富气压缩机干气密封系统的应用与维护

试论合成气压缩机干气密封系统的日常应用及维护摘要：本文针对合成气压缩机干气密封系统的日常应用情况进行探讨，以分析应用原理和维修情况为主，总结了合成气压缩机干气密封系统在应用过程中出现的维修经验，并提出自己的一点建议，以期为今后合成气压缩机干气密封系统日常应用和维护提供一定的参考作用。

关键词：合成气压缩机、干气密封、日常应用、维护合成气压缩机干气密封系统是指将机械密封予以改进发展，使之成为非接触式的密封方式，主要运作原理是将机械密封环上增设动压槽，并设置相应的辅助系统，从而形成的一种新型密封形式，合成气压缩机干气密封较为完善地解决了困扰工作人员已久的高速离心式压缩机的密封问题。

也正是由于合成气压缩机干气密封系统具有非接触式密封的特点，所以非常适合应用于高压高速等设备的轴端密封。

笔者统计了某公司合成气压缩机干气密封系统的日常应用过程中所发生的4次密封失效问题，并积极对密封失效原因进行分析，以选取最合适的维护措施，来解决密封失效的问题。

一、合成气压缩机干气密封系统的工作原理合成气压缩机干气密封系统在正常工作的过程中，将开车、停车过程中来自界区的高压氮气（8.1MPa），或者部分工艺气体（71℃、8.2MPa）排出合成气压缩机外所形成的密封气起源，而这里所提到的部分工艺气体在首次经过密封端面之后，于密封端面上形成密封气膜，进而防止压缩机内的工艺气体流入到密封端面内，而密封端面上泄露的少量工艺气体在压力的控制下，经火炬燃烧，然后由来自界区的高压氮气，路经第二次密封气过滤器之后，在被经过PV—15337减压至0.6MPa，随后再进入第二级密封端面，开始逐步向外泄露少量正常氮气，直至被引入安全放空处。

来自界区的低压氮气在由经PV—15337控制压力后，可以进入压缩机轴端的密封函内，以实现对轴承与润滑油之间的隔离。

二、合成气压缩机干气密封系统的日常应用情况一）日常操作要求合成气压缩机干气密封系统的日常操作要求主要是利用过滤器差压对过滤器的使用情况进行测量，并在差压为80kPa自动报警，以便于工作人员及时更换过滤器芯。

干气密封在制冷压缩机上的应用与维护【摘要】介绍了干气密封在制冷压缩机上的使用情况，分析了干气密封的技术特点，针对浮环密封比较分析了干气密封的应用效果，总结了干气密封在日常运行维护中需注意的问题。

【关键词】制冷压缩机干气密封优点维护制冷压缩机是乙烯装置的关键大型设备[1]，本装置改造时，更新了4H-8S、11H-6S型两台制冷压缩机，并选择了日本科兰公司的串联干气密封技术。

从目前运行状态来看，机组密封运行稳定、对工况的适应性强，符合设备长周期运行的要求。

下面以GB-501丙烯制冷压缩机的为例说明.1 干气密封简介干气密封为一种非接触式密封[2]，动环由传动销固定，静环座底装有对称弹簧。

动环材质一般为较硬的材质，上面均匀开由深而浅（外缘到内缘）的螺旋槽，并在螺旋槽尾部设置密封堰，螺旋槽的方向为正对泵轴运行方向。

因此在运行过程中，气体进入密封端面时，在螺旋槽和密封堰的作用下，被压缩成气膜使密封端面趋于分离，由于静环上的弹簧力使其贴合，所以在两个力的作用下，密封气在端面上形成稳定的气膜，建立起密封作用。

