螺杆压缩机干气密封改造效益分析

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喷油螺杆压缩机广泛应用于石油化工企业的各个部门。喷油螺杆压缩机是在压缩机运转的同时，在压缩机进气侧分别向两个旋转的螺杆喷油，喷人的油与工艺气混合，由压缩机排气侧排出。这对两个做旋转运动的螺杆起到了润滑与冷却的作用。这种压缩机最主要的特点是允许压缩的介质带液 ，这- 特点被广泛应用于石油化工领域。喷油螺杆压缩机的轴端密封大多采用接触式机械密封形式。机械密封在压缩机运转中 ，密封端面经常会发生磨损，从而导致密封介质的大量泄漏。很多厂家每年因密封故障而造成的非计划停机经济损失是巨大的。

广西石化公司 4台喷油螺杆压缩机多次出现密封泄漏造成非计划停机，对安全生产造成了影响，因此决定对其进行密封改造，以保证机组长周期安全平稳运行。

l 国内现状随着石油化工及能源工业的发展 ，用户对工艺螺杆压缩机的I生能要求越来越高 ，其中对轴封的运行可靠性要求也越来越严。工艺螺杆压缩机传统的轴封形式有迷宫密封、阜密封(包括碳环密封)、机械密封。迷宫及阜密封因泄漏量大 ，已不符合现今安全环保的要求 ，因此已渐渐停止使用。目前，国内压缩机行业使用较多的是双端面机械密封，此类密封是通过密封液f润滑油1来达到阻止工艺气体泄漏的目的。

机械密封的使用，对机组系统配置要求较高，即必须要有复杂的封油系统，能耗较大，而且必然有少量密封液泄漏进入压缩腔，与工艺气体混合。

国内-些螺杆压缩机制造厂家在不断地探索采用更为先进的密封形式代替传统的机械密封。干气密封产品已在国内许多石油化工企业核心设备(离心式压缩机1中得到了广泛的推广应用。它是由螺旋槽气体轴承转化而成的非接触式机械密封。在密封端面间注入压力高于工艺介质-定值的密封气体，在压缩机运转时密封气体被泵人到密封端面之间，从而在密封端面间形成气膜并产生-定的开启力，使旋转环与静止环脱离接触 ，实现对工艺介质的密封。

2 改造内容及具体措施2.1主要改造内容干气密封是-种新型的非接触式轴封，适合于任何输送气体的系统。由于干气密封属于非接触式密封，基本不受 PV值的限制，所以干气密封特别适合作为在高速高压条件下的大型离心压缩机轴封，但在螺杆压缩机中使用还不太普遍，将其用于螺杆压缩机的改造也是-种新的尝试。干气密封不受密封润滑油的限制，而且其所需的气体控制系统比油膜密封的油系统要简单得多。另外，干气密封气封气的新观念保证任何密封介质实现零逸出。

干气密封在离心压缩机组上使用最多，单旋向槽型只可使用于单向旋转的机组，在要求的旋向下才可产生开启力，如反转则产生负的开肩力而可能导致密封的损坏。但相对于双旋向的槽型，它可形成更大的开启力和气膜刚度，产生更高的稳定性而更可靠地防止端面接触，故在很低的转速下和较大的振动下也可使用。双 向槽型 · 用无旋向要求，正反转皆可。机组的反转不会造成密封的损坏，其使用范围较单旋向槽宽，但其稳定性和抗干扰能力较单旋向差。因此，针对螺杆压缩机转速慢、振动大的特点选择了单旋向槽型干气密封。

作者简介：张立平，男，现任中石油云南石化有限公司机动设备部设备工程师，电话：o871-68665827，15907773839，E-mail：zhmlgliping###petrochina.com.ca收稿日期：2012.01.09第 3期 张立平等：螺杆压缩机干气密封改造效益分析 55根据该螺杆压缩机的工艺特点，选用双端面结 365天 ×0.5元fNm310950元。

