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压缩机干气密封技术交流 四川日机密封件股份有限公司四川密封技术研究所 SNS 1 干气密封工作原理干气密封设计 制造 试验干气密封典型结构干气密封控制系统应用实例 交流目录 SNS 2 92年开始干气密封技术理论研究 开发出流体动压槽设计软件 并解决了槽形加工 检测等核心技术问题 99年第1套压缩机用干气密封在镇海炼化成功实现工业运行 99 03年从事大量干气密封改造 国外进口密封的国产化工作 03企业转型后 承担为主机厂配套工作 到目前已达280台左右 经过近10年的发展 已成为国内干气密封技术领域的主要力量 目前具备年生产400套左右干气密封本体和200套控制系统的设计 制造 能力 最高模拟实验转速可达36000rpm 试验压力可达25MPa 发展历程 SNS 3 干气密封优点 SNS 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载大大减少了计划外维修费用和生产停车及油品的贮藏 避免了工艺气体被油污染的可能性避免了润滑油被污染的可能性密封气体泄漏量小 对工况变化适应能力强维护费用低 经济实用性好密封驱动功率小密封使用寿命长 运行稳定可靠 4 非接触性 工作原理 SNS 均匀分布的具有一定数量的浅槽 槽深6 10微米 槽形为收敛形状 具有方向性 非接触间隙3 5微米 不能反压工作 5 自平衡性 工作原理 均匀分布具有一定数量的浅槽槽形为收敛形状方向性非接触间隙3 5微米 6 产品应用 SNS 使用参数压力 15MPa温度 40 250 轴径 25 260mm质量保证自主研发的流体动压槽优化设计软件 干气密封密封气性能气相分析软件 干气密封流体动压槽专用加工设备及高精度检测设备 先进的 宽范围运转参数密封试验台 完备的模拟试验供气系统 最高供气压力250公斤 设计 制造严格按照API617 API614及企业标准执行 7 产品应用 SNS 成熟应用的场合炼油项目 催化 焦化富气压缩机 柴油加氢循环氢压缩机 连续重整循环氢 氢增压机压缩机 解析气压缩机等 乙烯项目 乙二醇循环气压缩机 汽油加氢循环氢压缩机 乙烯压缩机 丙烯压缩机芳烃项目 岐化 异构化循环氢压缩机化肥项目 二氧化碳压缩机 氨冰机 氨压机 合成气压机 循环气压缩机煤化工项目 甲醇合成气压缩机 循环气压缩机 氨冰机完善的产品单元配套 修复 国产化干气密封本体提供完备的干气密封控制系统的设计 制造设计 制造干气密封增压装置 密封气体预处理装置 8 产品应用 SNS 应用业绩大型离心式压缩机干气密封业绩已280多个缸 绝大多数为主机厂配套 其余为改造业绩 售后服务配合用户在现场完成密封的安装 调试工作 对用户进行现场干气密封操作 维护培训 承诺2小时内对出现的密封问题进行书面答复 承诺12小时内至现场解决相关密封问题 产品系列GCS 单端面压缩机用干气密封GCD 双端面压缩机用干气密封GCT 串联式压缩机用干气密封GCTL 带中间迷宫的串联式干气密封 9 设计 制造 试验 SNS 设计自主研发的流体动压槽专用优化设计软件 干气密封密封气性能分析软件 30年大机组密封设计经验 10年大机组干气密封技术经验 完备的专业技术人才及设计手段 制造先进的加工设备 加工中心 数控车 铣 钻 专门研发的用于的流体动压槽的加工设备干气密封核心部件 动 静环 均采用进口产品 干气密封零件全部进行三坐标测量仪检测 10 设计 制造 试验 SNS 试验设备超高速试验台 36000RPM 超高速试验台 25000RPM 试验台照片 H 超高速试验台 JPG高速试验台 18000RPM 高速试验台 13000RPM 试验台照片 G 压缩机密封试验台 JPG干气密封试验用低压空压站 高压空压 250bar 高压空压站 JPG低压空压站 JPG试验标准每套干气密封出厂前必须严格按照API617相关规程进行台架试验 包括超速 静压 运转 启停试验 公司采用德国申克动平衡试验机对密封转动件进行动平衡测试和调校 动平衡试验机 JPG 11 典型结构 SNS 单端面干气密封 GCS 用于密封失效时允许少量介质气泄漏到大气中的场合 一般在空气 氮气 二氧化碳机组中使用 密封结构图 单端面密封方案图 pdf双端面密封 GCD 主要用于压力不高的有毒 易燃 易爆气体 适应于机组入口负压或者压力较低的情况 必须允许微量氮气进入机组 常用于富气 解析气压缩机及各种改造的氨冰机 密封结构图 双端面密封方案图 pdf 12 典型结构 SNS 串联密封 GCT 压力较高 允许少量介质气泄漏到大气中的场合 