在工况波动时，气膜建立的平衡被随之改变，直到再次建立稳定，此过程中不会破坏密封端面。

2 本装置控制方案本装置GB-501压缩机介质为99.6%丙烯。

由于丙烯的化学性质、纯度高，不能泄露到空气中，空气也不能进入机体，因此密封系统需选择带中间密封气的串联式密封。

在两套单端面的密封中间加入一级进气，用迷宫密封连接。

由此密封气分为一级密封气、二级密封气和隔离气。

一级密封气有三个来源，一是在正常运行状态下来自压缩机四段出口的丙烯；二是在停开车过程前后用的氮气；三是外接丙烯。

二级密封气和隔离气来自公用工程的氮气，如图1所示。

两级密封气均需通过平织不锈钢过滤器进行过滤，才能进入密封端面。

3 干气密封与浮环密封的比较（1）浮环密封式是密封间隙流体阻力来达到油阻气的过程，且压力要高过机体压力，因此会造成一些问题[3]。

如：油压不稳定会造成密封断面的磨损；调节难度大；机体介质容易污染润滑油；油气分离器对大气的污染等，对装置运行和检修成本都产生很大的影响。

干气密封在压缩机上的应用摘要：介绍了干气密封安装在离心压缩机上的工作运转情况，及其所带来的经济效益。

关键词：离心式压缩机干气密封中图分类号:TH452 文献标识码:B文章编号:1006-8155(2005)01-0048-04Abstract: The operating condition of dry seal on centrifugal compressor and its economic benefits are introduced. Key words: Centrifugal compressor Dry seal1 引言上海石化股份公司炼化部C301压缩机为沈阳鼓风机厂制造的透平驱动的多级离心压缩机，型号为2MCL527-12。

进口压力：0.16MPa ；出口压力为1.6MPa进口温度：40～60 ℃；出口温度：90～120℃介质：催化富气；成分：碳氢化合物转速：8800r/min；流量：14500～18000Nm3/h该机组为高转速连续运转设备，工艺介质易燃易爆，危险性大。

这就要求压缩机轴端密封系统可靠性好，密封泄漏小，寿命长。

原密封型式为浮环密封。

靠富气侧为内浮环，大气侧为外浮环。

在内外浮环之间引入高于工艺气压力约50kPa的密封油，通过旋转时浮环与轴之间产生的微小间隙变化形成压力油膜，产生节流降压作用而达到密封目的。

浮环密封属于液体节流式非接触密封。

虽可用于高速高压条件，但它的密封液系统较复杂，辅助设备以及电、仪等自控元件多，从而造成使用可靠性下降，维护、维修任务重，而且其内泄漏较大、对轴磨损严重、检修维护频繁、使用寿命短、密封油系统运行费用高等诸多缺陷。

不仅对该机组的长周期平稳运行有较大影响，也不适应现代企业对环保及节能降耗越来越高的要求。

上海石化公司有关人员经过反复研究和考察，决定与四川日机密封件有限公司合作，对该压缩机的轴封进行改造，将原浮环密封改造为干气密封结构。

2MCL456富气压缩机干气密封操作规程一、流程说明1、主密封及前置密封回路0.5MPa的低压氮气被引入干气密封控制盘后，经过滤器单元，在此将洁净度提高到1μm后，再经过单向阀V5，分为两路，分别进入主密封气管路和前置密封气管路。

在前置密封气管路，清洁氮气分别通过针阀V12、音速孔板SO3、针阀V13和针阀V15、音速孔板SO4、针阀V16进入压缩机低压端和高压端的前置密封腔并沿轴端迷宫吹入机内。

其作用是阻止机内脏的工艺气接触密封，造成密封被污染，甚至损坏。

在主密封气管路，清洁氮气分别通过转子流量计FT101和转子流量计FT102进入压缩机低压端和高压端的主密封腔，为主密封供气。

2、后置隔离气回路0.4MPa的仪表风被引入干气密封控制盘后，首先经过过滤单元将洁净度提高到3μm后，分为两路，分别通过音速孔板SO1和音速孔板SO2进入压缩机低压端和高压端后置隔离腔后一路沿外侧后置迷宫吹入轴承箱，通过轴承箱放空管排入大气。

