中國風(fēng)機產(chǎn)業(yè)網(wǎng)  根據(jù)鍋爐配置空預(yù)器的形式不同，引風(fēng)機流量裕度也不盡相同。若空預(yù)器采用管式空預(yù)器時，考慮到空預(yù)器為管式空預(yù)器，正常運行時幾乎無漏風(fēng)，因此，引風(fēng)機的流量裕度可以取規(guī)程要求的下線，減少流量裕度。但管式空預(yù)器的阻力比回轉(zhuǎn)式空預(yù)器的阻力大，因此會使引風(fēng)機壓頭比采用回轉(zhuǎn)式空預(yù)器時較高�；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)率較大，因此，流量裕度需接近規(guī)程上限。

    除塵器形式的不同，也對引風(fēng)機的選擇有一定的影響。目前，大容量鍋爐的除塵器一般為電除塵器、電袋復(fù)合除塵器、袋式除塵器。因為本工程的燃煤灰分很大，一般來說，電除塵器的阻力最小北京油煙凈化器，電袋復(fù)合除塵器的阻力居中，袋式除塵器的阻力較大。因此，在選擇引風(fēng)機的壓頭時，必需考慮，鍋爐后部除塵器形式的影響。

    目前，電站鍋爐一般采用爐外濕法脫硫，遼寧濾板也有少部門采用半干 *** 回流化床脫硫等形式。濕法脫硫是否設(shè)置脫硫增壓風(fēng)機對引風(fēng)機壓頭也有影響。

    根據(jù)環(huán)保要求，目前工程一般不答應(yīng)設(shè)煙氣旁路。脫硫系統(tǒng)需與機組同步運行，因此，沒必要設(shè)置脫硫增壓風(fēng)機與引風(fēng)機串聯(lián)運行，脫硫系統(tǒng)的阻力全部由引風(fēng)機壓頭來克服。根據(jù)工程經(jīng)驗，脫硫系統(tǒng)的總阻力取1700Pa。

目前國內(nèi)高壓級別干氣密封全部為進口，國內(nèi)企業(yè)只能生產(chǎn)低壓級別干氣密封，某公司為煉油廠120萬噸/年加氫裂化裝置循環(huán)氫離心壓縮機干氣密封進行國產(chǎn)化改造，改造是成功的，事實證明國內(nèi)企業(yè)也有能力生產(chǎn)高壓級別干氣密封。

　　該離心式壓縮機由沈陽鼓風(fēng)機集團有限公司制造，型號BCL406/A離心壓縮機，是煉油廠加氫裂化裝置的核心設(shè)備，其能否長周期運轉(zhuǎn)關(guān)系到裝置能否正常運行。

　　改造前干氣密封為國外生產(chǎn)，設(shè)計時存在一點缺點，如：循環(huán)氫組份的露點與運行溫度接近，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)波動時會造成密封氣入口帶液；干氣密封控制系統(tǒng)只有電伴熱，在停電事故發(fā)生時，電伴熱失效會引起壓縮機干氣密封損壞；干氣密封動靜環(huán)密封面在14MPa時即出現(xiàn)嚴(yán)重的摩擦現(xiàn)象，無法保證密封在高壓下長期運行。

　　為解決這些問題及降低維修費用和訂貨周期，與國內(nèi)公司共同研制開發(fā)國內(nèi)首臺應(yīng)用于 17MPa高壓等級的干氣密封。

　　隨著石油化工、能源工業(yè)的發(fā)展以及人們安全環(huán)保意識的提高，對各類轉(zhuǎn)動設(shè)備軸封的要求也越來越高。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)石化企業(yè)轉(zhuǎn)動設(shè)備軸封型式均采用的是單端面機械密封或雙端面機械密封。單端面機械密封結(jié)構(gòu)簡單，但存在工藝介質(zhì)易泄漏的問題，不適合輸送易揮發(fā)介質(zhì)；雙端面機械密封用外引密封液做潤滑冷卻介質(zhì)，密封結(jié)構(gòu)和輔助系統(tǒng)較為復(fù)雜。由于機械密封為接觸式密封，其使用壽命已不能滿足石化企業(yè)長周期運行的要求。干氣密封的出現(xiàn)，是密封技術(shù)的一次革命，它具有使用壽命長、無介質(zhì)泄漏、軸功率消耗低等優(yōu)點，因此，得到廣泛應(yīng)用。

