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合成气压缩机干气密封损坏原因分析及措施侯锁成崔志强发布时间：2023-07-04T09:08:31.616Z 来源：《中国科技人才》2023年8期作者：侯锁成崔志强[导读] 甲醇合成压缩机主要用于以煤或者天然气为原料合成甲醇时对合成气进行增压以保证甲醇制备所需条件的一种设备。
合成压缩机作为制备甲醇的核心设备，一旦停机将会影响全线生产。
实践表明，导致甲醇合成压缩机停机常见且主要原因为密封失效。
干气密封作为现场主流、新型的密封方式，与传统接触式机械密封相比具有极大的优势[1]。
干气密封失效严重制约着甲醇合成反应的正常连续运行，轻则造成设备停机抢修，重则导致整个工厂停工。
因此，针对甲醇合成压缩机干气密封失效的原因分析并针对性的提出技术改造措施对于保证甲醇合成具有重大意义。
本文针对合成气压缩机在运行中发生干气密封损坏，分析故障原因，并提出处理方案，保证了合成气压缩机组长周期安全运行。
内蒙古久泰新材料有限公司内蒙古自治区呼和浩特市 010000摘要：甲醇合成压缩机主要用于以煤或者天然气为原料合成甲醇时对合成气进行增压以保证甲醇制备所需条件的一种设备。
合成压缩机作为制备甲醇的核心设备，一旦停机将会影响全线生产。
实践表明，导致甲醇合成压缩机停机常见且主要原因为密封失效。
干气密封作为现场主流、新型的密封方式，与传统接触式机械密封相比具有极大的优势[1]。
干气密封失效严重制约着甲醇合成反应的正常连续运行，轻则造成设备停机抢修，重则导致整个工厂停工。
因此，针对甲醇合成压缩机干气密封失效的原因分析并针对性的提出技术改造措施对于保证甲醇合成具有重大意义。
本文针对合成气压缩机在运行中发生干气密封损坏，分析故障原因，并提出处理方案，保证了合成气压缩机组长周期安全运行。
关键词：压缩机；干气密封；损坏；原因分析；措施1干气密封失效问题及原因分析1.1干气密封存在的问题分析干气密封一次气泄露量是对甲醇合成压缩机密封效果反应的主要参数。
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。
甲醇合成压缩机干气密封的技术改造及效益分析发布时间：2022-10-14T05:41:44.106Z 来源：《科技新时代》2022年第8期作者：杜平[导读] 针对目前国内出现的干气密封件故障的主要成因，杜平河南龙宇煤化工有限公司河南永城 476600摘要：针对目前国内出现的干气密封件故障的主要成因，着重从排除异常轴向力、确保气体供应符合密封性两个角度对其进行技术改进，并对其进行了经济性评价。
关键词：甲醇合成；压缩机；干气密封；轴向力；平衡盘引言甲醇合成压气机是一种在以煤炭和天然气为原料的混合气生产过程中，为了确保生产甲醇所需要的压力而进行加压的装置。
作为甲醇原料的核心装置，合成压气机的关闭将对整个生产线的正常运行造成一定的不利影响。
实际应用证明，造成甲醇合成器的故障是造成气缸关闭的主要因素。
与传统的接触式机械密封相比，干气体密封作为现场应用的主流和新型密封形式有着明显的优越性。
干气密封的故障会影响到甲醇的生产和生产，从而影响到装置的安全和稳定，甚至是整座装置的停产。
因此，通过对甲醇制冷剂干燥气体密封的故障分析，并针对其存在的问题进行了针对性的改进，以确保其生产安全。
1、干气密封失效问题及原因分析着重从干气封中所出现的问题以及造成干气封的主要故障进行了详细的剖析，以期为今后有针对性地进行干气封技术改进的对策和建议。
1.1干气密封存在的问题分析在甲醇合成压气机中，干气体一次泄漏是影响其密封性的重要指标。
当一次气体泄漏超过设计测量值超过极限时，由有关的联动控制系统将对压缩机进行关闭操作。
