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工程设计
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干气密封的原理是什么? 干气密封运行操作法 1 原理简述 循环氢压缩机两端的轴封采用flowerserve公司的gaspac型干气密封,专门用于密封离心压缩机内的气体,该类型干气密封为集装式,在制造厂预装并完成压力试验后发货。干气密封是一种新型的非接触式轴封,是60年代末期从气体润滑轴承的基础上发展起来的,其中以螺旋槽密封最为典型。实践表明,干气密封在很多方面都优于普通接触式机械密封,由于干气密封属于非接触式密封,它的寿命比普通机械密封长许多倍。干气密封的出现改变了传统的密封观念,“用气封液或气封气”的新观念替代了传统的“液封气或液封液”观念,可保证任何被密封介质对大气的零泄漏。它是由两组串联配置的串级密封(即两个动环、两个弹簧加载的静环组件、腔体、轴套等零件依次排列组成)和内部迷宫密封组成,在大气侧配置了隔离密封。弹簧力和工艺气体压力的共同作用产生密封功能,密封环和保持环间的密封元件(o形圈)起副密封的作用。在串级密封中,工艺气侧的一级密封起主密封作用,并承受全部的压差,一级密封的运行是在工艺气介质中。大气侧的二级密封起备用安全的作用,由于在较低的压差下工作,且始终处于非接触状态,没有任何磨损,在一级密封损坏前始终处于理想的运转状态,可以起到良好的备用作用,一旦主密封失效,备用安全密封承担起主密封的作用。gaspac l型干气密封在动环和静环配合表面处的气体径向密封有其独特的专有技术,其配合表面的平面度和粗糙度很高,动环组件配合表面有一系列浅槽,正是依靠这些浅槽使干气密封能够在运转时产生流体动压,在流体动压效应的作用下使得密封面分开,由于这些浅槽是完全对称的t型槽,从而确保了干气密封能够完全双向旋转,在设计上避免了压缩机倒转引起干气密封损坏的可能性。 2 流程说明 每侧干气密封均有三处需要通入密封气,分别是0.85mpa的氮气作为后置隔离气和级间密封气(二级密封气),压缩机出口的工艺气循环氢作为一级密封气,是主密封气,为了干气密封的正常运行,还设置有增压、除湿等系统,分别叙述如下:  后置隔离气和二级密封气回路 管网来的0.85mpa的氮气经由1″nps进入两组并列的过滤器中的一组过滤器后,分为两路: 一路作为后置隔离气经自力式压控阀减压后再分两条支路,分别经过各自的流量孔板、单向阀进入压缩机轴两端干气密封的最外侧的后置密封腔内,隔离密封位于密封壳体和压缩机轴承之间,阻止压缩机润滑油进入密封腔,污染密封端面,同时可防止工艺气向外进入润滑轴承箱,在后置密封腔和二级密封间还设置了排凝和放空线。 另一路作为串级密封的二级密封气经自力式差压压控阀、流量孔板后,再分两条支路,分别经过各自的流量孔板、单向阀进入压缩机轴两端干气密封的二级密封的密封腔内,作为二级密封的密封气。 另外,为了简化气源的复杂性,0.85mpa的管网氮气经过滤器过滤后,为除湿排污电磁阀和一级密封气增压器提供动力风。 需要说明的是:0.85mpa的管网氮气进入到后置密封腔和二级密封的密封腔前均设有单向阀,这些单向阀与一级密封的单向阀的压力等级是一样的,这样当一级密封失效后,0.85mpa的管网氮气的这些单向阀关闭,一方面可以防止倒流,另一方面可以确保二级密封由安全备用状态转入工作状态,避免事故的扩大。  一级密封气回路 来自压缩机出口的工艺气循环氢作为一级密封的密封气,是主密封气,干气密封设计为密封机组的进气压力,主密封进气腔的压力稍许高于进气压力,主密封气经由1″nps进入除湿器除掉99.9%的液体和6微米以上的颗粒后,经单向阀进入两组并列的过滤器中的一组过滤器后,通过自力式差压压控阀、流量孔板后,再分两条支路,分别经过各自的流量孔板、单向阀进入压缩机轴两端干气密封的最内侧的一次密封的密封腔内。一级密封的泄漏气在正常情况下通过限流孔板、单向阀泄放至火炬系统。在泄漏管线上装有爆破片,整定压力为350kpa,当泄漏管线出现高于正常压力时,安全爆破片就可以将泄漏气直接泄放至火炬,避免压力进一步升高对其它设备和部件造成破坏。 另外,当压缩机在一定的运行模式下,如循环和启动时,压缩机还没有产生足够给干气密封供气的压差,在这种运行模式下,干气密封容易受到来自于机壳内的未经过滤的气体进入密封腔造成污染,在某些干气密封应用场合,例如,重整增压机的干气密封,就利用足够高压力的气源(通常情况下为氮气)作为干气密封的备用气源,无疑对系统提出了额外的要求,增压系统便有效地解决了这一问题。