氣相加氫壓縮機(jī)軸封改造

李欣

中石化齊魯股份有限公司第二化肥廠（山東淄博　255400）

Li Xin

化工設(shè)備

氣相加氫壓縮機(jī)軸封改造

李欣

中石化齊魯股份有限公司第二化肥廠（山東淄博255400）

介紹了氣相加氫壓縮機(jī)浮環(huán)+機(jī)械密封的組合式密封與干氣密封的結(jié)構(gòu)及工作原理，并比較了二者的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了干氣密封的改造方案。最后，提出了干氣密封系統(tǒng)在維護(hù)操作中的注意事項(xiàng)，分析了改造后產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。

壓縮機(jī)浮環(huán)密封干氣密封螺旋槽

0　前言

丁辛醇車(chē)間氣相加氫壓縮機(jī)機(jī)組3141/3741的軸封設(shè)計(jì)原為浮環(huán)+機(jī)械密封的組合式密封，其密封液系統(tǒng)較為復(fù)雜，輔助設(shè)備以及電器、儀表等自控元件比較多，造成使用可靠性下降，維護(hù)、維修任務(wù)重。該機(jī)組的密封使用效果不理想，封油泄漏量較大。所以，借2013年機(jī)組大修之機(jī)，對(duì)干氣密封進(jìn)行了改造。

干氣密封是一種新型的非接觸式軸封，適用于任何輸送氣體的系統(tǒng)，目前在我國(guó)的石化、煉油、化工、制藥等行業(yè)相關(guān)裝置中的壓縮機(jī)上得到了越來(lái)越廣泛的使用。實(shí)踐表明，干氣密封在很多方面的性能均優(yōu)于普通接觸式機(jī)械密封。由于干氣密封屬于非接觸式密封，其基本不受PV值（密封流體壓力與密封端面的平均滑移速度的乘積）的限制。與普通接觸式機(jī)械密封相比，干氣密封更適合作為高速、高壓下的大型離心壓縮機(jī)的軸封，而且其不需要密封潤(rùn)滑油，所需的氣體控制系統(tǒng)比接觸式密封的油系統(tǒng)要簡(jiǎn)單得多。

1　氣相加氫壓縮機(jī)簡(jiǎn)介

中石化齊魯股份有限公司第二化肥廠丁辛醇車(chē)間的氣相加氫壓縮機(jī)3141為透平驅(qū)動(dòng)的多級(jí)離心壓縮機(jī)，由日本MITSUI公司制造，機(jī)組型號(hào)為4B26。其主要工況如下：

介質(zhì)為H2，CH4等；相對(duì)分子質(zhì)量為55；入口壓力為0.427MPa(G)；出口壓力為0.55MPa(G)；入口溫度為41℃；出口溫度為65℃；額定轉(zhuǎn)速為12300 r/min；跳車(chē)轉(zhuǎn)速為14469 r/min。

該機(jī)組轉(zhuǎn)速高且需連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工藝介質(zhì)氣體易燃易爆，危險(xiǎn)性大。這就要求壓縮機(jī)軸封可靠性高，密封泄漏小，壽命長(zhǎng)。原密封型式為浮環(huán)+機(jī)械密封的組合式密封，在機(jī)械密封和浮環(huán)密封之間引入密封油，通過(guò)“液封氣”來(lái)達(dá)到密封目的。在原設(shè)計(jì)中，泄漏的密封油因溶有介質(zhì)醛、醇，被送入污油箱，不再回收利用，從而造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，原密封型式的密封液系統(tǒng)較復(fù)雜，輔助設(shè)備以及電器、儀表等自控元件較多，造成使用可靠性下降，維護(hù)、維修任務(wù)重。該機(jī)組的密封使用效果不理想，封油內(nèi)漏量較大，造成大量的潤(rùn)滑油浪費(fèi)，此時(shí)必須進(jìn)行停車(chē)檢修，這將對(duì)下游的生產(chǎn)造成不利影響。如果能將軸封型式改造為干氣密封，將會(huì)完全消除這種現(xiàn)象，同時(shí)還可明顯降低運(yùn)行和檢修費(fèi)用，延長(zhǎng)機(jī)組的大修周期。

