透平压缩机干气密封技术、应用和经验

1©2005JohnCraneInc.可靠性的保证——透平压缩机干气密封技术、应用和经验燕化技术交流2007年11月19日王建立[e-mail]©2005JohnCraneInc.©2005JohnCraneInc.炼厂催化重整加氢精制加氢裂化催化裂化GTL天然气制油天然气采掘生产海上陆地气体收集/输运处理储存管线输运LNG液化天然气GTL天然气制油有机化工合成氨尿素醋酸硝酸石化厂乙烯甲醇丁基聚合物透平压缩机的应用：关键装置©2005JohnCraneInc.GE燃气透平齿轮箱压缩机透平机械产品高性能联轴器干气密封气体控制盘©2005JohnCraneInc.透平压缩机及干气密封©2005JohnCraneInc.干气密封与机械密封的本质区别-气膜人的头发静环动环气膜厚度3-5um©2005JohnCraneInc.螺旋槽旋向气体向中心泵送气体受压，压力升高，产生间隙密封坝©2005JohnCraneInc.螺旋槽及气膜的形成气体向中心泵送©2005JohnCraneInc.干气密封的定义及特点1.定义干气密封：干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封的简称。2.特点以气封气、非接触、气膜润滑、功耗低、寿命长、可靠性高、运行维护费用低。干气密封－目前最先进的高速透平压缩机轴端密封型式，是设计院、主机厂和终端用户首选的大机组轴端密封型式。©2005JohnCraneInc.透平压缩机的可靠性ƒ压缩机是工厂运行的关键设备ƒ没有备机ƒ运行可靠性要求高，必须不间断连续运转ƒ期望持续10年的连续运转ƒ压缩机的尺寸越来越大ƒ工艺要求不断推动压缩机突破现有运行极限©2005JohnCraneInc.干气密封的可靠性ƒ干气密封是压缩机上最重要的部件之一，它影响到：•压缩机的可靠性•装置的可靠性•产品质量ƒ获得最佳的干气密封可靠性的要求:•从工厂建设的最初阶段，在设备选型前就考虑密封方案！©2005JohnCraneInc.干气密封的可靠性获得最佳的干气密封可靠性的要求:1.干气密封选型2.控制系统选型3.使用/培训©2005JohnCraneInc.干气密封的选择ƒ了解你的工厂ƒ了解你的工艺ƒ了解你的设备/介质©2005JohnCraneInc.布置方式－单端面放空主密封气轴承侧工艺气侧压力:123Br温度:-20—200°C线速度:200m/s.介质:惰性或无毒应用:空气、氮气或二氧化碳压缩机©2005JohnCraneInc.布置方式－双端面轴承侧隔离气放空主密封气工艺气侧压力:123Bar温度:-20—200°F线速度:200m/s介质:有毒/易爆/脏应用:有毒、腐蚀性和比较脏的工况©2005JohnCraneInc.布置方式－串联隔离气二级放空一级放火炬或放空主密封气/缓冲气轴承侧工艺气侧应用:天然气管线压缩机或过程气压缩机压力:123Bar温度:-20—200°C线速度:200m/s介质:所有©2005JohnCraneInc.布置方式－串联带中间迷宫隔离气二级放空二级进气一级放火炬/放空主密封气/缓冲气轴承侧工艺气侧压力:123Bar温度:-20—200°C线速度:200m/s介质:所有应用:工艺气不允许泄漏的工况©2005JohnCraneInc.干气密封的选择-槽型-300-257-214-171-128-85-420(micro-in)1117232934404652(psi)单向螺旋槽双向螺旋槽©2005JohnCraneInc.干气密封技术－气膜刚度流体动静压气膜刚度流体静压刚度©2005JohnCraneInc.干气密封的选择-材料ƒ旋转环•碳化钨/碳化硅ƒ静止环•碳石墨ƒ金属件•不锈钢ƒ弹簧•哈氏合金Cƒ静密封/副密封•橡胶O型圈©2005JohnCraneInc.综合的性能分析－C-Steady/C-Transƒ零压差，静态ƒ密封压差增加至200bar，静态ƒ开始运转，转速增加至13000rpm，压差保持200barƒ停止运转，转速降至0rpm，压差保持200barƒ开始运转，转速增加至13000rpm，压差保持200barƒ气体压差增加至400bar，转速保持13000rpmƒ停止运转，转速降至0rpm，压力保持400barBack©2005JohnCraneInc.介质侧聚合物密封圈推环28XP介质侧28ATO环推环28AT与28XP的比较©2005JohnCraneInc.干气密封的选择-隔离密封隔离气轴承放空二级泄漏轴承侧气封侧隔离气二级泄漏轴承放空迷宫密封碳环密封©2005JohnCraneInc.过滤控制干气密封监控控制系统的选择©2005JohnCraneInc.控制系统原理过滤器工艺气体外部气体工艺气体FIFLAREPIPIFOFOFI工艺气去火炬FIFI过滤后的工艺气体FIFI隔离气过滤器PCVFOFO过滤后的氮气出口氮气去大气©2005JohnCraneInc.控制系统©2005JohnCraneInc.Next©2005JohnCraneInc.ƒ避免密封受到污染•工艺气•轴承油•密封气ƒ密封反转•没有损伤的短时间反转可接受，但应避免•可使用双向密封设计ƒ密封反压•应避免ƒ低速盘车•不影响密封性ƒ振动•密封可承受API617振动公差要求干气密封的使用©2005JohnCraneInc.ƒ密封开启压力@n=0RPM,约7BarGƒ密封开启速度△p=0,约0.6m/s（以轴径计算）ƒ密封轴向窜动+3.2mmƒ密封径向跳动+0.6mm干气密封操作极限©2005JohnCraneInc.培训ƒ组织计划和培训会获得回报ƒ培训上的简化会导致运行后成本增加ƒ从别人的经验中汲取教训ƒ在计划开车前开始培训©2005JohnCraneInc.如何使干气密封连续运转超过40,000小时小结•正确选择干气密封•正确选择控制系统•正确使用干气密封•培训..培训..培训©2005JohnCraneInc.结束ƒ感谢大家的耐心与专注！ƒ问题与交流