裂解气压缩机干气密封改造可行性分析.pdf

密封技术
石油化工设备技术,2011,32(1)?63
Petro Chemical Equipment Technology
裂解气压缩机千气密封改造可行性分析
朱成功
(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司发展研究心,北京102500)
摘要:文章主要从机组现状、改造的必要性、技术准备情况、密封结构、控制系统、安装空间、主轴轴套
去除必要性、经济效益估算与社会效益分析等几个方面针对该压缩机干气密封改造进行了可行性分析。
关键词:裂解气压缩机千气密封改造可行性
GB-201裂解气压缩机是北京燕山石油化工环保有利。
有限公司乙烯装置心脏设备之一?该机组的压缩
第三级密封是迷宫密封,其功能是阻止润滑
机为日本三菱公司制造,原轴封采用的是浮环密油进入干气密封,保护干气密封的安全
封。浮环密封泄漏的少量密封油与工艺气混合后2.2材料选择
送入到气液分离器,气体从油中分离出来,回到压
(1)动环材料
缩机入口,油被排放到外部处理后返回油箱。当
动环是干气密封的关键零件,高速旋转的动
浮环密封油泄漏超过一定量以后就有可能造成密环的离心应力非常大,比重大的材料制成的动环
封油往压缩机缸体里泄漏,从而影响工艺流程,甚离心力就大;比重小的,离心力自然就小。成都
至造成压缩机停车检修;而且该密封的使用效果通密封有限公司淘汰了硬质合金,选择了比重只
与寿命已经不能适应对机组越来越高的要求,有有硬质合金1/4的碳化硅,离心应力也就是前者
必要对现有密封进行改造。
的1/4。而且碳化硅还有优良的耐热冲击性能、
干气密封改造后的优缺点
极小的摩擦系数、高的导热系数等优点。
改造后的干气密封去掉了密封油系统,从根
此外,硬质合金动环重量大,由于偏心造成的
本上消除了密封油往工艺泄漏的隐患,有利于保较大的离心力对密封的安全运转带来隐患,现场
证该压缩机机组运行的稳定性。干气密封可以保应用也多次发生比重大的硬质合金动环碎裂事
证连续运行5年,从而延长了压缩机连续运转的故。
周期。
(2)静环材料
采用干气密封后可大大降低密封的轴功率消
静环是干气密封的关键零件,在裂解气压缩
耗,干气密封功率消耗仅为原机械密封功率消耗机上成都一通密封有限公司的静环材料采用浸渍
的1/10左右。
金属碳石墨材料,该材料具有强度高、自润滑性
千气密封改造初步方案
好、耐高温等特点。
2.1密封结构
2.3槽型选择
带中间缓冲气的串联干气密封十隔离密封
动环密封端面采用对数螺旋榑,该榑型的突
迷官密封)
出优点是:气膜刚度大,稳定性好
YTG804的结构是:两级完全相同的于气密2.4驱动方式选择
封串联布置,第一级承担全部压力,第二级是安全
楔形环的驱动方式是通过将金属件压紧变形
备用密封,当第一级密封失效时,第二级密封承担?