在常规上，对甲醇合成压气机进行了高压、低压油罐一次漏油的监控。
在此基础上，对高压油罐一次漏油的上限为20.68立方米/小时；在此基础上，对一次漏油的压力进行了分析。
根据多年来的生产实践，发现在生产过程中，通常存在着因压力容器泄漏而造成的压力过大而造成的故障类型。
（1）第一种故障：甲醇合成氨装置的干燥气体密封结构出现了很大的损伤，无法进行维修；这类故障的出现概率约为15%。
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。
甲醇合成气压缩机常见问题及解决措施摘要:针对甲醇生产装置合成气压缩机系统在实际运行过程中出现的新鲜气入口吸入流量低、干气密封非驱动端一级密封泄漏量大等问题，对新鲜气压缩段分离器丝网和压缩机入口过滤器及时进行更换处理，并增加低压蒸汽伴热管线，提升O形密封圈耐老化性能等有效措施，有效减少了影响机组正常工作的不利因素，保障了合成气压缩机系统安全稳定运行。
关键词:甲醇合成气压缩机;吸入流量;干气密封;泄漏前言甲醇是一种常用有机原材料，煤制甲醇生产具有成本低、材料来源广泛的特征，可以获得显著的经济效益，因此煤制甲醇对于行业发展的重要性也逐渐体现出来。
煤制甲醇的生产技术包括空分、气化、净化以及甲醇合成等，其中，压缩机是空气分离、甲醇合成等行业广泛运用的机械设备。
然而压缩机振动异常会使运行效率下降、能耗增大甚至引发事故，因此，在压缩机组运行、维护及管理过程中，如何有效地控制和减小其振动，维护机组的正常运行，对煤制甲醇整个工艺装置的稳定运行具有重大意义。
一、某煤制甲醇合成气压缩机组简介在煤制甲醇的过程中用到最多的设备就是压缩机。
具体来讲，合成气压缩机组工艺包括离心式压缩机合成段和循环段工艺。
其中，合成段的工艺为首先将新鲜合成气进入分液罐内进行气液分离，其次进入合成气压缩机进行压缩，然后进入甲醇合成塔；循环段的工艺为首先将循环段气体进入分液罐内进行气液分离，其次进入压缩机内进行压缩，然后进入甲醇合成塔进行甲醇合成。
合成气压缩机组系统设有防喘振管线，并由防喘振冷却器控制回流气体的温度。
某公司400kt/a甲醇合成装置采用离心式压缩机为一缸两段结构，其工艺流程，如图1所示二、存在问题及改进措施1、新鲜气流量低、气入口压力高合成气压缩机运正常行期间新鲜气入口流量18万Nm3/h，入口压力2.95MPa，前系统低温甲醇洗装置出口压力为2.94MPa，压缩机机组转速9300r/min。
实际生产过程出现了新鲜气入口流量降低，新鲜气入口压力和前系统低温甲醇洗装置出口压力升高现象，通过将压缩机转速上提350r/min等措施未见明显好转。
干气密封技术在离心压缩机中的应用（共5篇）篇1：干气密封技术在离心压缩机中的应用篇2：节能降耗技术在往复式压缩机中的应用论文1.1降低往复式压缩机能量消耗在当今的时代背景下，随着国家对于节能减排重视程度的提升，在进行往复式压缩机的应用过程中，要尽可能提升其应用效率。
具体的来说，在往复式压缩机运用过程中，要充分的注意到对于往复式压缩机运行参数的控制，并严格的按照：公式中介绍的往复式压缩机工艺参数的关系，进行相应的节能降耗技术的分析研究。
其中，p指的是往复式压缩机之中的压力，k指的是往复式压缩机之中气体的绝热系数，l指的是往复式压缩机的整体能力消耗。
在充分的分析往复式压缩机的基础性的能量消耗的基础上，可以有效的设计出相应的节能降耗措施，进而有效的降低化学工业生产过程的生产成本，提升化学工程的生产效益。
1.2提升往复式压缩机的工作效率通过开展往复式压缩机的节能降耗措施研究，可以有效降低往复式压缩机应用过程的能源消耗，有助于在进行生产的过程中，较少的使用资源，进而有效的降低化学工业的生产成本，提升化学工业生产效率。