1.1原密封簡(jiǎn)介

將1.00g沉積物樣品放于50mL三角瓶中，然后加入0.2mL甲苯、4mL pH=11的緩沖溶液和1mL對(duì)硝基苯磷酸二鈉溶液，輕搖混勻塞上瓶蓋，在37℃下培養(yǎng)1h。加入1mL CaCl2溶液和4mL NaOH溶液，輕搖幾秒鐘后，鋁制過(guò)濾。用分光光度計(jì)在400～420nm進(jìn)行比色，測(cè)定溶液的吸光值。同時(shí)測(cè)定無(wú)泥及無(wú)底物對(duì)照。實(shí)際APA用每小時(shí)每千克干重沉積物產(chǎn)生對(duì)硝基苯酚的毫克數(shù)計(jì)算。

干氣密封的密封性能可根據(jù)泄漏的趨勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。泄漏量的變化直接反映出干氣密封的運(yùn)行狀態(tài)。引起泄漏量變化的因素有很多，如工藝氣的波動(dòng)，軸竄，壓力、溫度和速度的變化等。只要泄漏量不持續(xù)上升，則認(rèn)為密封運(yùn)行正常；但如果泄漏量出現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，則表明干氣密封出現(xiàn)了故障。因此，每日對(duì)泄漏量進(jìn)行測(cè)量和記錄，有助于預(yù)測(cè)和判斷干氣密封的故障。

機(jī)械密封屬于接觸式密封，由動(dòng)環(huán)和靜環(huán)組成，動(dòng)環(huán)固定在軸上，靜環(huán)固定在機(jī)封座上；浮環(huán)密封屬于液體節(jié)流式非接觸密封,浮升性是浮環(huán)獨(dú)有的特性，流體通過(guò)浮環(huán)與機(jī)械密封動(dòng)環(huán)的楔形間隙時(shí)，如同軸承那樣產(chǎn)生流體動(dòng)壓效果而獲得浮升力。動(dòng)環(huán)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于浮環(huán)自身的重力作用，環(huán)內(nèi)壁貼在動(dòng)環(huán)上，并形成一偏心間隙；當(dāng)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)環(huán)表面的封液被帶入偏心的楔形間隙內(nèi)，在楔形間隙內(nèi)產(chǎn)生流體動(dòng)壓效應(yīng)，使浮環(huán)浮升，浮環(huán)內(nèi)壁與動(dòng)環(huán)脫離，變?yōu)榉墙佑|狀態(tài)。浮升性使浮環(huán)具有自動(dòng)對(duì)中性能，能適應(yīng)動(dòng)環(huán)的偏擺，以避免浮環(huán)與動(dòng)環(huán)之間發(fā)生固相摩擦。浮升性還可使軸與浮環(huán)的間隙盡量減小，以增強(qiáng)節(jié)流效果，減少泄漏量。引入浮環(huán)的密封液少部分通過(guò)機(jī)械密封泄漏并與氣相介質(zhì)混合，引出后需進(jìn)行氣液分離，并對(duì)液體進(jìn)行循環(huán)使用。

圖1　浮環(huán)+機(jī)械密封的組合式密封

1.2壓縮機(jī)原軸封存在的問(wèn)題

（1）機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后，組合式密封會(huì)出現(xiàn)封油大量?jī)?nèi)漏的情況，需要經(jīng)常補(bǔ)充潤(rùn)滑油，造成大量浪費(fèi)。

（2）密封油系統(tǒng)復(fù)雜，輔助設(shè)備以及電器、儀表等自控元件較多，導(dǎo)致密封系統(tǒng)的使用可靠性下降，維護(hù)、維修任務(wù)重。

（3）油氣分離槽放空，造成介質(zhì)氣體浪費(fèi)。

（3）通過(guò)分析可知，120例患者中共發(fā)現(xiàn)143處病變節(jié)段，其中44處為無(wú)狹窄節(jié)段，27處為輕度狹窄節(jié)段，62處為中度狹窄節(jié)段，10處為重度狹窄節(jié)段。

（4）浮環(huán)+機(jī)械密封的組合式密封更換頻繁,從 2009年5月機(jī)組大修至2013年，因組合式密封的泄漏量大而導(dǎo)致的密封更換次數(shù)為8次，共更換密封17套。

