压缩机干气密封技术

压缩机干气密封技术交流四川日机密封件股份有限公司四川密封技术研究所SNS干气密封工作原理干气密封设计、制造、试验干气密封典型结构干气密封控制系统应用实例交流目录SNS92年开始干气密封技术理论研究，开发出流体动压槽设计软件，并解决了槽形加工、检测等核心技术问题。99年第1套压缩机用干气密封在镇海炼化成功实现工业运行。99～03年从事大量干气密封改造、国外进口密封的国产化工作。03企业转型后，承担为主机厂配套工作，到目前已达280台左右。经过近10年的发展，已成为国内干气密封技术领域的主要力量，目前具备年生产400套左右干气密封本体和200套控制系统的设计、制造、能力，最高模拟实验转速可达36000rpm,试验压力可达25MPa。发展历程SNS干气密封优点SNS•省去了密封油系统及用于驱动密封油系统运转的附加功率负载•大大减少了计划外维修费用和生产停车及油品的贮藏。•避免了工艺气体被油污染的可能性•避免了润滑油被污染的可能性•密封气体泄漏量小，对工况变化适应能力强•维护费用低，经济实用性好•密封驱动功率小•密封使用寿命长，运行稳定可靠非接触性工作原理SNS•均匀分布的具有一定数量的浅槽。•槽深6-10微米。•槽形为收敛形状。•具有方向性。•非接触间隙3~5微米。•不能反压工作。自平衡性工作原理•均匀分布具有一定数量的浅槽•槽形为收敛形状•方向性•非接触间隙3~5微米产品应用SNS使用参数•压力：≤15MPa温度：-40～250℃轴径：25～260mm质量保证•自主研发的流体动压槽优化设计软件。•干气密封密封气性能气相分析软件。•干气密封流体动压槽专用加工设备及高精度检测设备。•先进的、宽范围运转参数密封试验台。•完备的模拟试验供气系统（最高供气压力250公斤）。•设计、制造严格按照API617,API614及企业标准执行。产品应用SNS成熟应用的场合•炼油项目：催化、焦化富气压缩机，柴油加氢循环氢压缩机，连续重整循环氢、氢增压机压缩机，解析气压缩机等）•乙烯项目：乙二醇循环气压缩机，汽油加氢循环氢压缩机，乙烯压缩机、丙烯压缩机•芳烃项目：岐化、异构化循环氢压缩机•化肥项目：二氧化碳压缩机，氨冰机，氨压机，合成气压机，循环气压缩机•煤化工项目：甲醇合成气压缩机，循环气压缩机，氨冰机完善的产品单元•配套、修复、国产化干气密封本体•提供完备的干气密封控制系统的设计、制造•设计、制造干气密封增压装置，密封气体预处理装置产品应用SNS应用业绩大型离心式压缩机干气密封业绩已280多个缸，绝大多数为主机厂配套，其余为改造业绩。售后服务•配合用户在现场完成密封的安装、调试工作。•对用户进行现场干气密封操作、维护培训。•承诺2小时内对出现的密封问题进行书面答复。•承诺12小时内至现场解决相关密封问题。产品系列•GCS-单端面压缩机用干气密封•GCD-双端面压缩机用干气密封•GCT-串联式压缩机用干气密封•GCTL-带中间迷宫的串联式干气密封设计、制造、试验SNS设计•自主研发的流体动压槽专用优化设计软件。•干气密封密封气性能分析软件。•30年大机组密封设计经验。•10年大机组干气密封技术经验。•完备的专业技术人才及设计手段。制造•先进的加工设备（加工中心，数控车，铣，钻）•专门研发的用于的流体动压槽的加工设备•干气密封核心部件（动、静环）均采用进口产品。•干气密封零件全部进行三坐标测量仪检测。设计、制造、试验SNS试验设备•超高速试验台（36000RPM)•超高速试验台（25000RPM)..\试验台照片\H.超高速试验台.JPG•高速试验台（18000RPM)•高速试验台（13000RPM)..\试验台照片\G.压缩机密封试验台.JPG•干气密封试验用低压空压站，高压空压（250bar)•高压空压站.JPG低压空压站.JPG试验标准•每套干气密封出厂前必须严格按照API617相关规程进行台架试验，包括超速、静压、运转、启停试验。•公司采用德国申克动平衡试验机对密封转动件进行动平衡测试和调校。动平衡试验机.JPG典型结构SNS单端面干气密封（GCS）•用于密封失效时允许少量介质气泄漏到大气中的场合。•一般在空气、氮气、二氧化碳机组中使用..\密封结构图\单端面密封方案图.pdf双端面密封(GCD）•主要用于压力不高的有毒、易燃、易爆气体。•适应于机组入口负压或者压力较低的情况。•必须允许微量氮气进入机组。•常用于富气、解析气压缩机及各种改造的氨冰机。•..\密封结构图\双端面密封方案图.pdf典型结构SNS串联密封(GCT)•压力较高，允许少量介质气泄漏到大气中的场合。•现在一般只在改造机组中应用。带中间迷宫的串联密封(GCTL)•该结构用于易燃、易爆、危险性大的介质气体。•可以做到工艺介质不会泄漏到大气中，引入的外来气源也不泄漏到工艺介质中。。