与此同时，通过优化往复式压缩机之中的运行参数，可以有效的降低往复式压缩机产生的热量，对于往复式压缩机的正常运行，提升往复式压缩机的使用寿命也有很大的裨益。
篇3：节能降耗技术在往复式压缩机中的应用论文2.1优化往复式压缩泵运行参数在进行节能降耗技术在往复式压缩机中的应用措施研究过程中，要综合性的进行往复式压缩泵的参数分析。
具体的来说，可以从以下几个方面入手，进行对于往复式压缩泵运行参数的优化设计研究：（1）在进行往复式压缩泵的使用过程中，要采用参数分析控制的方法。
具体的来说，节能降耗技术要考虑到进行气体性质、往复式压缩泵的气体的工艺参数，并根据具体的工艺参数，来实现对于往复式压缩泵的节能工艺设计。
与此同时，要杜绝往复式压缩泵的汽蚀现象的出现，有效的降低往复式压缩泵使用过程的能量消耗；（2）要尽量对往复式压缩泵的绝热系数、压缩系数进行考量，并在进行往复式压缩泵改造的过程中，按照不同气体的参数性质，进行往复式压缩泵的优化设计，保证往复式压缩泵可以高效的维持运行效率，促进往复式压缩泵节能效果的有效提升，顺利完成整个的化工生产过程；（3）在进行往复式压缩泵的节能降耗研究过程中，要充分的注意到对于往复式压缩泵自身的工作参数的优化设计，保证在进行往复式压缩泵运行的过程中，维持良好的工艺条件范围。
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。
2020年01月煤化工项目中合成气压缩机干气密封的应用分析王洋（东华工程科技股份有限公司，安徽合肥230024）摘要：以煤为原料进行化工生产的煤化工项目生产过程中，合成气压缩机通过将合成气增压来为煤化工产品的转化提供合适的生产条件。
煤化工项目中离心式压缩机的轴连接端面需要通过干气密封装置来密封，防止压缩机中的合成气泄露到空气中，造成生产安全隐患及污染环境。
文章旨在对合成气压缩机干气密封的应用进行分析。
关键词：压缩机；干气密封；合成气大型煤化工项目中合成气压缩机通常使用离心式压缩机，由电机或汽轮机驱动，通过多级压缩对合成气进行加压，输送至合成工段。
在驱动端与压缩机、压缩机多段之间的轴端需要进行密封以防止缸体内合成气泄漏。
传统的轴封方法有机械密封、浮环密封及迷宫密封等，其中迷宫密封会存在一定的泄露量而不能用在易燃易爆有毒有害介质的压缩机上，但是其他两种密封需要密封油，可靠性低且操作麻烦。
上世纪70年代末英国约翰克兰公司推出气体螺旋槽密封，将气体充入密封面中间，形成稳定气膜，即保证了压缩机内气体不会外泄，又因气膜的间隙保证了机械磨损小，运行稳定。
干气密封作为离心式压缩机组的重要组成部分，由于其结构复杂、工艺特殊，其可靠性直接决定了压缩机装置能否长周期安全地运行。
1合成气压缩机干气密封简介由于合成气一般为易燃易爆、有毒有害的危险介质，现代大型煤化工项目中的合成气压缩机通常采用带中间迷宫的串联式干气密封。
带中间迷宫串联式干气密封一级是主密封，使用高压缸出口的工艺气作为一级密封气气源，经调压与过滤后送入密封腔体，承担主要密封负荷。
送入的工艺气绝大部分进入机组，剩下的由密封面泄漏至一级泄漏排放口；二级密封气通常使用惰性的氮气，通过二级密封气入口进入，绝大部分通过密封面与泄漏至一级泄漏排放口的一级密封气混合，从一级泄漏排放口排放去火炬，小部分泄漏至二级泄漏排放口；一部分氮气作为隔离气进入，混合二级泄漏气后由二级泄漏排放口高点放空。
甲醇装置合成气压缩机干气密封使用总结
弓定振
【期刊名称】《大氮肥》
【年(卷),期】2013(36)6
【摘要】结合甲醇装置合成气压缩机组干气密封的应用情况,介绍串联式干气密封的结构及基本工作原理,分析在操作中容易出现的问题及处理措施,为更好地使用和保护干气密封进行了技术改造.
