干气密封使用及维护检修(石兴华)

干气密封在离心压缩机中的使用及日常维护简述刘健男（中海油惠州石化有限公司，广东惠州516000）摘要:文章介绍了离心式压缩机干气密封的工作原理和结构类型，详细分析了实际应用中影响干气密封运行的因素如密封气源切换,检修期间和开停车过程操作等对干气密封的影响，并提出了日常生产中维护干气密封的关键要素，对延长干气密封的使用寿命起到一定的指导意义和借鉴作用。

关键词：干气密封;压缩机;动环0引言200万吨/年催化重整装置设有背压式离心压缩机K201和凝汽式离心压缩机K202,两台大型机组使用的轴端密封均由约翰克兰公司制造。

而近年来在K201干气密封系统中曾出现二级密封可能失效的情况,干气密封的运行情况直接影响着压缩机能否平稳运行,关系着整个装置的生产情况。

但由于干气密封装入机组后，对其调整的手段相当有限，故应在日常操作，维护上更加精益求精,对关键点做好检测,记录,排查,才能尽量保证密封的高寿命，高可靠性。

1干气密封介绍1.1干气密封的结构在20世纪90年代初，干气密封开始应用于透平压缩机，其结构与机械密封相似,也是由动静环、弹簧、壳体、O形圈等组成。

所不同的是,干气密封动环端面上开有一圈沟槽，如图所示，由进入槽内的气体动压效应产生开启力，使动静环两端面之间产生微小的间隙，其间的泄漏量甚微。

参见图1所示的动环剖面。

图1动环剖面图1.2材质动环:硬质合金碳化钨，静环:石墨，型号:28AT带中间迷宫密封的串联式干气密封。

1.3工作原理干气密封动环旋转时，密封气体被吸入动压槽内，由外径朝向中心，径向分量朝着密封堰流动。

由于密封堰的节流作用,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之间形成一层很薄的气膜，此气膜厚度一般在2〜5pm。

气体动力学研究表明，当干气密封两端面间的间隙在3ym时,通过间隙的气体流动层最稳定。

当气体静压力，弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。

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。

2017年08月加氢裂化循环氢压缩机干气密封使用及维护邓彬（中化泉州石化有限公司,福建泉州362000）摘要：本文对加氢裂化循环压缩机干气密封的应用与维修进行分析。

根据现阶段应用故障问题与存在的安全隐患制定了有效方法与措施。

针对故障原因进行判断与讨论，制定了优化方法，确保干气密封运行稳定性进而保证循环氢压缩机使用年限。

关键词：加强裂化设备；循环氢压缩机；干气密封；使用与维护笔者以某公司加氢裂化设备为例进行分析。

加氢裂化设备是该单位千万吨炼油改造配套工程，其生产效率在1.2Mt/a 。

循环氢压缩机内离心式压缩机型号为BCL407，其原理为背压式汽轮机驱动。

1气源故障分析1.1现状分析该公司加氢裂化循环压缩机密封气源的主密封气选择压缩机出口的气体，其压力在15.89MPa ，气体出来后流过换热冷却，随后通过缓冲排液流入到干气密封控制盘中。

其设计目的是：降低密封干气的带液状态，进而使压缩机出口气体经过冷却后引出饱和液。

不过，该设计影响了密封干气温度，析出的水分若在V3025没能析出，通过管线流入再次降低温度后，析出的液相组分会流入干气密封控制盘前。

干气密封主密封气流入密封腔其热量需要保持在60--80摄氏度。

若根据要求程序操作V3025出口逐渐伴热，密封控制盘中的主密封管线也将伴热保温。

基于这一状态下，温度将难以达到60摄氏度以上，其最高温度为50摄氏度。

在控制方法中，必须提高伴热蒸汽量并进行保温处理。

但效果不明显，保温伴热方法缺少有效控制，无法能够直观的了解密封气体温度。

1.2优化方法由于压缩机出口温度达到60--80摄氏度，若直接引入密封控制盘前而不采取冷却，通过控制盘中的除雾器降低液相组分。

通过伴热保温确保密封腔温度在60摄氏度以上。

通过该种方法，不仅可以保证气源进入密封腔中无液相组分，同时也能够确保气体温度符合密封要求，进而确保气源温度。

1.3方案落实第一，原有程序不变。

停止E3009循环冷却水，压缩机出口气体温度保持不变。

8.21 干气密封增压撬操作维护规程8.21.1 设备简介该干气密封增压加热系统由气动增压系统和电加热系统组成。

气动增压系统目的是为了保证压缩机在启机、停机过程中始终有干净的密封气正向注入，从而避免机组内未经过滤的工艺气反窜至干气密封部位，对密封造成破坏，保证干气密封的安全运行。