1　 干氣密封簡介

　　正常條件下，作用在密封面上的閉合力（彈簧力和介質(zhì)力）等于開啟力（氣膜反力），密封工作在設(shè)計工作間隙。當(dāng)受到外部干擾，氣膜厚度減小，則氣膜反力增加，開啟力大于閉合力，迫使密封工作間隙增大，恢復(fù)到正常值。 　　　　

　　相反，若密封氣膜厚度增大，則氣膜反力減小，閉合力大于開啟力，密封面合攏恢復(fù)到正常值。因此，只要在設(shè)計范圍內(nèi)，當(dāng)外部干擾消失以后，氣膜厚度就可以恢復(fù)到設(shè)計值。衡量密封穩(wěn)定性的主要指標(biāo)就是密封產(chǎn)生氣膜剛度的大小，氣膜剛度是氣膜作用力的變化與氣膜厚度的變化之比，氣膜剛度越大，表明密封的抗干擾能力越強，密封運行越穩(wěn)定。干氣密封的設(shè)計就是以獲得最大的氣膜剛度為目標(biāo)�！　　　�

　　干氣密封是機械密封和氣體密封的結(jié)合，是一種非接觸端部密封，它是在機械密封的動環(huán)或靜環(huán)（一般在動環(huán)上）的密封面上開有密封槽（本密封為T形槽），當(dāng)動靜環(huán)高速旋轉(zhuǎn)時，在兩端面間形成一層氣膜，在氣體泵送效應(yīng)產(chǎn)生的推力作用下把動靜環(huán)推開，使兩密封端面不接觸，但在壓縮機剛開機階段，由于轉(zhuǎn)速較低，動靜密封面形成的動壓力也較低，動靜環(huán)是接觸摩擦的，所以采用干氣密封的壓縮機，低速運行時間不宜過長[1]。

2　 影響干氣密封性能的主要參數(shù) 　　　　

　　影響干氣密封性能的參數(shù)分為密封端面結(jié)構(gòu)參數(shù)和密封操作參數(shù)。端面結(jié)構(gòu)參數(shù)對密封的穩(wěn)定性影響較大，操作參數(shù)對密封的泄漏量影響較大。 　　　　

2.1 　密封端面結(jié)構(gòu)參數(shù)對氣膜剛度的影響

2.1.1　 干氣密封動壓槽形狀

　　從流體動力學(xué)角度來講，在干氣密封端面開任何形狀的溝槽，都能產(chǎn)生動壓效應(yīng)。理論研究表明，螺旋槽產(chǎn)生的流體動壓效應(yīng)最強，用其作為干氣密封動壓槽而形成的氣膜剛度最大，即干氣密封的穩(wěn)定性最好。

2.1.2 干氣密封動壓槽深度

　　理論研究表明，干氣密封流體動壓槽深度與氣膜厚度為同一量級時，密封的氣膜剛度最大。實際應(yīng)用中，干氣密封的動壓槽深度一般在3～10μm。在其余參數(shù)確定的情況下，動壓槽深度有一最佳值。

2.1.3 　干氣密封動壓槽數(shù)量、寬度和長度

　　理論研究表明，干氣密封動壓槽數(shù)量趨于無限時，動壓效應(yīng)最強。不過在實際應(yīng)用中，當(dāng)動壓槽達(dá)到一定數(shù)量后，再增加槽數(shù)，對干氣密封性能影響已經(jīng)很小。此外，干氣密封動壓槽寬度和長度對密封性能都有一定的影響。

