氨压缩机干气密封泄漏原因及改造措施.doc

2007年 12月第 30卷第 6期 Large Scale Nitrogenous Fertilizer Industry氨压缩机干气密封泄漏原因及改造措施吴俊峰(中海石油化学股份有限公司 ,海南东方 ,572600)摘要介绍氨压缩机干气密封泄漏情况 ,根据干气密封工作原理和实际拆卸检修情况 ,分析干气密封泄漏原因 ,采取相应解决方案 ,取得较好的效果。关键词干气密封泄漏原因措施1机组概况据拆卸检查情况 ,找出并消除引起干气密封频繁中海石油化学股份有限公司化肥二部合成装泄漏的原因 ,延长干气密封使用寿命 ,确保设备稳定运行。氨压缩机主要性能参数如表 1 ,与干气密封相关管道示意见图 1。表 1氨压缩机主要性能参数正常值 (100 %热产品)项目一段侧流二段入口压力 (绝) / kPa出口压力 (绝) / kPa两端干气密封。经过 2个多月正常运行 ,2006年入口温度/出口温度/流量/ kg - 1 39350 23081 62431开车运行中 ,压缩机两端密封出现泄漏 ,泄漏量 :正常转速/ r min - 1 9764轴功率/ kW 1432 2518临界转速/ r min - 1 4400级数 6级转向 (自汽轮机端看)逆时针图 1氨压缩机干气密封相关管道示意2氨压缩机干气密封的组成级密封之间的泄漏可通过接口引到火炬放空燃氨压缩机采用的是串联式干气密封结构。在作者简介 :吴俊峰 ,男 ,1972年出生 ,助理工程师 ,现为中海石承受介质全部压差 ,二级气体密封 (大气侧密封)作为辅助密封只承受较小的压力。一级密封和二 25691423。 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. Dec12007Vol130 No16置氨压缩机是日本三菱重工制造 ,型号为 5H26C ,汽轮机驱动 ;压缩机缸体为水平剖分式结构 ,轴端密封为英国 John Crane28AT型 2级串联式干气密封。装置自 2003年 9月建成投产以来 ,因干气密33910 72616 72616封泄漏 ,在 2006年 3月装置计划检修中 ,更换了76111 160514- 414141629136011 99135月 13日因其他设备事故 ,装置停车检修。重新进气端 3 m3/ h ,排气端 2157 m3/ h ,均超过高高报警值 1132 m3/ h ,排放超标 ,造成一定的环境污染。2007年 4月停气检修 ,主要更换干气密封 ,并根收稿日期 :2007206205 ;收到修改稿日期 :2007210215。工作中 ,一级气体密封 (介质侧密封)作为主密封油化学股份有限公司装置保运部机械技术监督。联系电话 :08982h410烧 ,一级密封所承受的压力与火炬压力相同 ,因此介质泄漏到大气侧和到排气口的量几乎为零。在使用过程中 ,当主密封失效时 ,辅助密封可作为安全密封 ,保证介质不会泄漏到大气中。密封系统包括密封气体供给系统、泄漏气体控制系统和隔离气体系统。气体供给系统主要是控制来自压缩机排气的密封气体 (氨气)的压力和流量 ,过滤气体中的杂质 ,分离水分 ,保证密封气的质量。泄漏气体控制系统监测主密封的泄漏量 ,发送泄漏高报警信号。隔离气体系统向干气密封外部迷宫密封供给氮气 ,以隔离轴承润滑油 ,保证油不进入干气密封腔。3干气密封的拆检及工作原理1)拆卸检查情况 :压缩机两端干气密封腔内有油和黑色粉状磨损物 ;驱动侧干气密封一、2007年第 30卷4干气密封故障原因1)造成干气密封泄漏的主要原因。压缩机油气排放和干气密封泄漏气排放汇总于同 1根管子 ,排放总管又位于压缩机上方 ,设备经过运行一段时间 ,油气冷凝成的油液积聚排放导淋管内到一定液位后会沿管壁倒流进干气密封腔内 ,而干气密封最忌油、水。