2　干氣密封簡(jiǎn)介

該壓縮機(jī)所采用的帶中間迷宮的串聯(lián)式干氣密封為干氣密封中安全性、可靠性最高的一種結(jié)構(gòu)，可完全避免工藝介質(zhì)泄漏至大氣中，同時(shí)也可保證密封引入的外部氣源（通常為氮?dú)猓┎粫?huì)內(nèi)漏入工藝介質(zhì)中。圖2為串聯(lián)式干氣密封的結(jié)構(gòu)。

圖2　串聯(lián)式干氣密封的結(jié)構(gòu)

串聯(lián)式干氣密封相當(dāng)于前后串聯(lián)布置的兩組單端面干氣密封。第一級(jí)干氣密封為主密封，基本上承受全部的壓差，其工藝氣體為從機(jī)組出口端引出的工藝氣體。第二級(jí)干氣密封為輔助安全密封，通常在很低的壓差下工作；由于其摩擦副始終保持在非接觸狀態(tài)下運(yùn)行，沒(méi)有任何磨損，故能夠一直處于理想的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在第一級(jí)密封失效時(shí)，第二級(jí)密封會(huì)迅速地作出反應(yīng)，起到密封作用，從而避免因密封失效導(dǎo)致的工藝氣的現(xiàn)場(chǎng)外泄。

2.1干氣密封的工作原理

干氣密封的密封面上有一定數(shù)量的螺旋槽（見(jiàn)圖3），其深度小于10μm。密封運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，被密封氣體環(huán)向吸入螺旋槽內(nèi)，徑向分量由外徑向中心（即低壓側(cè)）流動(dòng)，而密封壩限制氣體流向低壓側(cè)。氣體隨著螺旋槽截面形狀的變化被壓縮，在槽根部形成局部的高壓區(qū)，使端面分開(kāi)幾微米而形成一定厚度的氣膜。在此厚度的氣膜下，由氣膜作用力形成的開(kāi)啟力，與由彈簧力和介質(zhì)作用力形成的閉合力達(dá)到平衡，于是密封實(shí)現(xiàn)非接觸運(yùn)轉(zhuǎn)。

柑橘缺鎂癥狀。缺鎂時(shí)果實(shí)附近的葉片和老葉首先出現(xiàn)癥狀。缺鎂初期，葉片先沿葉脈兩側(cè)產(chǎn)生不規(guī)則的黃色斑塊，逐漸向兩側(cè)擴(kuò)展，使葉脈間呈肋骨狀黃化。后黃斑相互聯(lián)合，葉片大部分為黃色，僅中脈及其基部的葉組織保持一塊倒“V”形的綠色區(qū)。嚴(yán)重缺鎂時(shí)，全葉變黃，遇不良條件時(shí)容易脫落，落葉枝條常在第二年春天枯死。癥狀全年均可發(fā)生，但以夏末或秋季果實(shí)近成熟時(shí)發(fā)生最多。缺鎂在老葉上發(fā)生，葉片黃化呈肋骨狀，葉片基部常保持較久的綠色呈倒“三角型”。柑橘缺鎂時(shí)，冬季落葉嚴(yán)重。

圖3　干氣密封端面

（2）設(shè)置一級(jí)泄漏氣的體積流量qV報(bào)警，qV≥3 Nm3/h時(shí)，高報(bào)警；qV≥24Nm3/h時(shí)，超高報(bào)警即聯(lián)鎖停車(chē)；qV≤0.5Nm3/h時(shí)，低報(bào)警；qV=6Nm3/h為參考正常體積流量值。

2.2干氣密封的結(jié)構(gòu)說(shuō)明

該干氣密封由前置（工藝氣側(cè)）梳齒密封、帶中間迷宮的串聯(lián)式干氣密封和干氣密封后置的碳環(huán)密封組合而成。

圖4　螺旋槽干氣密封的作用力圖

在兩級(jí)密封動(dòng)環(huán)的端面上均勻分布有流體動(dòng)壓槽。特殊設(shè)計(jì)的槽型結(jié)構(gòu)在使用條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的流體動(dòng)壓效應(yīng)，使動(dòng)、靜環(huán)間形成一層具有極高剛度的氣膜。由氣膜作用力形成的開(kāi)啟力，與由彈簧和介質(zhì)作用形成的閉合力達(dá)到平衡，使密封面分開(kāi)3～5μm，從而在非接觸狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)密封。