【总页数】4页(P403-406)
【作者】弓定振
【作者单位】中海石油建滔化工有限公司,海南东方572600
【正文语种】中文
【相关文献】
1.甲醇装置合成气压缩机干气密封泄漏原因及处理 [J], 王邦旭
2.合成气压缩机干气密封一级放空流量异常上涨原因分析 [J], 付加辉
3.煤化工项目中合成气压缩机干气密封的应用分析 [J], 王洋
4.甲醇合成气压缩机干气密封损坏及改造分析 [J], 王凯
5.合成气压缩机干气密封损坏及振动原因分析 [J], 潘俊
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干气密封在甲醇合成压缩机中的应用胡 云 李志超 许 健(山东兖矿国泰化工有限公司 滕州277527)0 前言山东兖矿国泰化工有限公司年产240kt甲醇装置于2005年投入运行,经过2006年的改造运行后,2007年甲醇年产量已达到300kt,远超过设计生产甲醇240kt/a的能力。
整套装置的核心设备甲醇合成气离心压缩机组(3BCL406)为国内制造,压缩机由一缸两段六级组成(一段五级,二段一级),压缩机与原动机由膜片联轴器连接,压缩机、变速机和电机安装在同一钢底座上,整个机组采用润滑联合油站供油,原动机采用额定功率为4500k W高压增安型三相异步电动机,压缩机的轴端密封采用轴端密封型式,即干气密封。
同国内其它甲醇装置合成压缩机组采用多套活塞式压缩机相比,该甲醇离心压缩机组具有流量大、结构紧凑占地面积小、运行可靠、维修费用低等优点;而其干气密封运行相对周期也较长,达到了长周期安全稳定运行的要求,为公司创造了较大的经济效益。
1 干气密封的结构及工作原理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。
典型的干气密封包含静环组件、动环组件(旋转环)、O形圈、弹簧和弹簧座(腔体)等。
动环组件由夹紧套、锁定螺母等部件安装在旋转轴上随轴高速旋转,动环一般由硬度高、刚性好且耐磨的钨、硅硬质合金制造;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(即动环组件)闭合。
同机械密封所不同的是干气密封的动环组件配合表面上开有一系列特殊形状的螺旋槽,槽深一般为2.5～10.0μm(如图1所示)。
随着动环组件的旋转,螺旋槽里的气体被剪切从外缘流向中心,产生动压力,而密封堰对气体的流出有抑制作用,使得气体流动受阻,气体压力升高,这一升高的压力将挠性安装的静环与配对动环分开,当气体压力与弹簧恢复力平衡后,维持一个最小间隙,形成气膜来密封工艺气体,这样动、静环间互不接触,并且气膜具有良好的弹性,即气膜刚度。
而动、静环间隙根据不同密封形式保持在3～10μm左右。
这个稳定的气膜可以使密封端面间保持一定的密封间隙,间隙太大,密封效果变差。
而间隙太小会使密封面发生接触,因干气密封的摩擦热不能散失,端面间无润滑接触将很快引起密封端面的变形,从而使密封失效。
该间隙的大小是弹簧力、介质气体压力以及动、静环间隙中密封气压力平衡的结果,并维持动、静环一个合适的间隙值。
图1 动环组件结构示意图2 干气密封的安装与拆卸2.1 干气密封安装前的注意事项(1)清洗干气密封所有进气管路及压缩机壳体上所有进、出气孔,保证安装密封的整个区域清洁,检查密封安装区域是否有杂物及轴上是否有划痕,必要时应修整,并在安装密封的有关部分上均匀地涂上一层薄薄的润滑脂。
(2)检测主轴的轴肩对主轴旋转轴线的垂直度(≤0.005mm),轴肩根部圆弧半径≤1mm,如达不到要求,必须修整至符合要求。
(3)将压缩机转子调整至工作位置,确定压缩机转子与压缩机壳体的相对位置。
2.2 干气密封的安装此干气密封采用集装式结构,密封部分已装配成一体。
(1)安装时应注意干气密封上标示的旋转方向与实际的主轴旋转方向相同。
将集装式主密封套装在轴上,注意腔体防转销要与压缩机壳体上方的销槽对正,用专用工具拉杆将密封压至工作位置。
(2)拆下拆装板(由内集装板、外集装板和连接螺栓组成,便于干气密封安装、拆卸)。
(3)在主轴锁母的螺纹和内孔表面上涂少许防咬合剂,然后用其将密封固定在主轴上。
(4)用卡板及连接螺栓将密封紧固在机壳上。
2.3 干气密封的拆卸(1)将卡板及连接螺栓拆下。
(2)用专用扳手将主轴锁母拆下。
(3)安装拆装板(内集装板、外集装板和连接螺栓)。
(4)用拉杆将集装式主密封拆下。
干气密封另一端的安装及拆卸步骤同上述完全相同。
3 干气密封结构的选型根据压缩机介质的特点、环保要求和现场工艺要求,离心压缩机的干气密封主要有以下4种结构型式:单端面、串联式、带中间进气的串联式及双端面干气密封。
(1)单端面干气密封适用于允许少量工艺气体泄漏到大气中且气体无危害的情况,例如工艺气体为氮气、空气等压缩气体的压缩机。
(2)串联式干气密封可看作是两套或更多套干气密封按照相同的方向首尾相连而构成的。
与单端面结构相同,密封所用气体为工艺气本身。
通常情况下采用两级结构,其中第1级(主密封)密封承担全部或大部分负荷,而另外一级作为备用密封不承受或承受小部分压力降,通过主密封泄漏出的工艺气体被引至火炬燃烧。
剩余极少量的未被燃烧的工艺气通过二级密封漏出,引至安全地带排放。
当主密封失效时,第2级密封可以起到辅助安全密封的作用,保证工艺介质不会大量向大气泄漏。
(3)带中间进气的串联式干气密封就是在串联式干气密封的两级之间增加1根进气管线(通常为氮气),同时在两级之间加入中间迷宫密封结构。
带中间进气的串联式干气密封适用于不允许工艺介质泄漏到大气中、且也不允许阻封气泄漏到工艺介质中的工况,用于易燃、易爆、危险性大的介质气体,可以做到完全无外漏。
(4)双端面干气密封相当于面对面布置的两套单端面密封,适用于允许少量阻封气进入工艺介质中的情况。
在两组密封之间通入氮气作阻塞气体而成为一个性能可靠的阻塞密封系统,控制氮气的压力使其始终维持在比工艺气体压力高0.2～0.3MPa的水平,这样密封气两级泄漏的方向分别朝着工艺气和大气,从而保证了工艺气不会向大气泄漏。
对于甲醇合成压缩机,由于考虑到工艺介质为合成气(H2,CO及CO2),属于易燃、易爆、有毒的工艺气体,所以完全不允许工艺气体泄漏到大气中。
从安全方面考虑,甲醇合成压缩机应采用带中间进气的串联式干气密封的结构形式,中间进气的气源采用0.4MPa氮气。
这样,就可以保证压缩机在运行中泄漏到大气环境中的合成气几乎为零。
4 干气密封的操作控制系统4.1 运行时各密封气的流程正常运行时,一级密封气气源采用压缩机进口工艺气(温度≤60℃,表压为4.0MPa)。
该气源经过高压过滤器精过滤后,通过气动薄膜调节阀参照二次平衡管压力进行压差调节,然后通过流量计后进入高、低压端一级密封腔。
进入密封腔的气体大部分通过压缩机的轴端迷宫密封进入压缩机平衡腔内,只有极少部分(≤1.0m3/h,标态)通过一级密封端面进入一级密封放空火炬腔体。
压缩机开、停车时,一级密封气气源使用公用管网中的2.5MPa (表压)常温条件下的中压氮气,流程同上所述。
二级密封气气源采用公用管网中的0.4MPa (表压)、常温的氮气。
该气源经过过滤器精过滤以及减压阀减压,然后通过流量计进入高、低压端二级密封腔。
二级密封气的主要作用是阻止从一级密封端面泄漏的少量介质气体进入二级密封端面,并保证二级密封安全可靠地运行,其大部分气体通过中间迷宫密封与一级密封端面泄漏的少量介质气体通过一级密封放空火炬腔体进入放空火炬管线,只有少部分(≤1.0m 3/h,标态)通过二级密封端面进入二级密封放空腔体高点放空。
