作用力的变化与气膜厚度的变化之比，图3且气膜刚度越大，干气密封抗干扰能力越强，密正常条件下，作用在密封面上的F闭合=F弹簧+F介封运行越稳定可靠。质，F开启=F气膜，F闭合=F开启，密封工作在设计工作间2乙烯三机组干气密封隙。2．1机组常用密封工艺流程当受到外部干扰(工艺或者操作波动)，气熬赢运乙缡图4图4为乙烯三大机组干气密封所使用的典型工式的干气密封，其中

7、一级为主密封，密封气体为艺流程图，其中一级密封气(主密封气)是由压工艺气体，一部分泄漏到缸体，一部分泄漏到火缩机出口工艺气体或者外供的氮气(高压乙烯)炬系统中去。当火炬系统的泄漏量超过某规定值提供，由于干气密封动静环间螺旋槽加工都是微时，说明干气密封已损坏，此时需要停车更换密米级的，所以此处要求对密封气经过过滤才能使封，且此处泄漏量带有三选二的联锁，超过规定用，其目的是过滤掉主密封气中的杂质，防止损值后，机组将联锁停车。如果没有二级密封，则坏密封。一级密封泄漏放至火炬系统烧掉，以防还有一部分气体沿轴向泄漏到缸体外面，此

8、时止大气污染。二级密封气和隔离气由过滤后的氮二级密封开始起作用，从而实现了工艺气体的零气提供，二级密封泄漏直接排放至大气。泄漏。二级密封气一般为惰性气体，三大机组通常都采用氮气为二级密封气，一部分氮气沿轴向2．2乙烯三机组干气密封简介将泄漏的主密封气密封住，一起排放到火炬系统乙烯三大机组所用的干气密封通常为串联72．●安全密封石2