现在一般只在改造机组中应用 带中间迷宫的串联密封 GCTL 该结构用于易燃 易爆 危险性大的介质气体 可以做到工艺介质不会泄漏到大气中 引入的外来气源也不泄漏到工艺介质中 一般用在循环氢压缩机 天然气压缩机 乙烯 丙烯 氨压缩机 合成气压缩机等该结构复杂 但由于其可靠性最高 目前在中高压的离心压缩机轴封中已成为标准配置 密封结构图 带中间迷宫串联式密封方案图 pdf 13 主要特征 允许最大的轴向窜量为正负2 5 3mm 允许最大径向跳动为正负0 4 0 6mm能够在全压下启动 停车 极低的工艺气泄漏 能承受速度和压力的快速变化 由于非接触运行 使用寿命高 集装式设计易安装 保护关键密封组件 14 使用极限 密封开启力 n 0RPM 约0 75MPa 振动 密封可以承受API617所规定的振动范围 反压 串联密封火炬气倒灌 不允许 必须保证端面的正压差低速盘车 不影响密封使用 但需要按照机组要求旋向盘车 15 使用极限 密封反转 应避免 出现后应停车检查 否则会影响长周期运转的可靠性 液体污染 应避免 包括气体组份本身含有液体及因温度压力的变化潜在的工艺气发生相变的可能 固体颗粒污染 应避免 过滤器后管路处理干净及装拆时吹扫 16 控制系统 SNS 控制系统的作用为密封提供干燥 干净的气源 监测密封的使用情况 干气控制系统流程基本单元一级密封气 工艺气 气源 过滤单元 调压 送入密封腔二级密封气 隔离气 氮气 稳定气源 过滤单元 调压 监测压力 流量 送入密封腔一级泄漏气 氮气与工艺气混合气体 从机组引出 监测压力 流量 送入火炬 或者安全排放 17 18 19 20 控制系统 SNS 增压装置基于大量密封损坏 失效情况进行的分析统计 开机时无高压气源的场合 提高密封在动态工作的全过程中 循环 启动 空转 紧急停车 有更好的可靠性 延长密封使用寿命无论压缩机处于何种操作情况下 必须向干气密封一级密封气提供具有一定压差的经过控制盘过滤的稳定 连续的气体 增压装置可以有效的将干净 干燥的密封气体进行增压后注入密封腔 防止机壳内未经过过滤的气体进入密封腔 即倒灌 污染密封 降低密封的寿命 增压系统与密封控制系统集为一体 根据设定条件自动启停 21 22 应用实例 SNS 甲醇合成气 循环气压缩机化肥二氧化碳压缩机化肥氨冰机化肥合成气压缩机 23 密封安装 SNS 干气密封的现场安装一般放在压缩机在现场空试后 机组安装及机械性能没有问题后再进行干气密封的安装 同时 要尽可能满足干气密封装入后现场气源不间断 可以对干气密封进行气密试验及相关负荷试验 24 密封安装 SNS 非专业厂家不可随意分解 装配关系复杂 清洁程度要求高等 运输 安装 拆卸均需要定位板 对腔体与轴的相对位置关系要求高 需提前确认相关尺寸 必要时加垫片调整 安装时需保持转子与机壳的同轴度 同时需将转子周向 径向固定 25 密封安装 SNS 一般先安装推力盘端 可保证另一端密封安装位置准确 彻底清洁密封腔及各进出气管 要求高于油管 不可用黄油润滑 应采用专用硅脂 密封装入机组取下定位板后 转子轴向位移不可超过2mm 26 系统安装 SNS 现场所有与干气密封控制系统连接的所有新配管路材料应全部为不锈钢 焊接应采用氩弧焊 焊接前对所有的切口要进行打磨 并且焊接时管道内充氩保护对与现场公用工程连接的的管路配管时 必须考虑增加低点排凝阀门 并且在靠近控制系统处增加切断阀和就地压力表 方便操作 27 系统安装 SNS 所有新配管路可以在现场无干涉拆下 方便进行管路处理 配管结束后 建议应对新配管路按照先酸洗 后高压蒸汽吹扫 最后风吹干的顺序进行处理 保证用白布拖拉管道内壁无任何杂质 污点 所有新配管路必须保证单独断开吹扫干净后 方可与密封控制系统法兰对接 28 系统安装 SNS 吹扫气体必须干净 干燥 气体清洁度不低于10 m 每根管道的反复吹扫时间不低于2小时 配管结束后 建议对新配的工艺气以及高压管线进行打压以及探伤处理 29 操作及维护 SNS 干气密封的投用原则 开机 先投用干气密封控制系统 然后再投机组润滑油系统 其中密封控制系统先投用一级密封气 在投用二级密封气 最后隔离气的顺序 停机 先停机组润滑油系统 约20分钟后先停隔离气 后停二级缓冲气 最后停一级缓冲气 其中如果机壳内带压 则一级 二级缓冲气都不可以关闭直至机内无压 30 操作及维护 SNS 禁止机组反转 因为密封的流体动压槽为单向螺旋槽 氮气源不可以中断 否则密封会损坏 确保一级缓冲气流量的稳定 维持一级缓冲气的稳定和不间断是干气密封正常运行的基本条件 随时监控一级缓冲气泄漏量的变化情况 泄漏量的变化直接反映出干气密封的运行状态 引起泄