干氣密封前端（工藝氣端）的梳齒密封將重新設(shè)計(jì)制造，可減少進(jìn)入干氣密封的干凈氣體內(nèi)漏量。在其大氣端（軸承端）的碳環(huán)密封，可避免軸承箱中的潤(rùn)滑油進(jìn)入干氣密封內(nèi)，保證干氣密封在潔凈、干燥的環(huán)境中運(yùn)行。由于漏入大氣的工藝氣量極少，該結(jié)構(gòu)具有極高的可靠性，在石化及化工工業(yè)的引進(jìn)機(jī)組中得到了廣泛的應(yīng)用。

觀察組產(chǎn)婦的產(chǎn)后出血率、剖宮產(chǎn)率、巨大兒率、早產(chǎn)兒率均低于對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)（表1）。

4.5振動(dòng)

3　氣相加氫循環(huán)壓縮機(jī)干氣密封改造

3.1機(jī)組干氣密封系統(tǒng)工作原理

該密封正常運(yùn)行時(shí)，由該機(jī)組出口端引出一路工藝氣，經(jīng)過(guò)濾器（過(guò)濾精度為1μm）后成為干燥、潔凈的氣體并作為干氣密封的密封氣，以稍高于正常運(yùn)行時(shí)的機(jī)組平衡管壓力的壓力，進(jìn)入干氣密封的一級(jí)密封腔；其作用是阻擋未凈化工藝氣中的粉塵、凝縮油等雜質(zhì)進(jìn)入密封端面，進(jìn)而避免雜質(zhì)對(duì)干氣密封的正常工作產(chǎn)生不利影響。密封氣與平衡管之間的壓差由一差壓變送器測(cè)量，該壓差值遠(yuǎn)傳至機(jī)組控制系統(tǒng)DCS/ITCC（分散型控制系統(tǒng)/綜合透平壓縮機(jī)組控制），并控制安裝在一級(jí)密封氣入口處的氣動(dòng)薄膜差壓調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)密封氣的入口壓力，使其維持與平衡管的恒定壓差。進(jìn)入機(jī)組前的密封氣可以分別調(diào)節(jié)每一套密封的進(jìn)氣量，氣量分配互不影響，在確保機(jī)組內(nèi)未凈化的工藝氣不倒灌的前提下，又可保證密封和機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。進(jìn)入兩端密封腔的潔凈工藝氣體積流量均為40 Nm3/h左右，其中絕大部分經(jīng)機(jī)組內(nèi)側(cè)軸端迷宮密封回流到壓縮機(jī)機(jī)體內(nèi)，剩余的一小部分（＜1 Nm3/h）通過(guò)第一級(jí)干氣密封（主密封）的端面漏出。

另引一路氮?dú)饨?jīng)過(guò)濾、調(diào)壓后作為二級(jí)密封氣進(jìn)入二級(jí)干氣密封腔，其中的大部分氮?dú)饨?jīng)迷宮密封與由一級(jí)密封泄漏過(guò)來(lái)的工藝氣體混合，形成一級(jí)泄漏氣，該泄漏氣被引入火炬點(diǎn)燃，剩余的少量氮?dú)庥啥?jí)密封端面漏出。

機(jī)組未啟動(dòng)時(shí)，來(lái)自機(jī)組出口端的工藝氣壓力還未建立，故開(kāi)車(chē)時(shí)需先用氮?dú)庾鳛橐患?jí)密封氣。隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速的升高，出口端引出的工藝氣壓力逐漸升高，當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，將氮?dú)馇袚Q為工藝氣。判斷密封是否正常工作主要通過(guò)對(duì)一級(jí)泄漏氣的監(jiān)測(cè)來(lái)進(jìn)行。一級(jí)干氣密封出現(xiàn)意外失效時(shí)，一級(jí)泄漏氣出口端壓力和流量會(huì)急劇增大。二級(jí)干氣密封出現(xiàn)意外失效時(shí)，壓力和流量則會(huì)急劇減小。其信號(hào)均可通過(guò)壓力和流量變送器傳至控制室，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