增压系统的运行由机组逻辑和连接两位球阀的电磁阀控制,压缩机进出口压差信号值作为增压器投用的联锁条件,该值低于480kpa时,电磁阀接通,过滤后的氮气作为动力风驱动两位球阀,循环氢管路上的增压器立即投入使用,压缩循环氢,压力增大,保证通过迷宫密封的压差是正压差,防止机体内的含杂质的循环氢直接进入到一级密封腔内。当进出口压差值高于515kpa时,增压器便停止工作。由于增压泵活塞是作往复运动的,会造成出口压力的脉动,所以在增压泵的下游设有减轻脉动强度的缓冲罐。增压系统下游的过滤器用于用于捕集增压系统后的任何污染和颗粒,可以去掉99.5%的3μm的固体颗粒和悬浮物。 3 准备、启动与运行 3.1 投用所有压力表和差压表等现场仪表,中控室检查、试验各报警和联锁停机控制点。 3.2 关闭所有的工艺阀门。 3.3 将0.85mpa的后置隔离气和级间密封气(二级密封气)用管网氮气通过过滤器底部脱水阀脱水后,关闭。 3.4 将密封供应气(机组氮气试车时,密封供应气即二级密封气或主密封气为氮气,正常工况时为工艺气)通过过滤器底部脱水阀脱水后,关闭。 3.5 分别投用后置隔离气、一级密封气和二级密封气进入各自密封腔,这些气体必须经过双联过滤器的其中的一组过滤器的过滤,过滤器差压不要超高,否则需进行切换。密封气体温度不能低于各自的露点温度,flowerserve的干气密封为此还对一级密封气进密封腔前的管线进行了伴热,尤其是当气温较低时,需对投用的伴热进行检查,以免发生“干气不干”的现象。 3.6 当后置隔离气差压流量满足要求并且稳定约10分钟左右,便可启动润滑油系统。 3.7 开机后,检查监视各密封气耗量是否稳定,差压流量等是否正常,一切正常后,干气密封投用正常。 120万吨/年加氢裂化装置循环氢压缩机干气密封报警联锁一览表 项目 仪表位号 单位 报警(l) 报警(h) 报警(hh) 备注 隔离密封供气 1401-ps-3120 kpa 400 隔离/二级密封过滤器差压 1401-pdit-3120 kpa 70 主密封气过滤器差压 1401-pdit-3103 kpa 70 驱动端主密封流量 1401-pdit-3101 kpa 1.2 20 非驱动端主密封流量 1401-pdit-3102 kpa 1.2 20 增压泵泄漏压力 1401-pdit-3190 kpa 81 非驱动端主密封泄漏量 1401-pdit-3153 kpa 27 47 驱动端主密封泄漏量 1401-pdit-3151 kpa 27 47 310万吨/年rds装置循环氢压缩机干气密封报警联锁一览表 项目 仪表位号 单位 报警(l) 报警(h) 报警(hh) 备注 隔离密封供气 201-ps-7520 kpa 400 隔离/二级密封过滤器差压 201-pdit-7520 kpa 70 主密封气过滤器差压 201-pdit-7503 kpa 70 驱动端主密封流量 201-pdit-7501 kpa 1 16 非驱动端主密封流量 201-pdit-7502 kpa 1 16 增压泵泄漏压力 201-pdit-7590 kpa 81 非驱动端主密封泄漏量 201-pdit-7553 kpa 27 47 驱动端主密封泄漏量 201-pdit-7551 kpa 27 47 4 注意事项 4.1 后置隔离气投用约10分钟左右方可启动润滑油系统,润滑油系统停运10分钟后才能关闭隔离气系统,以保证密封不被润滑油污染。即本着“先通气后开润滑油,先停润滑油后停气”的原则,始终使干气密封在一种有气体保护的状态下运行。 4.2 尽管flowerserve公司的干气密封可以在较低的转速下运行,建议机组在盘车状态下运行时间还是不要过长,一般情况下不要超过30分钟,以免对干气密封造成损坏。 4.3 在机组稳定运行前,必须随时检查工艺气循环氢的差压流量,当压缩机进出口压差过低时,检查增压器的启动电磁阀和增压器是否投用,以保证密封不被压缩机内的含杂质的工艺气污染。否则,应停机检查。 4.4 干气密封卸压速率不能超过0.5mpa/min,避免压力突降造成○形圈损坏。 4.5 后置隔离气的过滤器后的压力ps-3120作为启动润滑油泵的条件,一定要检查。查看更多
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简介
职业:常州菲纳斯能源科技有限公司 - 工程设计
学校:洛阳理工学院 - 环境工程与化学系
地区:吉林省
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