•一般用在循环氢压缩机、天然气压缩机、乙烯、丙烯、氨压缩机，合成气压缩机等•该结构复杂，但由于其可靠性最高，目前在中高压的离心压缩机轴封中已成为标准配置。..\密封结构图\带中间迷宫串联式密封方案图.pdf主要特征•允许最大的轴向窜量为正负2.5~3mm.•允许最大径向跳动为正负0.4~0.6mm•能够在全压下启动，停车。•极低的工艺气泄漏。•能承受速度和压力的快速变化。•由于非接触运行，使用寿命高。•集装式设计易安装，保护关键密封组件。使用极限•密封开启力-@n=0RPM,约0.75MPa.•振动-密封可以承受API617所规定的振动范围。•反压（串联密封火炬气倒灌）-不允许，必须保证端面的正压差•低速盘车-不影响密封使用，但需要按照机组要求旋向盘车使用极限•密封反转-应避免，出现后应停车检查，否则会影响长周期运转的可靠性。•液体污染-应避免，包括气体组份本身含有液体及因温度压力的变化潜在的工艺气发生相变的可能。•固体颗粒污染-应避免，过滤器后管路处理干净及装拆时吹扫控制系统SNS控制系统的作用•为密封提供干燥、干净的气源。•监测密封的使用情况。干气控制系统流程基本单元•一级密封气（工艺气），气源→过滤单元→调压→送入密封腔•二级密封气，隔离气（氮气）稳定气源→过滤单元→调压→监测压力、流量→送入密封腔•一级泄漏气（氮气与工艺气混合气体）从机组引出→监测压力、流量→送入火炬（或者安全排放）控制系统SNS增压装置•基于大量密封损坏、失效情况进行的分析统计。•开机时无高压气源的场合。•提高密封在动态工作的全过程中（循环、启动、空转、紧急停车）有更好的可靠性，延长密封使用寿命•无论压缩机处于何种操作情况下，必须向干气密封一级密封气提供具有一定压差的经过控制盘过滤的稳定、连续的气体。•增压装置可以有效的将干净、干燥的密封气体进行增压后注入密封腔，防止机壳内未经过过滤的气体进入密封腔，即倒灌，污染密封，降低密封的寿命。•增压系统与密封控制系统集为一体，根据设定条件自动启停。应用实例SNS甲醇合成气、循环气压缩机化肥二氧化碳压缩机化肥氨冰机化肥合成气压缩机。密封安装SNS干气密封的现场安装一般放在压缩机在现场空试后，机组安装及机械性能没有问题后再进行干气密封的安装。同时，要尽可能满足干气密封装入后现场气源不间断，可以对干气密封进行气密试验及相关负荷试验。密封安装SNS•非专业厂家不可随意分解。（装配关系复杂，清洁程度要求高等）。•运输,安装,拆卸均需要定位板。•对腔体与轴的相对位置关系要求高，需提前确认相关尺寸,必要时加垫片调整。•安装时需保持转子与机壳的同轴度，同时需将转子周向、径向固定。密封安装SNS•一般先安装推力盘端,可保证另一端密封安装位置准确。•彻底清洁密封腔及各进出气管，要求高于油管。•不可用黄油润滑，应采用专用硅脂。•密封装入机组取下定位板后,转子轴向位移不可超过2mm。系统安装SNS现场所有与干气密封控制系统连接的所有新配管路材料应全部为不锈钢。焊接应采用氩弧焊，焊接前对所有的切口要进行打磨，并且焊接时管道内充氩保护对与现场公用工程连接的的管路配管时，必须考虑增加低点排凝阀门，并且在靠近控制系统处增加切断阀和就地压力表，方便操作。系统安装SNS所有新配管路可以在现场无干涉拆下，方便进行管路处理。配管结束后，建议应对新配管路按照先酸洗、后高压蒸汽吹扫，最后风吹干的顺序进行处理，保证用白布拖拉管道内壁无任何杂质，污点。所有新配管路必须保证单独断开吹扫干净后，方可与密封控制系统法兰对接。系统安装SNS吹扫气体必须干净、干燥，气体清洁度不低于10μm，每根管道的反复吹扫时间不低于2小时。配管结束后，建议对新配的工艺气以及高压管线进行打压以及探伤处理操作及维护SNS干气密封的投用原则：开机：先投用干气密封控制系统，然后再投机组润滑油系统。其中密封控制系统先投用一级密封气，在投用二级密封气、最后隔离气的顺序。停机：先停机组润滑油系统，约20分钟后先停隔离气，后停二级缓冲气，最后停一级缓冲气。其中如果机壳内带压，则一级、二级缓冲气都不可以关闭直至机内无压。操作及维护SNS禁止机组反转，因为密封的流体动压槽为单向螺旋槽。氮气源不可以中断，否则密封会损坏。确保一级缓冲气流量的稳定。维持一级缓冲气的稳定和不间断是干气密封正常运行的基本条件。随时监控一级缓冲气泄漏量的变化情况。泄漏量的变化直接反映出干气密封的运行状态。引起泄漏量变化的因素很多，如工艺气的波动、轴窜、喘振、压力、温度操作及维护SNS•和速度的变化等。只要不持续上升，则认为密封运行正常；但如泄漏量出现不断上升的趋势，则预示着干气密封出现了故障。•过滤器压差达到报警值时应及时切换过滤器，并更换滤芯。•压缩机开机时暖机转速不低于1000rpm，并且尽可能缩短暖机时间。•对于串联式和单端面结构要求压缩机带压开车，具体压力比开车氮气压力低3~5bar，左右。