其作用是阻止润滑油窜入密封腔，造成密封损坏。

另一路经内侧后置迷宫进入主密封放空腔，与端面泄漏出的主密封气混合后排至室外高点放空。

可以在密封损坏时阻止工艺气沿轴端泄漏。

二、操作规程⒈干气密封控制系统现场配管安装完成后，要对其进行彻底吹扫，吹扫干净后关闭所有阀门，控制系统投用前打开所有仪表取压阀。

⒉压缩机润滑油油运前至少十分钟要供后置隔离气：隔离气使用仪表风，压力不低于0.35MPa；全开阀门V18、V19即可。

⒊压缩机机内充压前至少五分钟要供主密封气和前置密封气：这两部分使用的是0.5MPa低压氮气；首先依次打开阀门V1、V2、V8、V11、V6、V7、V9、V10、V12、V13、V15和V16，然后缓慢关闭转子流量计旁通阀V8和V11，此时流量计读数应在零位附近。

⒋此时压缩机可以充工艺气并开机，随着压缩机转速的提高，主密封进气管路上的流量计FT101和FT102的读数也会相应增加，压缩机达到工作转速后，流量计读数也会随之稳定，且读数≤1Nm3/h。

干气密封工作原理以及维护研究摘要：本文简要阐述了干气密封的优点以及干气密封的工作原理、密封操作，并针对干气密封的维护做出了分析。

关键词：干气密封、技术、工作原理一、干气密封工作原理与普通机械密封相比，干气密封在结构上基本相同。

其重要区别在于，干气密封其中的一个密封环上面加工有均匀分布的浅槽。

运转时进入浅槽中的气体受到压缩，在密封环之间形成局部的高压区，使密封面开启，从而能在非接触状态下运行，实现密封。

1. 干气密封概述早在20世纪60年代末期，奠定在气体动压轴承应用的基础上，干气密封发展起来，并成为一种全新的非接触式密封。

该密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触性运行。

最初，采用干气密封形式，主要为了改善高速离心压缩机的轴封问题。

由于密封采取非接触性的运行方式，因此其密封的摩擦副材料基本不会受到PV值的任何影响，尤其在高压设备、高速设备中应用，具有良好前景。

2. 干气密封与机械密封性能比较机械密封是一种传统的密封型式，其特点是密封结构简单，技术成熟，加工精度要求不太高。

其缺点是泄漏率高，故障频发。

干气密封是目前最先进的一种非接触密封型式，与传统的机械密封形式相比较，采用干气密封技术，主要具备以下优势：（1）采用干气密封技术，可有效提高密封的质量与使用时间，确保设备安全、可靠、稳定运行。

（2）采用干气密封技术，能源消耗较小。

（3）干气密封技术应用到的辅助系统较为可靠，操作简单，在使用过程中不需要任何维护手段。

（4）采用干气密封技术，泄漏量较少，应用效果良好。

3.干气密封工作原理一般来讲，典型的干气密封技术，包含了静环、动环（旋转环）、副密封O 形圈、静密封、弹簧和弹簧座等。

静环位于弹簧座内，用副密封O形圈密封。

弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在轴上动环（旋转环）配合，这类密封与机械密封的区别在于，它是一种气膜润滑的流体动、静压相结合的非接触式机械密封。

动环与静环配合表面具有很高的平面度和光洁度，通常在动环表面上加工有一系列的特种槽。

干气密封在300万/年重催富气压缩机上的应用摘要: 本文介绍了干气密封的结构和原理、干气密封的作用机理和干气密封的主要特点及控制系统。

关键词干气密封；富气压缩机；特点一、概述在科学技术日益发展的今天，应用压缩机来输送各种气体在石化行业比较普遍，为了防止或限制这些气体从压缩机轴端部泄漏，我们必须采用轴端密封装置，以便保证压缩机的正常运行，降低物料和能源的浪费，防止环境污染。