构单向旋转的干气密封，该干气密封前置密封气以 (3)机组停机检修增加液化气消耗费用：机械及主密封气均采用氮气。双端面干气密封由2套干 密封损坏压缩机停机检修时间48h，汽化器增加燃气密封背靠背组成，主密封气为氮气。在介质侧有前 料气管网供气量约 It·h～，每年2次，则：48h X 1置密封气保护，保证干气密封工作环境的洁净；干气 t·h X 5000元 ·t X 2次/年480000元。干气密密封泄漏出的微量氮气从轴承箱上的呼吸帽排出。 封运行寿命超过3年，利用全厂大修时检修，不增加螺杆压缩机阴、阳转子的进端和排端都采用迷 液化气消耗。

宫密封与干气密封组合的复合密封结构。在迷宫密 (4)冷却水消耗：机械密封密封油冷却水消耗：封与干气密封之间充入氮气作为缓冲气，防止润滑 5 t·d X 365天 X 8元 ·t 14600元。干气密封无油与介质气体混合，进-步提高机组的密封效果。 水消耗。

2.2 前置密封气改造 (5)功耗费用：机械密封4kW密封油泵，则：将原机械密封与梳齿之间的排污油孔作为新的 4kw×24h×365天 ×l-2 kwh-1 420o万元。

前置密封气进气孔。气动隔膜调节阀还是用来监测 。，警圭： 璺妻.封每年使用费用为 3-6万元，前置密封气与平衡管之间的差压，由于所有平衡管 謇 使 零用9·8万元，通过比较可知，干气的压力接近低压缸的入口压力 (常压 )，0.7MP 氮 密封年创造经济效益 64万元。

气有充足的压力经过气动隔膜调节阀减压后始终保 4.2 社会效益证比前置平衡管的压力高0.2 MPa，这样就为干气密 本项目改造后，改善了工人的劳动环境，避免封长期运行提供了保障。 接触危险化学品。压缩机运行平稳，降低非计划停2.3 主密封气改造 车的风险，及由此带来的火炬排放，减少了环境的污主密封气从气动隔膜调节阀前主管网氮气引 〉低了压缩机 E计划停车带来的安全风险，有入，这样可以确保压力和流量不受影响，确保压力始 效地 少了漏油、警油造成的浪费和 境污染，因终比气动隔膜调节阀后面的前置密封气压力高，从 此，压缩机改造后创造了很大的安全环保社会效益。

而达到密封的目的。 5 结论3 运行效果 干气密封在火炬气螺杆压缩机上的应用是成功由于采用迷宫密封与干气密封组合的密封结 的，运 比较平稳 亭了孳行稳定 ，延长 密封使构，极大地提高了密封的可靠性，自2011年 11月初 用 命 达到了 期效果，满足了设备长 期运 的投用至今，各项参数运行正常，运行情况良好，达到 要篓：与 械密 ，予行维护 用降低，维修费了预期的使用效果，能够满足燃料气回收系统压缩 用降 ， 率损失降低， 时，因为延长 机组运行时机长周期运行的要求。 间，防止停机，减少火炬气排放，防止污染环境，还带来 了司观的社会效益。火炬气螺杆压缩机干气密封4 效益分析 改造的成功也为于气密封的应用开辟了新的空间。

4.1 经济效益， 何晶晶.螺杆压缩机的密封改造 [J1.化工技术本项目的年经济效益估算如下。 与开发，2012，41(9)：66.67。

(1)密封使用费用：机械密封使用寿命6月/套， 2]徐宏.炼油厂火炬系统螺杆压缩机密封改造究[J].石油机械密封备件 85000元/套，机械密封备件每年消耗费 机械，2011，39(9)：73-74。

用 170000元，干气密封使用寿命3年/套，干气密封备 3韩丽娟.干气密封在工-14-"- J匝用fJJ.压缩件260000元/套，干气密封备件每年消耗费用86000元。 机技术，2009(4)：3638·(2)油、气消耗费用：机械密封密封油消耗费用 4 振堂·双端面 气密封在喷油螺杆压缩机上的研究与30000元，干气密封氮气消耗费用：2.5Nm3x24h× 应用J].压缩机技术，2009(5)：31-33·Transformation of Dry Gas Seal in Spiral Lobe Compressor and Benefit analysisZHANG Li-ping ，ZHENG Dong.g(1·PetroChina Yurman Petrochemical CompanAn ning 650300.China；2.PetroChina Guangxi Petrochemical Company，Qinzhou535008，China)