电加热系统目的是给干气密封提供干燥的密封气，保证进行密封端面的一级密封气温度高于工艺气露点，避免凝液导致干气密封失效，保证干气密封安全运行。

气动增压系统采用两台增压泵并联，对密封气进行增压，电加热系统主要由电加热器组成，对密封气进行加热，两个系统相互配合来满足干气密封对密封气流量的要求。

8.21.2 风险分析及削减措施（1）风险分析：使用过程中，增压撬电加热器内加热油未升温至工作油温（工作温度），导致出口气体温度不足，水露点不合格，对干气密封组件造成损伤。

削减措施：启动增压泵前确保电加热器已经升温至工作温度。

（2）风险分析：在增压泵运行过程中，增压泵故障，增压撬出口气体压力不足，干气密封气体供给不足，导致无法建立差压，损坏干起密封。

削减措施：启用增压撬前，确保两台增压泵处于完好待投用状态；运行过程中，如发现增压泵故障应立即停止压缩机运行。

8.21.3 设备操作1、压缩机吹扫前增压撬的检查确认：1）导通增压撬撬内工艺气流程并确保与撬外气体有效隔离，保证增压撬上所有排污与电加热器上部放空关闭。

确认所有阀门处于关闭状态，然后打开过滤器F503/504后闸阀V2/V4，开启V12、V15，打开球阀V22、V23，使增压泵泄放管路排放畅通；打开闸阀V18、V20（截止阀V21处于关闭状态，保证缓罐超压时能够进行安全泄放），使缓冲罐安全阀排放管路畅通；打开缓冲罐前闸阀V16 、V17，打开缓冲罐后闸阀V14，保证缓冲罐气路畅通，打开V6 、V7 、V10、V11，导通气路加热流程，增压撬进口手动球阀BV501、出口手动球阀BV502处于关闭状态，导热油储油罐上部放空手阀处于开启状态。

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、。

气体分馏装置泵用干气密封的使用及维护摘要：对于石油化工行业来说，本文参照宁夏石化公司炼油40万吨/年气体分馏装置的配套转动设备对于集装式干气密封的使用情况进行统计分析，以及在日常维护、操作过程中产生的故障判断、进行分析解决，为更好的保障干气密封更好的运行，设备装置的长周期运行，提供一些经验和处理方法。

关键词：集装式干气密封密封气泄漏一、概述宁夏石化炼油厂40万吨/年气分装置的工艺介质是来自双脱系统的液化气，系统压力范围：1.0 Mpa至3.0Mpa，由于气分装置的工艺介质易燃、易爆、危险性大，故机封选型上就要求安全、环保、可靠、可长周期运行的特点。

根据此要求，宁夏石化炼油厂40万吨/年气分装置机泵的机械密封选用的是由四川日机机械密封厂生产的泵用机械+干气组合式密封（CM1B/1G）型的机械密封。

二、CM1B/1G型机械密封结构1.CM1B/1G型密封是典型的泵用集装式干气密封，主要零部件包含了静环、动环组件（旋转环）、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座（腔体）等。

静环位于不锈钢弹簧座内，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的旋转环——动环组件配合，如图1，它是由介质侧机械密封和大气侧干气密封前后串联布置的结构。

第一级的机械密封为主密封，第二级干气密封为安全密封。

第一级机械密封基本上承受全部的压差，该密封工作在泵输送的工艺介质中。

第二级干气密封通常情况在很低的压差下工作，其可以利用外部气源提供缓冲气，将泄漏气体输送去火炬，同时引入带压的缓冲气还可相对降低第一级机械密封所承受的压差，抑制一级密封的泄漏，润滑安全密封。

干气密封在一定的压力下可以更理想的运行，同时缓冲气还可对少量漏出的介质气起到稀释作用，由于其摩擦副始终保持在非接触状态下运行，没有任何磨损，在一级机械密封损坏前能够一直处于理想的运转状态。

2.CM1B/1G干气密封系统气分机泵机封CM1B/1G干气密封系统采用PLAN11+72+76冲洗方案（如图2），用氮气作为缓冲气，氮气经过滤、调压流量计、压力开关及单向阀后输入至干气密封的密封腔内，少量氮气会从干气密封的端面漏出（通常<10Nl/h）。