当液体进入密封端面后 ,由于液体表面具有较大的张力 ,动、环密封面被牢牢地粘在一起。机组运转时 ,螺旋槽内气体产生的开启力小于闭合力 ,无法将密封面分开形成气膜 ,变成接触性摩擦 ,使密封面受磨损 ,从而导致密封失效。2)其他可能原因。干气密封在开停车期间各排放导淋未及时排放 ,密封腔内积有液体 ;装置投产不久 ,密封气管道内可能还有微小颗粒物体未冲刷干净 ,进入密封面 ,使之产生划痕性磨损 ;主密封气内含有空气。压缩机为氨冷冻压级密封面也粘有润滑油 ;进气侧干气密封一级密封面很干净 ,但密封槽内有水渍 ;两端干气密系统和管道输送 ,在进入密封端面前再受压缩机温度影响 ,温度降低 ,达到空气的露点 ,空气内所承箱的油气排放和干气密封二级泄漏气排放汇总失效 ;机组停车后盘车时间过长 ,使干气密封在低转速下运行产生接触性摩擦。气管道布置如图 2。5改造和防范措施1)对压缩机两端的油气和干气密封泄漏气排放管道进行改造 ,使油气排放管和干气密封泄漏气排放管分道设置 ,各自单独引出排放管线。改造后氨压缩机现场相关油气管道布置如图 3。图 2氨压缩机现场相关油气管道布置2)工作原理 :干气密封是一种高效新型密封 ,密封表面上加工有特殊形状的流体动压槽 ,一般在动环密封面上。当密封高速旋转时气体被吸入槽内 ,密封坝对气体流动产生阻力 ,使流体压力图 3改造后氨压缩机现场相关油气管道布置静环上的气体静压力与弹簧负载力之和时 ,在动虚线为新增管线静环密封面间会开启微小的间隙 ,形成具有一定 2)严格执行压缩机开停机操作规程 ,每次开刚度、度约为 35m的气膜。该气膜不仅阻机前和停机后都应及时打开干气密封底部的导淋止内部介质向外面泄漏 ,而且使密封保持非接触阀 ,以排去管道内的积液。无磨损的运行状态 ,极大地延长了密封的使用寿 3)换干气密封入口密封气过滤器。命。 4)根据运行情况 ,如下次检修发现密封面上 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 怕静二级密封面有大量的润滑油 ,进气侧干气密封二缩机 ,进气端温度较低 ,为 - 414。来自压缩机出口的主密封气体为 9913,经过密封气体供给封表面都有磨损和微小划痕 ;检修技术人员仔细检查了现场安装工艺管道 ,发现压缩机两端轴含的水分子会凝结成液态进入密封端面 ,使密封于同一排放管 ,打开干气密封二级泄漏气排放导淋 ,管道内积有大量的油。氨压缩机现场相关油上升 ,该压力称为开启力。当开启力等于作用在厚第 6期 411还有水渍 ,可在主密封气供给管上适当增加拌热稳定 ,两端干气密封均达到零泄漏 ,说明了此次检管或保温 ,提高密封气体温度 ,使之离开空气露点修改造是非常成功的。虽然只是一次小的改造 ,温度工作。但找到了问题的根源 ,取得显著的效果。它不仅5)缩短机组停机后的盘车时间 (一般不超过解决压缩机干气密使用寿命短、密封性能易失效24 h)。的困扰 ,且延长其检修周期 ,减少泄漏气对环境的氨压缩机经过此次检修改造 ,目前运行非常污染 ,有效降低检修成本。REASONS FOR D RY GAS SEAL L EAKAGE OF AMMONIACOMPRESSOR AND MEASURES FOR REVAMPINGWu Junfeng( Fudao Chemical Co. , Ltd. , CNOOC , Dongf ang ,572600)AbstractThe paper presents the gas seal leakage of ammonia compressor , and analyzes thereasons for the