第二級(jí)干氣密封作為輔助安全密封，雖然不承受介質(zhì)的壓力，但只有在適當(dāng)?shù)膲翰钕拢嗣娌趴尚纬煞€(wěn)定的氣膜而長(zhǎng)期理想地運(yùn)行，系統(tǒng)通過(guò)在一級(jí)泄漏氣出口端設(shè)置節(jié)流閥，使其保持一定的背壓來(lái)滿足運(yùn)行要求。節(jié)流閥同時(shí)還具有在一級(jí)密封失效時(shí)限制泄漏量的作用。節(jié)流閥旁路的爆破片可將失效時(shí)大量的泄漏氣引入火炬點(diǎn)燃，并可在一級(jí)干氣密封完全失效時(shí)對(duì)二級(jí)密封起到卸壓作用。

按偏差的比例P（Proportional）、積分I（Integral）和微分D（Derivative）進(jìn)行控制的調(diào)節(jié)器（簡(jiǎn)稱為PID調(diào)節(jié)器），它是一種成熟技術(shù)的調(diào)節(jié)器，最廣泛應(yīng)用于連續(xù)控制系統(tǒng)。在長(zhǎng)期應(yīng)用中已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微控制器可以很容易地實(shí)現(xiàn)PID控制算法。在模擬調(diào)整系統(tǒng)中，PID算法的表達(dá)式為：

3.2機(jī)組干氣密封的改造方案

針對(duì)該機(jī)組密封位置的腔體結(jié)構(gòu)，擬將原密封的緩沖氣入口作為干氣密封的一級(jí)密封氣入口；原密封內(nèi)漏油出口作為一級(jí)泄漏氣出口；原密封的密封油出口作為二級(jí)密封氣入口，原密封進(jìn)油口盲死。密封二級(jí)泄漏氣管和隔離氣進(jìn)氣管可從密封與機(jī)組軸承座之間的間隙引入，到達(dá)密封位置后與接頭固定好即可。由于機(jī)組的高低壓端有平衡管連接，兩端壓力可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部平衡，其密封腔壓力近似等于壓縮機(jī)的進(jìn)氣壓力，故兩端干氣密封的使用條件基本相同，因此可以采用相同的結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)。

根據(jù)氨基酸序列不同，可將殼聚糖酶分為5個(gè)糖苷水解酶家族，分別為:GH-5、GH-8、GH-46、GH-75和GH-80。在這些家族中，GH-75的成員主要來(lái)自真菌和放線菌，GH-46家族來(lái)自于Bacillus和Streptomyces的殼聚糖酶，其催化特性、酶反應(yīng)機(jī)理和蛋白結(jié)構(gòu)已被廣泛研究。

開(kāi)水沖服，每日2次。1歲以內(nèi)每次6克（半袋），1～3歲每次6～12克（半袋至1袋），4～7歲每次12～18克（1～1.5袋），8～12歲每次24克（2袋）。

在第一個(gè)話題的語(yǔ)料中，戀愛(ài)架構(gòu)出現(xiàn)的次數(shù)非常引人注意，包含了“國(guó)家是個(gè)人”“國(guó)際關(guān)系是人際關(guān)系”“親密的國(guó)際關(guān)系是親密的人際關(guān)系”三個(gè)層次的隱喻。例如文中出現(xiàn)的約會(huì)(date)、訂婚(engagement)等表達(dá)。該架構(gòu)出現(xiàn)頻率之高反應(yīng)了報(bào)道對(duì)美俄關(guān)系的重視。此外與之相反的戰(zhàn)爭(zhēng)架構(gòu)也出現(xiàn)了三次；對(duì)弈架構(gòu)出現(xiàn)了兩次，反應(yīng)了英國(guó)媒體視角下美俄兩國(guó)親密中又包含對(duì)立的關(guān)系，也透露將美國(guó)視為重要盟國(guó)的英國(guó)的微妙心態(tài)。

3.3機(jī)組干氣密封的監(jiān)控系統(tǒng)

改造為串聯(lián)式干氣密封以后，系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的同時(shí)，還將在重要測(cè)量點(diǎn)采集的信號(hào)輸出至中控室，并設(shè)置高低限位報(bào)警，具體設(shè)置如下：

（1）設(shè)置一級(jí)泄漏氣的出口壓力p報(bào)警，p≥0.1MPa(G)時(shí)，高報(bào)警；p≥0.2MPa(G)時(shí)，超高報(bào)警即聯(lián)鎖停車(chē)；p=0.06MPa(G)為參考正常壓力值。

圖4為螺旋槽干氣密封的作用力圖，可以看出氣膜剛度是如何保證密封運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性的。在正常情況下，密封的閉合力等于開(kāi)啟力。當(dāng)受到外來(lái)干擾（如工藝或操作波動(dòng)）時(shí)，氣膜厚度變小，從而使氣體的黏性剪力增大，螺旋槽產(chǎn)生的流體動(dòng)壓效應(yīng)增強(qiáng)，促使氣膜壓力增大，開(kāi)啟力隨之增大，為保持力的平衡，密封恢復(fù)到原來(lái)的間隙；反之，密封受到干擾，氣膜厚度增大，則螺旋槽產(chǎn)生的動(dòng)壓效應(yīng)減弱，氣膜壓力減小，開(kāi)啟力變小，密封恢復(fù)到原來(lái)的間隙。因此，只要在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，當(dāng)外來(lái)干擾消除后，密封總能恢復(fù)到設(shè)計(jì)的工作間隙，即干氣密封具有自我調(diào)節(jié)的功能，可保證運(yùn)行穩(wěn)定可靠[1]。

（3）設(shè)置緩沖氣與參考?xì)獾膲翰睢鱬報(bào)警，△p≤0.02MPa時(shí)，低報(bào)警；參考正常壓差值為0.05 MPa，同時(shí)以該條件作為開(kāi)機(jī)條件。

（4）設(shè)置緩沖氣過(guò)濾器的壓差△p報(bào)警，設(shè)定為△p≥0.08MPa時(shí)，高報(bào)警。

（5）設(shè)置隔離氣過(guò)濾器的壓差△p報(bào)警，設(shè)定為△p≥0.08MPa時(shí)，高報(bào)警。

（6）設(shè)置隔離氣的壓力p報(bào)警，設(shè)定為p≤0.15 MPa(G)時(shí)，低報(bào)警。

4　干氣密封在氣相加氫壓縮機(jī)中使用的注意事項(xiàng)

4.1旋轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)速

該干氣密封的旋轉(zhuǎn)方式為單向旋轉(zhuǎn)，因此一定要避免反向旋轉(zhuǎn)；同時(shí)，該壓縮機(jī)是由蒸汽透平驅(qū)動(dòng)的，由于干氣密封是以動(dòng)壓力迫使密封面脫離接觸，而低速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)壓力卻不能使密封面分離，因此必須確保轉(zhuǎn)速能瞬間達(dá)到密封的開(kāi)啟轉(zhuǎn)速。

4.2緩沖氣

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引一路氮?dú)鉃楦綦x氣，引入后置的碳環(huán)阻隔密封中間。在啟動(dòng)滑油系統(tǒng)之前先啟動(dòng)隔離氣，通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥和孔板控制，使其壓力稍高于軸承箱油壓（通常為大氣壓）20～30 kPa，形成一個(gè)性能可靠的阻塞密封系統(tǒng)，以保證軸承箱中的潤(rùn)滑油不進(jìn)入干氣密封，并避免殘余的工藝氣進(jìn)入軸承區(qū)域污染潤(rùn)滑油。該氣體一部分進(jìn)入軸承箱，另一部分與從第二級(jí)密封泄漏過(guò)來(lái)的極少量工藝氣混合，形成二級(jí)泄漏氣。由于該氣體流量不大且主要成分為氮?dú)?，可作為?duì)環(huán)境無(wú)害的氣體引入安全場(chǎng)所排放。

維持緩沖氣的穩(wěn)定是干氣密封正常運(yùn)行的基本條件，可阻擋未凈化工藝氣中的粉塵、液體等雜質(zhì)進(jìn)入密封端面，進(jìn)而避免雜質(zhì)對(duì)干氣密封的正常工作產(chǎn)生不利影響。維持緩沖氣穩(wěn)定的關(guān)鍵在于對(duì)過(guò)濾器壓差的日常檢查與及時(shí)的切換清理。

4.3隔離氣

隔離氣可保證軸承箱中的潤(rùn)滑油不進(jìn)入干氣密封，也可避免殘余的工藝氣進(jìn)入軸承區(qū)域污染潤(rùn)滑油；其關(guān)鍵是采用壓力穩(wěn)定的氮?dú)庠?，并注意?duì)過(guò)濾器壓差的檢查，同時(shí)要及時(shí)切換清理。