大机组干气密封技术交流 安装、操作、维护干气密封现场安装干气密封属于精密部件，不正确地安装、拆卸易 造成密封的损坏或使用寿命的缩短。

安装过程中对专用工具的使用、关键步骤的操作、 技 技术细节的确认尤为重要。

确 为干气密封现场安装 密封装配图纸安装尺寸允许误差 允许轴向 径向位移量 安装尺寸允许误差、允许轴向、径向位移量中压：2.0~8.0 2 0~8 0 MPa 密封装拆 密封装拆工具图纸 纸 技术 文件 研读了解安装工具的具体使用方法安装步骤示意图了解安装过程中重要的操作步骤及注意事项安装使用说明书全面了解各环节的具体技术要求干气密封现场安装 辅助材料齐备丙酮 酒精 绸布等 丙酮、酒精、绸布等中压：2.0~8.0 2 0~8 0齐备 MPa 专 专用工具齐备 准备 工作密封专用工具、抬轴托架、转子固定工具外部接管就位了解安装过程中重要的操作步骤及注意事项安装尺寸确认在机组工作位置确认安装尺寸干气密封现场安装 检查浮动性及转动性按照使用说明书要求操作中压：2.0~8.0 2 0~8 0 MPa 套轴套轴过程中应防止杂质调入轴套或损伤密封圈安装导向装入必须确认完全倒向方可使用安装工具尺寸检验安装到位后应仔细检查外部检验尺寸干气密封现场安装 润滑脂应采用少量硅脂 不能使用黄油等润滑脂 应采用少量硅脂，不能使用黄油等润滑脂中压：2.0~8.0 2专用工具的使用 0~8 0 MPa 专 的使 关键步骤 技术细节用力均匀、防止偏斜、不可冲击转子径向、轴向限位抬轴器使用、轴向打表检测或挡板限制机组复位一旦密封装入，必须径向、轴向固定转子干气密封现场安装 非专业人员不可拆解密封密封自身装配精密及动平衡要求中压：2.0~8.0 2 0~8 0 MPa 清洁度检查 关键步骤 技术细节装机前必选保证管路及腔体达到要求定位板安装、拆卸、运输必须带定位板安装工具及包装箱保管经常发生包保管不善为工作带来不便干气密封现场安装干气密封现场安装干气密封现场安装干气密封装入机组后，对其调整的手段相当有限。

干气密封的使用及维护
温学武
【期刊名称】《化工机械》
【年(卷),期】2011(38)4
【摘要】Some gas seals were introduced and their operation and daily maintenance were expounded.%主要阐述了几种应用比较广泛的干气密封类型以及在使用中的日常维护和注意事项.
【总页数】3页(P400-402)
【作者】温学武
【作者单位】贵州天福化工有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.21
【相关文献】
1.加氢裂化循环氢压缩机干气密封使用及维护 [J], 马斌
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3.干气密封在离心压缩机中的使用及日常维护简述 [J], 刘健男
4.干气密封在产品气压缩机中的应用与维护 [J], 王凌霄;王昌
5.焦化装置富气压缩机干气密封系统的应用及维护研究 [J], 张光旭
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干气密封预处理撬维护检修规程（试用版）目录前言 (2)1 范围 (3)2 规范性引用文件 (3)3 术语与定义 (3)4技术部分 (3)4.1 基本组成 (3)4.2安装及测试要求 (3)4.3巡检内容 (4)4.4维护保养 (4)4.5 增压泵更换 (5)5风险提示 (5)6 应急处置 (6)干气密封预处理撬操作维护检修规程1 范围本操作规程规定了干气密封预处理撬操作、维护和保养的技术要求。

本规程第一部分适用于公司油气管道站场D-R压缩机组干气密封预处理撬的操作、维护和保养；第二部分适用于公司油气管道站场GE压缩机组干气密封预处理撬的操作、维护和保养。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本操作规程的引用而成为本操作规程的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本操作规程，然而，鼓励根据本操作规程达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本操作规程。

API-614 润滑、轴封和控制系统及辅助设备第5部分003-350-001 干气密封和滑动密封系统安装设计要求3 术语与定义无。

4技术部分4.1 基本组成4.1.1气动干气密封预处理撬a）气动干气密封预处理撬由两个除液过滤器(一用一备)和两个气动增压泵(同时工作),用于除去密封气中的较大液滴及杂质,保持开停车及保压停机状态下机组迷宫处气体的正向流动(由密封侧向机内流动)。

b）密封气过滤器底部配有旋风分离装置，用于去除较大的液滴和颗粒，上部配有凝聚式过滤器，将密封气过滤到3u的精度。

差压变送器监测过滤器压差，过滤器堵塞使其达到设定值时高报，液位计用来监测过滤器的液位，每个除液过滤器的能力均可以满足工艺最大流量需求。

因此，一台过滤器工作就可以满足使用要求，另一台可以作为备用。

4.1.2电动干气密封预处理撬电动干气密封增压撬由一个过滤器和一个电动增压泵组成，用于除去密封气中的较大液滴及杂质,保持开停车及保压停机状态下机组迷宫处气体的正向流动(由密封侧向机内流动)。