2.2 　操作參數(shù)對密封泄漏量的影響

2.2.1 密封直徑、轉(zhuǎn)速對泄漏量的影響。密封直徑越大，轉(zhuǎn)速越高，密封環(huán)線速度越大，干氣密封的泄漏量就越大。

2.2.2 密封介質(zhì)壓力對泄漏量的影響。在密封工作間隙一定的情況下，密封氣壓力越高，氣體泄漏量越大。

2.2.3 介質(zhì)溫度、介質(zhì)粘度對泄漏量的影響。介質(zhì)溫度對密封泄漏量的影響是由于溫度對介質(zhì)粘度有影響而造成的。介質(zhì)粘度增加，動壓效應(yīng)增強，氣膜厚度增加，但同時流經(jīng)密封端面間隙的阻力也增加。因此，其對密封泄漏量的影響不是很大。

3 　改造前后結(jié)構(gòu)變化

3.1　 改造前本裝置干氣密封

　　本裝置雙向串聯(lián)干氣密封的特點：密封型式為雙向串聯(lián)干氣密封；密封槽為 T形槽；旋轉(zhuǎn)環(huán)材料為碳化硅；靜環(huán)為涂DLC工業(yè)金剛石碳化硅；輔助密封元件采用填充PTFE；彈簧（ALLOYC40）加載。采用T形槽密封端面，可以避免壓縮機正反轉(zhuǎn)造成密封損壞或減少使用壽命，系統(tǒng)采取電伴熱。

3.2 　改造后本裝置干氣密封

　　特點：（1）壓縮機兩端干氣密封更換為某公司自發(fā)研制的干氣密封，其中靜環(huán)材料由碳化硅更改為石墨；密封槽型由原設(shè)計的雙向“T”形槽改為雙向“土”形槽，以增加其運行的穩(wěn)定性；（2）改造主密封流量計，通過更換流量計的測量孔板并調(diào)整量程，使流量計符合改造后的需要；（3）在干氣密封控制系統(tǒng)前增加了除液罐，并通過液位計檢測，進行自動排液，從而避免在異常停機的情況下干氣密封系統(tǒng)帶液；（4）在主密封氣管線處增加了蒸汽伴熱，伴熱溫度控制在90～110℃，防止裝置停電時出現(xiàn)進口溫度降低主密封氣重組份冷凝的問題。

4 　干氣密封改造后的控制系統(tǒng)

　　干氣密封利用氣動薄膜式調(diào)節(jié)閥使平衡管氣與主密封氣保持一定壓差，隔離氣和級間密封氣分別利用自力式調(diào)節(jié)閥保持壓力恒定。

　　裝置開工和停車時，壓縮機進出口壓力相等，此時增壓泵啟動，保證主密封氣壓力比平衡管氣壓力高0.3～0.4MPa（G）,增壓泵驅(qū)動氣源工業(yè)風(fēng)為0.35～0.4 MPa（G），主密封氣密封室壓力比一級排氣壓力高0.03 MPa以上，級間（二級）密封氣壓力比二級排氣壓力高0.03 MPa以上。

4.1 　主要控制流程

4.1.1 主密封氣控制流程

　　從壓縮機出口來的主密封氣首先經(jīng)過脫液罐脫液，再到除霧器除霧，然后進入主密封氣過濾器進行過濾。如果主密封氣的壓力與平衡管壓力差低于0.345MPa（G）(設(shè)定值),則增壓泵自啟,給主密封氣提壓。提壓后的密封氣進入儲液罐進行氣液分離，再經(jīng)過過濾器過濾后進入主密封氣調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進氣流量為1634～5516.8NL/min,密封氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥后分兩路并經(jīng)過流量孔板進入一級密封腔。然后泄漏氣經(jīng)一級密封氣泄漏線并經(jīng)過孔板排入火炬，泄漏量控制在958.3NL/min以內(nèi)。

4.1.2　 輔助密封氣控制流程

　　級間密封氣 從氮氣區(qū)來的氮氣經(jīng)過濾器過濾后，級間密封氣經(jīng)自立式調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量控制在60～183.3NL/min后，又分兩路經(jīng)流量孔板進入級間密封氣密封腔，級間密封起輔助密封作用。然后氮氣經(jīng)二級泄漏線進入火炬。需要注意的是：二級密封進氣流量應(yīng)略小于一級密封放入火炬的流量。