leakage according to dry gas sealing principle and the actual dismantle and overhaul.Relative measures were taken , and good results were achieved.Keywords :dry gas seal , leakage , reasons , measures从气头尿素企业进军煤化工说起最近 ,众多媒体都报道了国内大型气头尿素生产企业中海化学 (即海南富岛)拟进军煤化工的消息 ,报道说该公司正对在山西省和内蒙古自治区建设尿素厂进行可行性研究 ,现已投入大量前期工作 ,这两处拟建的工厂都将以煤为原料而非天然气。实际上 ,进军煤化工的气头尿素企业并非只有中海化学一家 ,而是具有一定的普遍性。早在 2003年 ,河南中原大化就经过综合分析研究 ,做出决策 ,发展煤化工项目。不过该公司的煤化工项目不是发展尿素 ,而是主要以生产甲醇、甲醛、甲醛、聚甲醛、酸为主 ,其中第一期年产 500 kt的甲醇项目于 2004年 12月破土动工 ,2007年年底前将建成投产 ,二期工程也是年产 500 kt甲醇项目 ,还有三期、期工程 ,总投资 150亿元 ,项目建成后可形成年产 2Mt甲醇及其下游符合市场需求的化工产品的能力 ,成为河南省最大的煤化工基地。据悉 ,目前泸天化、天化、川美丰等多家国内有影响力的大型气头尿素企业也都有意进军煤化工。应该说 ,目前气头尿素企业的盈利能力还是远远高于煤头尿素企业的。据统计 ,2006年 9家气头尿素上市公司的平大力发展天然气尿素而反过来发展盈利能力相对较低的煤头尿素 ,主要有两方面原因 :天然气价格上涨的可能性非常大。根据国家发改委 2005年 12月公布的天然气价格改革方案 ,天然气出厂基准价格每年调整 1次 ,相邻年度的价格调整幅度最大不超过 8 % ;再者 ,同石油等其他能源相比较 ,现在我国天然气价格明显偏低 ,这两种因素加起来使得天然气价格上涨的可能性非常大。天然气价格上涨将对气头尿素企业盈利状况产生明显不利影响 ,因为天然气在尿素生产成率 20 %30 %。今后天然气可能要更多地用于民用。天然气作为一种高效、污染的优质能源 ,不仅在工业上有广泛用途 ,而且是种非常好的民用燃料 ,今后国家对天然气的利用政策将更多地偏向于“民用优先”,只有在那些天然气资源丰富、时民用气又较少、现富余的地区 ,新上项目才允许发展合成氨等天然气化工产品 (老项目不受影响) ,优先保证民用气的供应。而相比之下 ,我国是个煤炭资源相对丰富的国家 ,煤化工是近些年的一大发展热点 ,气头尿素企业未雨绸缪 ,着眼于长远 ,涉足煤化工。大型气头尿素企业进军煤化工后 ,将对原有的煤化工企业特别是那些成本较高的煤化工企业形成一定的冲击 ,因为气头企业一般都会选择有煤炭优势的地方发展煤化工企业 ,同时会采用先进的技术工艺及设备来组织生产 ,使消耗更低 ,生产成本更低 ,更具竞争优势。这从另一则消息也基本可证明这一点 :据报道 ,目前我国正在酝酿氮肥行业实行准入机制合成氨单位产品能源消耗限额国家标准的征求意见稿已出台 ,在向社会征求意见修改后即正式推出实施。按照该标准 ,以无烟煤 (焦炭)、煤 (本地劣质无烟煤)和天然气 (油田气、炉气)为原料 ,新建合成氨装置产品能耗限额准入值依次为 1500 kgce/ t 1720 kgce/ t 1250 kgce/ t ,已建合成氨装置产品能耗限额依次为 2100 kgce/ t 2400 kgce/ t 1640 kgce/ t ,新28 23原野 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing