螺杆压缩机干气密封改造效益分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

螺杆压缩机广泛的应用于石油化工企业的各个部门。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，喷入的油与工艺气混合，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-特点被广泛的应用于石油化工领域。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。

某石化公司4台喷油螺杆压缩机多次出现密封泄漏造成的非计划停机，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。

二、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性能要求越来越高，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：迷官密封、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(润滑油)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都在不断的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)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入到密封端面之间，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。

三、改造内容及具体措施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，所以干气密封特另Ⅱ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启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。双旋向槽型使用无旋向要求，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。

根据该螺杆压缩机的工艺特点，选用双端面结构单向旋转的干气密封，该干气密封前置密封气以及主密封气均采用氮气。双端面干气密封由 2套干气密封背靠背组成，主密封气为氮气。在介质侧有前置密封气保护 ，保证干气密封工作环境的洁净；干气密封泄漏出的微量氮气从轴承箱上的呼吸帽排出。

螺杆压缩机阴、阳转子的进端和排端都采用迷宫密封与干气密封组合的复合密封结构。在迷宫密封与干气密封之间充入 氮气作为缓冲气，防止润滑油与介质气体混合，进-步提高机组的密封效果。

2.前置密封气改造将原机械密封与梳齿之间的排污油孔作为新的前置密封气进气孔。

气动隔膜调节阀还是用来监测前置密封气与平衡管之间的差压，由于所有平衡管的压力接近低压缸的入口压力(常压)，0.7MPa氮气有充足的压力经过气动隔膜调节阀减压后始终保证比前置平衡管的压力高0.2 MPa，这样就为干气密封长期运行提供了保障。

3.主密封气改造主密封气从气动隔膜调节阀前主管网氮气引入，这样可以确保压力和流量不受影响，确保压力始终比气动隔膜调节阀后面的前置密封气压力高，从而达到密封的目的。

四、运行效果由于采用迷宫密封与干气密封组合的密封结构，极大地提高了密封的可靠性，自2011年 l1月初投用至今，各项参数运行正常，运行情况良好，达到了预期的使用效果，能够满足燃料气回收系统压缩机长周期运行的要求。

五、效益分析1.经济效益本项目的年经济效益进行如下效益估算(1台)。

1.1密封使用费用机械密封使用寿命6月，套机械密封备件 85000元，套机械密封备件每年消耗费用 170000元干气密封使用寿命3年，套干气密封备件 260000元/套干气密封备件每年消耗费用86000元1.2油、气消耗费用机械密封密封油消耗费用 30000元干气密封氮气消耗费用2.5Nm3 X 24小时 X 365天 ×0.5元 /Nm310950元1.3机组停机检修增加液化气消耗费用机械密封损坏压缩机停机检修时间48小时，汽化器增加燃料气管网供气量约 1吨/小时，每年2次。

48小时×1吨/小时×5000元 ，吨X 2次/年480000元干气密封运行寿命超过3年，利用全厂大修时检修，不增加液化气消耗。

1.4冷却水消耗 ：机械密封密封油冷却水消耗：5吨/天×365天 /年 ×8元 X吨14600元干气密封无水消耗l5功耗费用：机械密封 4千瓦密封油泵4千瓦X 24小时X365天×1.2元/千瓦时42000万元综上，每台套机械密封每年使用费用为 73.6万元，干气密封每年使用费用9.8万元，通过比较可知，每台套干气密封年刨造经济效益64万元。

2.社会效益本项目改造后，改善了工人的劳动环境，避免接触危险化学品。

压缩机运行平稳，降低非计划停车的风险，及由此带来的火炬排放，减少了环境的污染〉低了压缩机非计划停车带来的安全风险，有效地减少了漏油、换油造成的浪费和环境污染，因此，压缩机改造后创造了很大的安全环保社会效益。

六、结论干气密封在火炬气螺杆压缩机上的应用是成功的，运行比较平稳，提高了运行稳定性，延长了密封使用寿命，达到了预期效果，满足了设备长周期运行的要求。与机械密封相比，运行维护费用降低，维修e 弧a 0 强豫 ；膏8或卺i中国化工贸易f 129技术摩用 中国化工贸易China Chemical Trade 月探讨油品检测当中测定技术控制和理化性能分析薛彦军江苏省产品质量监督检验研究院，江苏南京 21 0007)摘 要：本文结合作者多年的实际的工作经验，从油品的沸点、平均分子量、闪点、密度、黏度、残炭值测定技术方法入手，并且通过对这些油品的理化性能进行测定分析，从而更好的指导日常的油品检测工作。

关键词：油品检测 理化性能各类油品表现出的沸点、平均分子量、闪点、密度、黏度、残炭等理化性能是油品最重要的外在表征，通过这些油品的理化性能及外在表征进行技术上的测定分析，就可以对油品有-个较为全面的了解认识，以便为各类油品在日常生活中的实际应用提供科学的参考依据。下面就分别对油品表现 出的不 同理化性能的测 定技术进行-个简要总结分析 。

-、 分析油品的测定技术和沸点油品基本都是许多烃类和非烃类的混合物，其沸点范围及蒸馏曲线是受到蒸馏设备、条件和方法的约束影响的。常用的蒸馏方法主要有馏程测定、实沸点蒸馏和平衡气化三种。其中馏程测定也被称为ASTM蒸馏或恩氏蒸馏，主要是在-种标准设备中，按照GB6536-86规定的方法进行的简单蒸馏。而实沸点蒸馏是与馏程测定的方法完全不同的-种测定技术，主要是用带有-个相当于理论板数 l4-l8的填充精馏柱的蒸馏装置，在回流比5：l的条件下进行蒸馏，通过这种蒸馏方法可以对轻重馏分进行比较好的分馏。当然油品是复杂的混合物，用该方法是不能够得到其中单体烃的真实沸点的，而得到的只是-条连续的实沸点蒸馏曲线。至于平衡气化主要是指在-定的压力和温度下保持气液两相处于平衡状态下进行分离的测定方法，所以又被称为-次气化或平衡蒸馏。

二、分析油品的平均分子量及其测定技术油品常用的平均分子量包括数均分子量和重均分子量两种，其中的数均分子量被广泛应用，数均分子量主要是指体系中具有各种分子量的分子的摩尔分率与其相应的分子量的乘积的总和，而重均分子量却是指体系中具有各种分子量的分子的质量分率与其相应的分子量的乘积的总和，两者是不同的。对于数均分子量的测定方法都是依据溶液的依数性，具体的测定方法有冰点降低法和沸点升高法，还有蒸气压渗透法和渗透压法等。对于石油及其产品的数均分子量的测定最常用的是冰点降低法和蒸气压渗透法。其中要注意的是冰点降低法的适用环境是必须小于 350℃的汽油、煤油和轻柴油馏分，而蒸气压渗透法的适用条件是必须大于 350℃的减压馏分油和渣油等。根据测定结果得知，石油各馏分的平均分子量是有个大概范围的，其中汽油馏分的平均分子量为100-120，轻柴油馏分的平均分子量为220-240，减压馏分的平均分子量为370-400等。 三、分析油品的密度及其测定技术油品的密度是指油品单位体积的质量，-般来说油品在2O℃时的密度为该油品的标准密度。通常来说测定石油产品密度的方法有密度计法或比重瓶法。如果依据 GB1884-83来测定石油和液体石油产品的密度的方法是密度计法，该法利用的是阿基米德原理，也就是说只有被石油密度计所排开的液体重量等于密度计本身的重量时，这个时候密度计才会稳定地漂浮在液体石油产品中，也就说处于平衡状态从 而可以从密度计上的刻度读出该油品的密度值；而如果依据GB2540-81来测定石油产品的密度的方法就是比重瓶法，用该法测定油品密度必须要在20℃下进行，同时还要必须先测定该比重瓶被水充满时水的重量，然后再去测定它被油品充满时同体积石油产品的重量，最后通过计算即可得到该油品在 2O℃下的密度。测定油品密度时，必须要注意当属性相近的油品混合时的密度可近似地按照可加性计算，而如果油品组分的属性相差很大时油品混合后的密度不可按照可加性计算。

四、分析油品的黏度及其测定技术油品的黏度是评价油品流动性的最重要指标，是表征油品质量标准中的重要项目指标，也是炼油工艺计算中不可忽视的理化性质。油品黏度分为绝对黏度、运动黏度及条件黏度三类。其中运动黏度是在石油产品的质量标准中最常用的黏度，运动黏度是绝对黏度与相同温度和压力下该液体密度的比值。而油品的条件黏度是在特定的温度下，在特定仪器中，让-定体积的油品流出，流出时间按秒计算，即为该油品相应的条件黏度值，这里要注意条件黏度是包含恩氏黏度、赛氏黏度和雷氏黏度三种的。测定油品的运动黏度最常用的测定方法是毛细管黏度计法，但是该方法只能用来测定属于牛顿型体系的油品的黏度，如果想测定非牛顿型体系的油品，则必须要用旋转黏度计来测定其黏度。同-系列的烃类来说，通常是分子量越大化合物的黏度越大。如果分子量接近时，具有环状结构的分子化合物的黏度大于链状结构的化合物，并且是分子中的环数越多，其黏度也越大。另外，油品的黏度是随温度的增加而减小的关系，通常用黏度指数或黏度比两种指标来表示油品黏度与温度的关系，其中黏度指数是世界上最通用的，如果油品的黏度指数越大，那么也就是说该油品的黏 -温性质越好。

五、分析油品的闪点及其测定技术油品在特定的条件下加热到它的蒸气与火焰接触时会发生闪火现象的最低温度就是油品的闪点。其实这个闪火现象的实质就是爆炸，当然爆炸产生的条件要求混合气中燃料蒸气的浓度要在-定的爆炸极限或燃烧极限范围内。油品闪点的测定方法有闭杯闪点测定法及开杯闪点测定法两种，当油品的沸程越高时，该油品的闪点值也会较高，另外，我们要注意同-油品的开杯闪点值比闭杯闪点值是要略高的。测定实验表明，用闭杯闪点测定的情况下，减压渣油和减压馏分油的闪点值分别在300℃以上和200～300℃之间，而在开杯闪点测定的情况下，柴油、煤油和汽油的闪点值分别在 50～70℃、26-50℃及 -30～4O℃之间。

六、油品的残炭值及其测定技术方法油品残炭值是指在不同空气的情况下把油品加热到高温时，油中烃类发生蒸发或分解反应最终成为的焦炭占油品重量的百分比，通常以质量分数表示，油品残炭值可以间接表明基础油的精制程度。油品残炭的测定方法包括电炉法、康氏法及微量法等三种。电炉法测定残炭是采用特制的带细孔的坩锅和自动恒温钢曾行测定〉氏法测定残炭是在仪器的磁坩埚 中准确称取 10g±O.5g试油，装好仪器后用喷灯加热至高温，在规定的条件下将试油蒸发及分解，然后将排出的蒸汽用火点燃，烧完进行强热后称出残留物重量，最后以占试油的质量百分数作为结果，但是该法需要的技术性较强，数据重复性不好。微量法测定残炭基本等效于ISO6615方法，是将已称重的试样放人-个样品管中，然后在氨气下按规定的温度程序升温，最后将其加热到500℃，期间在反应过程中生成的易挥发性物质由氮气带走，然后用留下的碳质型残渣以占原样品的百分数报告微量残炭值，当然微量法测定残炭时必须要求具有不同残炭值的样品，并且要保证样品质量必须在-定范围内，只有这样才能保证测定结果准确可靠。

费用降低，功率损失降低，同时，因为延长了机组运行时间，防止停机，减少火炬气排放，防止污染环境，还带来了可观的社会效益。火炬气螺杆压缩机干气密封改造的成功也为干气密封的应用开辟了新的空间。