干氣密封在變壓吸附裝置一氧化碳?jí)嚎s機(jī)的應(yīng)用

張宇（兗礦國(guó)泰化工有限公司，山東 滕州 277500）

目前，各種離心式壓縮機(jī)被廣泛應(yīng)用到石油化工、煤化工行業(yè)，由于像石油氣、氫氣這些他易燃易爆以及有毒氣體的泄漏會(huì)造成環(huán)境的污染因此壓縮機(jī)的軸封非常關(guān)鍵[1]。干氣密封非常環(huán)保其采用的氣膜密封工藝介質(zhì)泄漏量很少，甚至可以做到零逸出而且運(yùn)行可靠穩(wěn)定，運(yùn)行費(fèi)用非常低。因此干氣密封被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到壓縮機(jī)的軸端密封上。

1 干氣密封原理

干氣密封主要包括O型圈、動(dòng)環(huán)、靜環(huán)和固定在軸上的旋轉(zhuǎn)環(huán)等零部件，在旋轉(zhuǎn)環(huán)上刻有螺旋槽，在旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)徑向面之間形成氣膜起到密封作用[2]。當(dāng)壓縮機(jī)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，被擠到旋轉(zhuǎn)槽底部的氣體會(huì)形成密封氣壩，氣壩通過(guò)阻止氣體流動(dòng)迫使密封氣的壓力上升，形成的力可以將石墨環(huán)脫開(kāi)3微米去和旋轉(zhuǎn)環(huán)相接觸，在密封間的開(kāi)啟力等于閉合氣體動(dòng)力和彈簧力之和時(shí)，就會(huì)有氣膜形成于密封面之間[3]。當(dāng)出現(xiàn)干擾的時(shí)候，密封面間隙就會(huì)減少，就會(huì)造成螺旋槽產(chǎn)生的壓力上升很快，當(dāng)情況相反時(shí)，密封間隙就會(huì)增大，螺旋槽產(chǎn)生的壓力就會(huì)相應(yīng)的減少，密封會(huì)很快回到其平衡位置[4]。

2 變壓吸附裝置一氧化碳?jí)嚎s機(jī)上的應(yīng)用

2.1 約翰克蘭28型干氣密封的結(jié)構(gòu)與原理

本公司變壓吸附裝置一氧化碳?jí)嚎s機(jī)配套使用的干氣密封是約翰克蘭28型干氣密封。

該密封是由兩套機(jī)械密封按照相同的方向首尾相連而構(gòu)成的，具有較強(qiáng)的安全性。當(dāng)主密封失效時(shí)，第二級(jí)密封可以起到輔助安全密封的作用，從而保證工藝介質(zhì)不大量向大氣泄漏。當(dāng)壓縮機(jī)機(jī)組達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)一級(jí)密封才開(kāi)始工作即密封氣就會(huì)沿動(dòng)環(huán)槽進(jìn)入動(dòng)靜環(huán)之間形成的剛度較強(qiáng)的氣膜從而避免一氧化碳的泄漏。當(dāng)機(jī)組沒(méi)有達(dá)到最低工作轉(zhuǎn)速時(shí)，一級(jí)密封氣的氣源是0.34MPa的氮?dú)?。而在機(jī)組達(dá)到最低工作轉(zhuǎn)速以后，其氣源是從壓縮機(jī)出口端引出的經(jīng)過(guò)濾、調(diào)壓后工藝氣一氧化碳，其少量泄漏氣會(huì)被送進(jìn)火炬燃燒，大多數(shù)一級(jí)密封氣會(huì)作為工藝氣進(jìn)入壓縮機(jī)缸體里循環(huán)，。二級(jí)密封的氣源是經(jīng)過(guò)濾調(diào)壓后的氮?dú)?，壓力控制?.5MPa這樣就可以保證工藝介質(zhì)一氧化碳不會(huì)被泄漏到大氣中。由于二級(jí)密封采用的是惰性氣體氮?dú)?，因此泄漏氣可以直接排放到大氣中去?/p>

2.2 干氣密封控制系統(tǒng)

干氣密封的控制系統(tǒng)包括干氣密封本體和相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)，這些監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是過(guò)濾緩沖氣、調(diào)節(jié)緩沖氣、監(jiān)控密封和放空系統(tǒng)

