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催化裂化气压机干气密封的应用与分析
2011-06-09 14:27:51 来源:《企业技术开发·下半月》 作者:康钰海 【 】 浏览:2010次 评论:0

  摘要:文章介绍了干气密封在催化裂化气压机的改造应用,根据运行经验详细阐述了干气密封操作注意事项以及运行过程中的相关故障。
  关键词:干气密封应用;操作注意事项;故障分析

  某炼油厂催化炼化装置1997年投产,气压机密封采用浮环密封,运行过程中能耗高密封容易泄漏,经常造成润滑油污染,每年都需要更换46#汽轮机油约6吨,运行成本高。2006年6月大修密封改造,采用一种气膜润滑的流体动、静压结合型非接触式TM02A型干气密封。
  
  1 TM02A型干气密封应用
  
  TM02A型双端面干气密封是天津约翰鼎名公司设计制造。干气密封系统的流程如图1所示。
  0.8MPa氮气从氮氧站专线到氮气罐(s-301)。氮气从氮气罐(s 301)引出经精过滤器,过滤精度达到1μ后分为四路。
  两路前置密封气(缓冲气):一路经孔板进入高压端密封腔,另一路经孔板进入低压端密封腔,进入前置密封腔体内氮气主要是防止机体内介质气污染密封面,用孔板控制氮气消耗量。每套前置密封氮气消耗量≤7Nm3/h。
  两路主密封气:一路经流量计进入高压端主密封腔,另一路经流量计进入低压端主密封腔。压缩机运转时,依靠刻在动环上螺旋槽的泵送作用,打开密封端面并起润滑、冷却作用。一套主密封气正常消耗量≤1Nm3/h。
  0.6MPa仪表风从装置仪表风罐(V-305)引出经网状过滤器,过滤到3μ精度后至于气密封柜,作为隔离气。两路后置密封气(隔离气):一路经孔板进入低压端后置密封腔,另一路经孔板进入高压端后置密封腔。进入后置密封腔体内仪表风主要是防止润滑油污染密封端面,用孔板控制仪表风消耗量。一套后置密封仪表风消耗量≤15Nm3/h。
  
  2 干气密封操作注意事项
  
  ①运行前要对管路进行彻底吹扫,防止管内焊渣等杂质进入密封腔。②应确保主密封气体和前后缓冲气的最小允许流量。维持密封气源的稳定性和不间断性是干气密封正常运行的基本条件。③在机组润滑油泵运行前至少10min,必须先通后置隔离气(仪表风压>0.3MPa后方可启油泵),且在机组运行中不可中断,以防止油气进入干气密封腔内,确保密封腔的干燥;④在机组进富气前,缓缓投用前置缓冲氮气,当机组进气后,前置缓冲氮气压力应比平衡管处压力高50kPa,用以隔绝富气与主密封接触。⑤机组运行中需要定时开启干气密封下部排油阀排油,防止油气进入干气密封腔内。设备经过运行一段时间,油气冷凝成的油液积聚后会倒流进干气密封腔内,从而导致密封失效。⑥防止机组转子倒转,螺旋槽的设计具有方向性。气体只有沿螺旋槽设计方向进入,才能产生开启力,使动、静环脱离接触。如果机组转子倒转,则会导致动、静环直接接触发生干摩擦,产生大量的热,很快就会把密封烧坏。并且因机组低速运转时安全裕度小,不能形成稳定的转动间隙和密封气膜,所以机组应尽量避免在1000mm下连续运转。

催化裂化气压机干气密封的应用与分析.jpg

  3 干气密封故障分析
  
  3.1 氮气和仪表风的流量中断
  干气密封的机理为气膜密封,气膜的形成在有合适的螺旋糟的硬件基础的同时,还必须有流量,压力稳定的气源。这将提供一个理想的密封环境以维持密封最佳性能。
  厂家设计的“允许开机”联锁有后置隔离气(仪表风)≥0.3MPa。和主密封气与前置缓冲气压差≥300kPa。“停机联锁”则为主密封气与前置缓冲气压差≤50kPa时联锁停机。并且,干气密封上的高精度过滤器一般也设两个,一开一备。设计上已能保证氮气和仪表风的流量中断对机组的影响。车间还设置了氮气串仪表风线,保证了仪表风中断后干气密封还能平稳运行。
  TM02A型干气密封在2006—2008年的历次停车中经受了考验。但人为操作失误,还是容易对干气密封产生损坏。如07年5月14日,因人为操作不当,氮气中断,导致润滑油进入密封端面,由于润滑油表面具有较大的张力,动、静环密封面被牢牢地粘在一起。机组运转时,螺旋槽内气体产生的开启力小于闭合力,无法将密封面分开形成气膜,变成接触性摩擦,使密封面受磨损,从而导致密封失效,主密封气泄漏量急剧加大。
  实践证明氮气和仪表风的同时中断对干气密封的损坏最为剧烈,同时中断后,机组自保停车,润滑油泵也停止运转,而转子又不可能瞬时停止转动,在这个过程中,高位油箱的油倒流而下,进入机组,就会在没有后置隔离气隔离和主密封面不能形成气膜的情况下进入干气密封端面,造成密封失效。所以应该严禁氮气和仪表风的同时中断,一旦同时中断,干气密封必然损坏。
  
  3.2 工艺系统的不稳定导致密封损坏
  在压缩机整个工艺系统的操作过程中,由于系统上某一点参数的改变致使机组运行状态发生变化由此给密封带来一定的损伤或损坏。
  干气密封最理想的气膜状态要求静环与动环始终保持平行,但实际上因机组运行工况的变化,总有各种角度产生。当工艺参数发生较大变化时,机腔内气体的压力和流量变化较大时产生的压力变形会导致密封端面外侧可能接触;而温度变化较大时产生的热变形导致密封端面内侧可能接触,前者产生发散气膜、后者产生收敛气膜。密封面上压力分布的变化虽然可由弹簧重新调节密封面,以保持密封端面气膜的稳定,但绝不能出其运行极限,超出极限后还是可能对密封有所损坏。机体内压力急剧变化时,可能使杂质或颗粒物质被吹入干气密封的密封面内,导致密封损伤。另外,由于压缩机工艺系统参数的改变也会使机组发生喘振,即震动与气流反窜,喘振在危害整个机组系统的同时,也会损伤干气密封。
  
  4 结语
  
  2006年干气密封改造至今,在熟练掌握干气密封流程以及故障原因的基础上运行平稳,这种非接触状态下实现的密封,具有极高的可靠性。实践证明,运行过程能耗低,真正实现了富气对大气环境的零泄漏。
  
  参考文献:
  [1]潘爱祥,孙开学,布格曼(Burgmann)干气密封应用与故障诊断[J]_化工设计通讯,2006,(6).

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Tags:干气密封应用 操作注意事项 故障分析 责任编辑:草木含羞

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