4.4泄漏的趨勢(shì)

該氣相加氫壓縮機(jī)原密封型式為浮環(huán)+機(jī)械密封的組合式密封（見(jiàn)圖1）。靠工藝氣側(cè)為機(jī)械密封，大氣側(cè)為浮環(huán)密封，在機(jī)械密封與浮環(huán)密封之間引入壓力高于被密封的工藝氣壓力約0.35MPa的密封油。壓縮機(jī)工作時(shí)，殼體內(nèi)的工藝氣通過(guò)機(jī)械密封來(lái)密封，由于密封油壓力比機(jī)組內(nèi)介質(zhì)壓力高，泄漏進(jìn)機(jī)組的微量潤(rùn)滑油通過(guò)污油排放系統(tǒng)被回收至廢液槽；同時(shí)，密封油通過(guò)旋轉(zhuǎn)時(shí)浮環(huán)與軸之間產(chǎn)生的微小間隙變化形成壓力油膜，產(chǎn)生節(jié)流降壓作用，從而達(dá)到密封目的。其中，機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)與浮環(huán)密封的內(nèi)浮環(huán)共用。

乙組 40 例患者年齡為 40～79（56.59±2.79）歲，男女分別為 34例（85.00%）、6例（15.00%）例；病理類型：鱗癌23例，腺癌13例，其他4例；TNM分期：Ⅱ期6例，Ⅲ期24例，Ⅳ期10例。

該密封安裝尺寸完全根據(jù)壓縮機(jī)浮環(huán)+機(jī)械密封的組合式密封的實(shí)際安裝尺寸設(shè)計(jì)，與密封相關(guān)部分（機(jī)殼及轉(zhuǎn)子）不作任何修改；僅需在軸承箱上蓋上鉆出兩孔引入兩進(jìn)氣管即可，對(duì)壓縮機(jī)的正常使用不會(huì)造成任何影響，同時(shí)也可保證在發(fā)生不正常運(yùn)行情況時(shí)能夠立即恢復(fù)原軸封狀態(tài)。

該密封為整體集裝式結(jié)構(gòu)，出廠前已精密地裝配成一體，通過(guò)定位塊板將動(dòng)、靜部分連接在一起，防止運(yùn)輸過(guò)程中零件之間相互碰撞造成損壞。同時(shí)，安裝時(shí)不需要分解，將密封整體直接裝入機(jī)組殼體后取下定位板即可，安裝便捷且軸向定位準(zhǔn)確，避免了現(xiàn)場(chǎng)重新拆卸組裝引起的裝配精度下降問(wèn)題，以及環(huán)境中的粉塵等雜質(zhì)對(duì)密封的影響，使用效果能得到充分保證。

干氣密封是端面密封，承受的徑向振動(dòng)值可以大一些，在多數(shù)場(chǎng)合徑向振動(dòng)值均超過(guò)了機(jī)器的極限值。相關(guān)資料顯示，只要徑向振動(dòng)的最高值不超過(guò)100μm，便能保證良好的密封效果。

4.6機(jī)組開(kāi)機(jī)

建功新時(shí)代，揚(yáng)帆新征程。當(dāng)前，蘇州正在以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，自覺(jué)用新思想定向領(lǐng)航，以新思想對(duì)標(biāo)找差，從新思想尋策問(wèn)道，按照省委決策部署和對(duì)蘇州工作提出的新要求，圍繞推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展，深化實(shí)施十二項(xiàng)“三年行動(dòng)計(jì)劃”，為再創(chuàng)新輝煌夯實(shí)堅(jiān)固基礎(chǔ)、注入強(qiáng)勁活力、再添秀美氣質(zhì)、繪就艷麗華章。

在機(jī)組未啟動(dòng)時(shí)，先投用隔離氣，再投用潤(rùn)滑油系統(tǒng)，此時(shí)緩沖氣的壓力還未產(chǎn)生，故啟動(dòng)前需外引氮?dú)饨⒕彌_氣。隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速的增加，由出口端引出的緩沖氣壓力逐漸升高。

4.7機(jī)組停機(jī)