干氣密封的密封氣來(lái)源于工藝氣一氧化碳和中壓氮?dú)?，在密封氣進(jìn)入密封腔利用過(guò)濾器將2微米以上的雜質(zhì)濾掉因?yàn)槿绻信K氣體進(jìn)入到密封腔就會(huì)堵塞密封端面的螺旋槽和動(dòng)靜環(huán)之間的間隙。過(guò)濾器管線上按有差動(dòng)壓力表和壓力開(kāi)關(guān)來(lái)對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行控制。在壓縮機(jī)的每個(gè)出口都安裝有調(diào)節(jié)閥，可是實(shí)現(xiàn)清潔密封氣壓力的控制，每個(gè)密封腔的氣體的流量和壓力是利用節(jié)流孔板和差動(dòng)壓力表來(lái)測(cè)量的。在密封正常運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，密封面之間會(huì)一直有氣體流過(guò)。安裝節(jié)流孔板可以通過(guò)增大氣體的流動(dòng)阻力，來(lái)控制放空口的緩沖氣的流量，當(dāng)放空量增加時(shí)節(jié)流孔板的阻力會(huì)增加，以觸發(fā)壓力開(kāi)關(guān)報(bào)警。一級(jí)和二級(jí)密封放空管線都按有節(jié)流孔板和差動(dòng)壓力表來(lái)測(cè)量氣體的泄漏量

2.3 干氣密封的維護(hù)

所有參數(shù)在在干氣密封適用于范圍內(nèi)時(shí)，一般情況下是不需要維護(hù)的。但是應(yīng)每天都要監(jiān)控干氣密封的泄漏量，如果發(fā)現(xiàn)泄漏量持續(xù)增加則說(shuō)明干氣密封有可能失效了。

（1）維持干氣密封的正常的運(yùn)行，應(yīng)該保證密封氣的壓力和流量穩(wěn)定。

（2）應(yīng)監(jiān)控過(guò)濾器的壓差如果達(dá)到報(bào)警值應(yīng)及時(shí)切換備用過(guò)濾器并避免緩沖氣被污染。

（3）密封氣的泄漏量的多少能直接反應(yīng)干氣密封的運(yùn)行狀況，因此應(yīng)時(shí)刻觀察密封的泄漏量

（4）在開(kāi)車(chē)時(shí)，密封氣和隔離氣要在油循環(huán)系統(tǒng)投用前接通，避免其進(jìn)入干氣密封污染密封面對(duì)其造成損壞。在停車(chē)時(shí)應(yīng)將油循環(huán)全部停止10分鐘后，才可以停止干氣密封

（5）應(yīng)定期檢查外側(cè)迷宮隔離密封與干氣密封間通向大氣排油管中的油液，并排放其中的油

（6）應(yīng)定期清潔密封表面上的軸承油液和碳?xì)淅淠锉苊馄鋵?duì)密封造成污染.

（7）在壓縮機(jī)運(yùn)行期間要嚴(yán)禁中斷密封氣的供應(yīng)否則會(huì)造成密封面干磨以至于將密封燒壞。

3 出現(xiàn)的問(wèn)題與解決方法

本公司使用的約翰克蘭28型干氣密封自裝置開(kāi)車(chē)以來(lái)一直穩(wěn)定運(yùn)行并沒(méi)有出現(xiàn)任何泄漏，除了有兩次因界區(qū)內(nèi)氮?dú)夤芫W(wǎng)不穩(wěn)定造成中壓氮?dú)鈮毫^(guò)低觸發(fā)干氣密封二級(jí)密封聯(lián)鎖造成停車(chē)。為解決這個(gè)問(wèn)題在停車(chē)檢修期間專門(mén)從總管網(wǎng)添加一中壓氮?dú)夤芫€用于干氣密封，來(lái)維持密封氣源的穩(wěn)定。

4 結(jié)語(yǔ)

該套干氣密封在變壓吸附裝置一氧化碳?jí)嚎s機(jī)上的應(yīng)用是成功的，其可靠性高，密封消耗低，避免了密封油系統(tǒng)所特有的缺點(diǎn)，此密封系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單易于控制、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用較低而且使用壽命長(zhǎng)。

[1]鄧德春.對(duì)化工壓縮機(jī)發(fā)展及其應(yīng)用的淺析[J],中國(guó)化工貿(mào)易,2014,2:254.

[2]胡云,李志超，許健.干氣密封在甲醇合成氣壓縮機(jī)中的應(yīng)用[J].小氮肥，2008，36：10-11.

[3]周杰士,鄧成泳.進(jìn)口干氣密封在高壓離心機(jī)組上的應(yīng)用[J]，通用機(jī)械，2010，1：4.

[4]楊富來(lái).干氣密封技術(shù)及實(shí)際應(yīng)用[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2004，25（3）：63-66.