后置隔离气气源也采用公用管网中压力为0.4MPa (表压)、常温的氮气。
该气源经过过滤器精过滤以及减压阀减压,然后通过流量计进入高、低压端后置迷宫密封腔。
后置隔离气主要是保证二级密封端面不受压缩机轴承润滑油污染。
其中一部分气体通过后置密封内侧梳齿迷宫与二级密封端面泄漏的少部分密封气高点放空,另一部分气体通过后置密封外侧梳齿迷宫经轴承润滑油放空口放空。
4.2 密封气控制系统的操作步骤合成压缩机带中间进气的串联式干气密封系统见图2。
干气密封投运前打开所有取压阀,投运现场压力表。
同时在油系统投运前10m in 投入后置隔离气,打开各阀门,将后置隔离气压力调整为0.4MPa 。
打开一级密封气管路各阀门,投用高、低压端一级密封气,在DCS 上设定一级密封气和平衡腔压差值(约为300kPa ),并且观察一级密封气流量计流量显示,调整流量计的进口截止阀,调整高、低压端一级密封气流量值,应保持在120m 3/h (标态)左右。
一级密封气投运后,开车前打开密封气放空火炬管线,开通高、低压端放空火炬管线。
并且打开二级密封气管路各阀门,投入高、低压端二级密封进气,并调整流量计进口截止阀,将流量计指示调整在6.0m 3/h (标态)左右。
图2 合成压缩机带中间进气的串联式干气密封系统4.3 操作过程中的注意事项(1)在压缩机润滑油系统开启前10m in 投入后置隔离气,同样润滑油系统停止10m in 后方可切断后置隔离气。
润滑系统开始运行后,后置隔离气不能停止,否则会对密封造成极大损坏。
(2)投用过滤器时应缓慢打开过滤器前、后切断球阀,以防止过滤器前、后切断球阀打开过快而对过滤器滤芯造成瞬间压力冲击导致过滤器滤芯损坏。
更换过滤器滤芯时,应首先缓慢打开旁路过滤器前、后切断球阀,投用旁路过滤器,然后再关闭需更换滤芯过滤器的前、后切断球阀,进行滤芯更换。
更换中应注意先打开需更换滤芯的过滤器底部排液阀,泄掉过滤器内液体和压力后方可更换。
过滤器滤芯工作时间最长为两年,如果备件充足的话,滤芯工作1年后或更短时间内也可更换。
(3)投入流量计时,应先打开流量计前的切断球阀,然后缓慢打开流量计后的截止阀再将流量计流量调整到规定范围。
(4)定期打开一次二级放空腔体排污阀门,以免二级放空腔体存液污染密封面。
建议每天由操作人员定时打开排液。
(5)一级密封气气源流量需保持稳定,只有压缩机停运,机内气体排净后方可关闭一级密封气。
(6)每天必须定时对密封控制系统进行巡回检查。
检查内容应包括:一级密封气、二级密封气和后置隔离气的气源压力、流量是否稳定;过滤器压差指示是否稳定、压差值是否在规定范围之内(表压≤70kPa);压差指示是否超限报警,若压差增高,则应及时清理更换过滤器滤芯;检查转子流量计是否出现波动现象等。
同时巡检中应注意观察密封控制系统各元件所有静密封点是否有漏气情况。
5 运行中出现的问题及措施该干气密封系统通过近两年的运行表明总体比较稳定,但由于受工艺条件和实际操作的影响,也曾出现过一些问题:一级密封工艺气源带液(主要是甲醇液体)导致干气密封零部件损坏。
在2006年系统大修对压缩机进行检修时,在干气密封拆下检修中发现干气密封零部件(如弹簧、弹簧座、动静环座等)锈蚀比较严重,以上部件的材质均为3Cr13。
锈蚀的主要原因还是密封气源中带有一定量的甲醇及其它介质的液体对部件的露点腐蚀(带液的原因是工艺气进压缩机前分离效果不佳造成)。
为解决一级密封气带液问题,制定了两项措施:①在密封气管道上增加一个自行设计的旋风式分离器(尺寸为 600mm×1200mm),分离前系统未分离的甲醇液体;②在旋风分离器出口管道上安装电伴热,提高密封气的温度,防止甲醇气体冷凝带液。
通过上述改造后,一级密封气带液问题得到解决。