4.1.3　 隔離密封控制流程

　　隔離密封氮氣從氮氣區(qū)來的氮氣經(jīng)過濾器過濾后，經(jīng)隔離氣經(jīng)自立式調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力90kPa，又分兩路經(jīng)流量孔板進入隔離氣密封腔，隔離潤滑油。其中一部分經(jīng)過密封進入二級密封排氣腔；另一部分由端面進入軸承箱，高點放空,負(fù)壓風(fēng)機。

4.2 　主要控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

　　主密封氣過濾器設(shè)有差壓變送器，并設(shè)定壓力0.138MPa（G）的高報警值，當(dāng)過濾器差壓變大時，必須切換進行清理或更換濾芯。主密封氣與平衡管設(shè)有差壓表，當(dāng)壓差小于0.345 MPa（G）時增壓泵自啟，給主密封氣增壓，當(dāng)差壓高于0.52 MPa（G）時，增壓泵自動關(guān)閉。增壓泵漏氣壓力大于0.1MPa（G）時高報警，大于0.14MPa（G）時停增壓泵。

　　主密封氣的流量表設(shè)有大于 5516.8NL/min高報警、設(shè)有小于1634NL/min低報警，此時需要調(diào)節(jié)流量，泄漏氣和氮氣通過迷宮密封釋放到火炬，流量計流量大于958.3NL/min高報警；流量計流量大于1158.3NL/min停機。

　　級間密封氣通過自立式調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力，控制級間密封氣壓力大于0.09MPa（G）。

　　隔離氣通過自立式調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力，隔離氣壓力小于90kPa（G）低報警。隔離氣供氣流量表（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）大于184NL/min高報警、設(shè)有小于99NL/min低報警。

　　以上主要參數(shù)全部經(jīng)組態(tài)并入ESD系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對該密封系統(tǒng)進行監(jiān)控。

5　 運行情況

　　經(jīng)過現(xiàn)場的改造、安裝，國內(nèi)自行研制的首套高壓干氣密封于2008年9月6日投運，已經(jīng)經(jīng)歷了氮氣氣密、硫化、氫氣等不同工況，從改造后干氣密封的運行參數(shù)上來看，一級密封泄漏量在200～300NL/min，小于設(shè)計泄漏值358.3NL/min，更小于設(shè)計報警值958.3NL/min，優(yōu)于改造目標(biāo)，運行狀態(tài)平穩(wěn)。表1是改造前干氣密封運行情況，表2是改造的設(shè)計參數(shù)，表3是改造后標(biāo)定數(shù)據(jù)，從表3中可以看出密封性能穩(wěn)定，可靠，機組運行平穩(wěn)，事實證明了干氣密封的改造是成功的。

表1 干氣密封改造前運行參數(shù)

時間

轉(zhuǎn)速/（r/min）

驅(qū)動端一級泄露量/(NL/min)

驅(qū)動端二級泄露量/(NL/min)

二級密封氣壓力/MPa

驅(qū)動/非驅(qū)動端密封氣流量/(NL/min)

驅(qū)動/非驅(qū)動端二級密封氣流量/(NL/min)

FIA3846

FIA3847

PIA3841

FIA3840

FIA3841

FIA3846

FIA3847

0：00

9401

121.2

124.5

0.102

3765.12

3729.68

122.32

112.36

2：00

9398

123.4

125.3

0.102

3765.12

3733.25

121.36

111.23

4：00

9400

131.0

134.6

0.103

3768.34

3728.34

124.11

113.92

6：00

9403

134.2

136.5

0.101

3763.25

3731.86

123.56

114.15

8：00

9402

128.6

138.7

0.102

3761.32

3728.49

123.76

113.26

10：00

9402

129.5

136.5

0.099

3764.69

3729.67

124.62

112.89

12：00

9399

127.2

132.4

0.103

3760.58

3730.47

120.86

112.48

14：00

9397

128.6

124.8

0.103

3761.43

3734.26

121.71

111.87

16：00

9401

125.7

129.5

0.102

3761.36

3735.29

122.38

111.32

18：00

9401

138.2

134,浙江車間降溫.2

0.102

3769.98

3726.15

121.35

112.36

20：00

9403

142.1

140.2

0.098

3768.61

3728.19

122.64

112.67

22：00

9499

143.2

144.6

0.099

3761.47

3729.92

123.14

113.05

表2 干氣密封設(shè)計參數(shù)

