B670压缩机干气密封系统的优化改进

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Optimize the Dry Gas Seal System of B670 CompressorL/ -dong.WANG Zhong-kai(Shandong Hualu Hengsheng Chemical Co.，Ltd.，Dezhou 253000，China)Abstract：Analyze the process and principle of B670 compressor S dry gas sea1. Based on organismcombination in production system，optimize the preposition bufer gas source of the dry gas seal，SO atainthe effect of saving energy。

Key words：dry gas seal；preposition buffer gas；nitrogen；carbonic oxide；optimize干体密封是-种以气体介质作润滑剂的、非接触式密封，较广泛的应用于离心压缩机的轴端密封，通过密封元件结构的巧妙设计，运行可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，占地面积小，重量轻，运行维护费用低。山东华鲁恒升化工股份有限公司在5万 t/a合成尾气制乙二醇节能项目中安装了-台离心式循环压缩机组，型号是 B670-6.0/3.5。该压缩机采用的干气密封是由约翰克兰科技 (天津)有限公司生产的TM02A型串联式干气密封。笔者从装置生产实际情况出发，结合压缩机的密封特点，对干气密封系统进行了优化改进。

l TM02A型串联式干气密封简介及问题的提出1.1 TM02A型串联式干气密封简介该压缩机的干气密封由静环、动环组件、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座等零部件组成。动环组件和静环配合表面平面度和光洁度都很高，动环组件配合表面上有-系列的螺旋槽，当转子高速旋转时，气体在螺旋槽根部以外的-段无槽区形成密封坝。密封坝对气体流动产生节流作用，增加气体膜压力。该密封坝的内侧还有-系列的反向螺旋槽，这些反向螺旋槽起着反向泵送、改善配合表面压力分布的作用，从而加大开启静环与动环组件间气体间隙的能力▲入配合表面间的气体被压缩，压力升高，促使静环表面与动环组件脱离，保持-个较小的间隙，-般在 3 m左右。气体动力学研究表明，气体通过这-间隙流动层最为稳定，当气体压力、弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，即建立了平衡关系，间隙处于相对稳定状态。

基于这种原理机制，在静环和动环组件之间产生了- 层稳定性很高的气体薄膜，在-般的动力运行条件下端面能够保持分离而不接触，不易产生磨损，延长了使用寿命。衡量密封稳定性的主要指标是密封产生气膜刚度的大小，气膜刚度是气膜作用力的变化与气膜厚度的变化之比，气膜刚度越大，密封的抗干扰能力越强，密封运行越稳定 J。

收稿 日期：2013-05-22作者简介：李秀东(1973-)，山东德州人，工程师，学士学位，山东华鲁恒升化工股份有限公司从事乙二醇设备管理工作。

第8期 李秀东，等：B670压缩机干气密封系统的优化改进 ·101·- 套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，该机组的干气密封采用集装式结构，主密封旋转部分与静止部分装配成-体，在压缩机吹除干净，空负荷试车完成之后，由干气密封厂家将集装式主密封安装进压缩机，将压缩机内的易燃易爆气体密封，使其不向外泄漏。原设计密封气流程如图 1所示，流程说明如下 ：氮气1.OMPa- - - -图1 原 密封气流程a.主密封气流程说明从外管网界区来的压力 1.0 MPa的氮气，经过滤器F1(或F2)过滤，由自励式减压阀PCV1将压力稳定至0.9 MPa后分为三路，其中-路作为主密封气，经流量计 FT2701进入主密封腔。当压缩机运行时，基于干气密封的工作原理，氮气打开密封端面，形成气膜，同时对密封端面起到润滑、冷却的作用。

b.前置缓冲器气流程说明第二路作为缓冲气，经孔板 SO1限流后进入前置密封腔▲入前置密封腔的氮气，主要是防止压缩机输送气体介质污染密封端面，氮气的消耗量由音速孔板 SO1控制。

C.隔离气流程说明第三路作为隔离气，经孔板SO2限流后进入后置密封腔▲入后置密封腔体内的氮气，-部分经内侧迷宫后与向往侧泄漏的主密封气混合，由管线引至室外放空；其余部分通过外侧迷宫后经轴承放空口放空，这部分气体主要是防止润滑油污染密封端面，氮气的消耗量由音速孔板 SO2控制 J。

1.2 存在的问题这台压缩机组用在循环酯化单元，来自草酸二甲酯回收系统塔顶旋风分离器的偶联循环气和来 自脱氢系统的 CO气体进入循环气气液分离罐，经分离后气体进入偶联循环气压缩机，在压缩机内将气体压力提高，经过出口阀送往循环酯化塔进行酯化反应以及后工序的羰化反应，其主要反应方程式如下：4NOO24CH3OH 4CH3ONO 2H2O2CH3 ONO2CO-CH3 OOCCOOCH32NO单元系统中虽有-定含量的氮气，但不是有效反应气体成分，压缩机的干气密封十分有效地隔离了易燃易爆气体，但同时通过压缩机向单元系统内泄漏了很多氮气，内漏量在 46Nm /h左右，达到-定含量之后只有进行放空处理，造成了不小的的浪费。

2 流程分析及优化改进方案在该机型干气密封流程中，前置缓冲气消耗的氮气量最大，在36 Nm /h左右。干气密封这种密封需要-个稳定的密封气源，它可以是介质气体，也可用惰性气体。不论采用哪种气体，都必须经过过滤，成为干净的气体。既然找到了主要因素，若将这股氮气由-氧化碳气体代替，不但大大减少了进人系统的氮气量，节约了氮气消耗，而且前置缓冲气由- 氧化碳代替后，进入系统之中的-氧化碳可以作为有效气体成分，参与系统的化学反应，-举两得。

经过与干气密封厂家沟通，厂家同意了这-优化改进提议。于是本着稳妥安全的原则，在压缩机干气密封前置缓冲气音速孔板 SO1后切阀与主机接口之间的管线上接出-条支路管线，设置-台切断球阀，与原缓冲气管线线路形成并联关系。在压缩机开机稳定后，即可以进行切换，新增-氧化碳线路重新设计了音速孔板 SO3，加设 了过滤器，具体流程为：来自管网的4.0MPa的CO气体经过切断阀后进入减压阀组，经减压后压力降至1.2MPa，经过滤器F3(或F4)过滤达到 1 m精度，经音速孔板SO3限流后进人前置密封腔▲入前置密封腔的-氧化碳，主要是防止机内介质污染密封端面，音速孔板SO3控制-氧化碳加入量约为36-60NM3/h，经改进之后的干气密封流程图如图2所示：· 102·山 东 化 工SHAND0NG CHEMICAL INDU Y 2013年第42卷- 氧化碳4.0 炉8- - . -隔离气D23结束语