对于输送危险性工艺气体的压缩机则必须采用密封性能良好的密封形式。

科技发展到今天，干气密封是目前为止最为先进的轴端密封技术。

干气密封具有泄漏量少，磨损小，寿命长，能耗低，操作简单可靠，维修量低，被密封的流体不受油污染等特点。

因此，在压缩机应用领域，干气密封正逐渐替代浮环密封、迷宫密封和油润滑机械密封。

干气密封使用的可靠性和经济性已经被许多工程应用实例所证实。

目前，干气密封主要用在离心式压缩机上，也还用在轴流式压缩机、齿轮传动压缩机和透平膨胀机上。

干气密封已经成为压缩机正常运转和操作可靠的重要元件，随着压缩机技术的发展，干气密封正逐步取代浮环密封、迷宫密封和油润滑密封。

二、干气密封的特点：干气密封是指干燥的、洁净的气体密封，一种新型的非接触式密封，由它来密封旋转机器中的气体介质。

与其它密封相比，干气密封的最大区别在于：干气密封在密封端面上开设了流体动压槽，可以实现密封端面的非接触运行，从而极大的提高了密封的使用寿命和可靠性；三、双端面干气密封的结构和原理干气密封主要有动环，静环，弹簧，腔体，定位套，O形圈和压紧套等组成。

干气密封环（可以是动环，也可以是静环）如上图所示，环密封面经过研磨、抛光，并在其上面加工有流体动压槽。

干气密封端面上开有微米级螺旋形状的流体动压槽。

当动、静环作相对旋转运动时，密封气体被吸入动压槽内，槽内压力从外径向内径增加，由于密封坝（螺旋槽根部以外的一段无槽区）的节流作用，进入密封面的气体被压缩，气体压力升高。

在该压力作用下，密封面被推开，流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜，此气膜厚度一般在3微米左右。

干气密封运行维护安全知识一、干气密封基本知识我们知道，压缩机是化工炼油装置中的关键设备，作为转动设备，其转动部分和静止部分必然留有间隙，而压缩机中的介质通常都是高压、易燃、易爆、有毒气体，绝对不允许泄漏，这就需要解决一个关键问题既如何保证压缩机的轴端密封问题。

干气密封就是离心压缩机轴端密封最常见的一种密封方式，由于其具有可靠性好、寿命长、环保、经济等优点，因而在石油化工等各领域得到了越来越广泛的应用。

干气密封的形式有很多，就我公司而言，有两台关键机组采用了干气密封：一台是催化装置的富气压缩机，采用了约翰克兰鼎名（天津）密封有限公司的双端面干气密封，因介质压力低（平衡腔约0、15MPa 左右），可以用氮气作为主密封气源；另外一台是加氢裂化循环氢压缩机，采用美国FLOWSEVER公司生产的串联式干气密封，由于介质压力高（平衡腔约10、6MPa左右），只能使用压缩机出口的工艺气作为主密封气，用氮气做辅助密封气。

干气密封主要依靠动环、静环、弹簧和辅助密封件构成端面密封，其核心零件动环、静环通常由碳化硅和氮化硅等高硬度材料或石墨制成，表面光洁度非常高，在动环表面刻有几个微米的气槽，静环由弹簧加载并与动环紧贴。

在正常运转条件下，旋转和密封槽作用，密封气在动静环面之间建立3微米左右稳定气膜，在确保危险气体的微泄漏同时，动环、静环之间不接触、无磨损。

为保证干气密封的安全可靠运行，除了制造精度高并经过严格的实验和检验外，更重要的是精心操作和维护。

二、干气密封的安装要点1、所有进气管线必须吹扫干净并经打靶检验；2、副密封件、密封座、与密封配合的轴、密封腔体等部位涂上薄薄的一层润滑剂，以防卡滞和擦伤。

润滑剂应和工艺物料和弹性体（O形圈等）相容。

注意润滑剂使用过多，则当通入密封气时这些多余的润滑剂将随气体进入，沉积在密封表面，影响端面的开启，对密封运行的产生不良影响；3、干气密封的周向位置必须对正0位标记，保证轴的位置与轴套中槽的准确定位；4、。