全部压力,保证机组安全停机;一级密封与二级密
收稿日期:2010-01-18
封之间设有梳齿密封。中间缓冲气采用氮气。第
作者简介:朱成功,男,1998年毕业于北京石油化工学院化
工设备与机械专业,从事石油化工企业压缩机管理工作,已
级密封泄漏的裂解气全部排到火炬;二级密封
发表论文多篇,工程师。
泄漏出的气体为氮气,则可通过高点进行排放,对
Email:zcg17(@163.com
石油化工设备技术
2011年
后抱死在轴上来传动,该结构传动可靠,承受的轴对干气密封的正常运转产生巨大的威胁。因此,
向力大;同时不会对轴造成损伤,也不需要对轴进供给干气密封的气体需要非常于净,通常用高精
行加工;装拆方便;并有在多台离心压缩机上成功度过滤器来达到这一·目的。过滤单元由两台过滤
应用的经验。
器并联组成,两台过滤器一开一备。过滤单元设
2.5改造方案对原机组的改动
有过滤器压差高报警,提醒操作者及时切换过滤
该压缩机原有密封是浮环密封,其进油孔和器。过滤器的过滤精度为1m。该裂解气压绢
污油排放孔总数是2个,不能满足YTG804型申机干气密封采用的是串联式结构,前密封采用的
联于气密封的孔数(5个)要求,因此,必须对原浮密封气为外引乙烯,隔离气梳齿密封采用的是氮
环密封外壳或轴承箱盖进行少量加工(钻孔)。气,因此控制系统具有两套过滤单元,过滤精度均
改造后的于气密封保留原平衡气管线不变,为1pm。
平衡气的介质与流量均保持与原浮环密封一致。
(1)密封气调节单元
原污油排放口改为主密封气入口;原密封油进油
干气密封密封气的控制采用压差控制。密封
孔改为一级密封泄漏出口;缓冲气入口、二级密封气控制的目的是始终保证密封气的压力高于密封
泄漏出口、隔离气入口均通过金属软管从轴承箱腔中工艺介质的压力。采用压差控制的か法最直
盖上所加工的孔中引出后高点排放。
接有效,自动化程度更高,气动薄膜调节阀可以始
由于改造前该密封使用的是浮环密封,为保终保证密封气与平衡管保持设定的压差,从而防
护转子不被浮环磨损,在安装密封部分热套了
止缸体内介质反窜进入干气密封。同时,在密封
金属轴套;改造为干气密封后需要将该轴套去掉,气进气管线设置流量计,可对进人密封腔的主密
以保证传动可靠。
封气流量进行监测
6控制系统
(2)密封泄漏监控单元
控制系统是干气密封的重要组成部分,控制
控制系统通过孔板对干气密封的泄漏量进行
系统的主要作用是为千气密封提供干净的气体监控,当干气密封的气体泄漏量超过一定值时,表
(过滤精度1m)和监视于气密封的运转状况,确明干气密封损坏,监控单元发出报警信号。该干
保千气密封长周期运行。该裂解气压缩机每个缸气密封控制系统是通过对千气密封一次泄漏气体
有独立的干气密封控制系统,每个干气密封控制流量进行监视而实现,采用三取二的报警连锁方
系统由五个部分组成
案
首先是主密封气源的选择:由于裂解气压缩
(3)缓冲气单元
机输送的工艺气非常脏,并且重组分含量较多,容
缓冲气(氮气)从两级干气密封之间注入,保
易产生结焦,不适合采用通常的利用压缩机出口证串联式干气密封泄漏出的工艺气全部通过一次
气体作为主密封气的方式。鉴于此,我们采用罐泄漏高点排空,后密封泄漏出的气体仅仅是氮气
区或装置内其它区域(如分馏塔)引入外引乙烯做
(4)隔离气单元
为主密封气,外引乙烯在装置开工、正常运行和事
隔离气的作用是防止润滑油窜入干气密封部
故停车等各种情况下都必须具有稳定、足够的压位对密封性能造成影响,对干气密封起保护作用。
力,为干气密封提供稳定的主密封气;同时,可将该干气密封隔离气采用氮气
脱己烷塔后的含碳四成份非常少裂解气做为备用3可行性分析
气源,以备外引乙烯气源短时间出现意外情况时,3.1安装空间可行性分析
短时间内做为主密封气使用,保证到其他设备的
密封厂家对机组进行测绘,GB201裂解气
意外停车影响到裂解气压缩机;开车阶段采用管压缩机的安装尺寸见表1
网氮气做为开车气体。
通过密封厂家的初步计算,以上三个缸的尺
2.7过滤单元
寸均能将密封设计为带中间梳齿的串联式干气密
由于干气密封工作时形成的气膜厚度在3微封,并能保证设计出密封尺寸不会伸出安装密封