機(jī)組停機(jī)時(shí)，必須等待機(jī)組完全停止運(yùn)行，同時(shí)潤(rùn)滑油系統(tǒng)停止運(yùn)行且系統(tǒng)潤(rùn)滑油全部返回油箱后，才能關(guān)閉干氣密封控制系統(tǒng)。

5　干氣密封改造后的經(jīng)濟(jì)效益

5.1節(jié)約潤(rùn)滑油

底部引入的空氣流將輕纖維與較重的污染物分離，這些污染物通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥排出。將纖維流和輸送空氣分離，使大多部分氣流可以立即返回到精選機(jī)。這是通過(guò)使用具有關(guān)閉葉輪功能的特殊風(fēng)扇來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從而實(shí)現(xiàn)了高效率，同樣顯著提高了分選機(jī)的能效。

從2009年開(kāi)始統(tǒng)計(jì)：2009年度，補(bǔ)油11 500 kg；2010年度，補(bǔ)油7 290 kg；2011年度，補(bǔ)油10 800 kg；2012年度，補(bǔ)油16 070 kg；累計(jì)補(bǔ)油45 660 kg。一年正常最大補(bǔ)油量按20 L/24 h計(jì)，為6120 kg。改造后，每年可節(jié)約潤(rùn)滑油費(fèi)用約5萬(wàn)～10萬(wàn)元。

5.2避免停機(jī)損失,提高產(chǎn)品的邊際利潤(rùn)

每年因密封泄漏量大無(wú)法堅(jiān)持運(yùn)行，造成的機(jī)組停車(chē)時(shí)間共229.83 h，影響辛醇產(chǎn)量2 314 t。改造后，可減少此項(xiàng)損失70萬(wàn)元。此外，機(jī)組內(nèi)的氣體介質(zhì)隨密封油經(jīng)油氣分離器進(jìn)入火炬系統(tǒng)，造成工藝介質(zhì)的浪費(fèi)，而干氣密封則會(huì)減少工藝氣體排放,提高經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)合中英建筑工程管理專業(yè)培養(yǎng)方案比較研究的結(jié)果來(lái)看，我國(guó)建筑工程管理專業(yè)教育在許多方面仍舊存在一定的不足，對(duì)此，可以從以下幾個(gè)方面入手做出改革：

5.3減少維修費(fèi)用

原浮環(huán)密封輔助設(shè)備多，包括油系統(tǒng)及相應(yīng)的電氣設(shè)備、自控儀表、油過(guò)濾器、冷卻器、油氣分離器、脫氣槽、油箱及高位油罐等，維修工作量較大。改造后，每年可減少維修費(fèi)用約27萬(wàn)元。

改造后，以上各項(xiàng)費(fèi)用合計(jì)每年可節(jié)約100萬(wàn)元以上，而一套雙端面干氣密封及其系統(tǒng)的投資遠(yuǎn)低于此，且故障率低、維修頻率低。

6　結(jié)語(yǔ)

與機(jī)械密封+浮環(huán)密封的組合密封相比，串聯(lián)式干氣密封取消了密封油控制系統(tǒng)，避免了由此引起的故障，使密封的可靠性大大增強(qiáng)，同時(shí)減少了工作量，且具有磨損小、功耗低、泄漏小、壽命長(zhǎng)、可靠性高、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛推廣使用。

該氣相加氫壓縮機(jī)密封改造方案，為國(guó)內(nèi)同類機(jī)組密封形式由機(jī)械密封＋浮環(huán)密封改造為干氣密封，提供了詳細(xì)的改造數(shù)據(jù)。

[1]胡國(guó)楨,石流,閻家賓.化工密封技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1990.

M odification of Shaft Seal for Hydrogenization Com pressor

The structures and workingmechanisms of floating ring+mechanical seal and dry gas seal for hydrogenization compressor were introduced,and the advantages and disadvantages of them were compared.Besides,themodification scheme of dry gas sealwas put forward.At last,precautions in themaintenance operation of dry gas seal system were presented,and the economic benefits achieved aftermodification were analyzed.

Compressor;Floating ring seal;Dry gas seal;Spiral groove

Li Xin

TH 452

李欣男1979年生本科工程師現(xiàn)從事設(shè)備技術(shù)管理工作

2016年5月