時間

轉(zhuǎn)速/（r/min）

驅(qū)動端一級泄漏量/(NL/min)

驅(qū)動端二級泄漏量/(NL/min)

二級密封氣壓力/MPa

驅(qū)動/非驅(qū)動端密封氣流量/(NL/min)

驅(qū)動/非驅(qū)動端二級密封氣流量/(NL/min)

FIA3846

FIA3847

PIA3841

FIA3840

FIA3841

FIA3846

FIA3847

—

9000

358.3

358.3

0.2

＜5516.8

＜5516.8

＜183.3

＜183.3

表3 干氣密封改造后標(biāo)定參數(shù)（共標(biāo)定6天）

時間

轉(zhuǎn)速/（r/min）

驅(qū)動端一級泄漏量/(NL/min)

驅(qū)動端二級泄漏量/(NL/min)

二級密封氣壓力/MPa

驅(qū)動/非驅(qū)動端密封氣流量/(NL/min)

驅(qū)動/非驅(qū)動端二級密封氣流量/(NL/min)

FIA3846

FIA3847

PIA3841

FIA3840

FIA3841

FIA3846

FIA3847

14：20

8800

261.4

229.33

0.121

3758.6

3776.8

133.74

124.64

18：40

9100

271.46

237.2

0.119

3759.2

3775.2

130.79

122.79

19：00

9100

267.99

235.24

0.112

3752.6

3780.2

131.26

122.95

9：30

9398

258.4

229.33

0.109

3748.6

3765.2

133.1

123.64

10：30

9400

256.62

227.38

0.115

3755.6

3758.3

132.78

123.15

15：30

8804

267.1

231.31

0.115

3760.5

3764.9

129.05

121.7

9：00

8804

261

241

0.124

3768.2

3787.2

130.65

117.46

14：00

9000

287.7

255.7

0.112

3725.2

3758.6

120.39

112.04

11：00

9010

293.22

260.16

0.118

3734.6

3798.2

118,廠房通風(fēng).96

110.16

13：10

9005

308.42

270.5

0.117

3758.2

3764.8

109.44

103.6

15：00

9006

309.9

273.03

0.115

3748.2

3748.9

110.28

104.13

10：10

9400

267.1

242.89

0.118

3768.6

3769.7

129.15

117.1

17：00

9600

277.18

256.73

0.111

3774.2

3788.3

125.7

112.69

8：25

9200

254.3

254.2

0.121

3770.6

3773.2

121.4

108.6

6 　注意事項

　　（1）只有當(dāng)機組處于靜止?fàn)顟B(tài)而且系統(tǒng)無壓力的情況下才能對干氣密封進行處理；

　�。�2）密封安裝之前，對干氣密封的浮動性進行檢查：① 密封周向自由度檢查；② 密封軸向自由度的檢查（如果密封質(zhì)量很大，彈簧力不能克服密封靜件的重量，使得靜件不能恢復(fù)原位，這時可以將密封側(cè)放，用手均勻壓密封動件，密封可以恢復(fù)到原位）。

　�。�3）密封系統(tǒng)在安裝時，必須保證管線、土形槽清潔。

　　(4)主密封氣密封室壓力至少大于一級排氣壓力0.03 MPa（G）；級間（二級）密封室壓力至少大于級間排氣壓力0.03 MPa（G）。

　　(5)開機前必須投用干氣密封，停機時先停潤滑油，后停干氣密封，防止?jié)櫥�油進入干氣密封系統(tǒng)中，停機時，密封腔降壓速度不超過0.5MPa/min。

　　(6)開機前投用蒸汽伴熱，停機后再停蒸汽伴熱。

　　(7)在開機過程中，不宜低轉(zhuǎn)速運行時間太長，在正常運轉(zhuǎn)中，應(yīng)該保持轉(zhuǎn)速恒定，調(diào)轉(zhuǎn)速時盡可能緩慢操作，以避免轉(zhuǎn)速波動太大對干氣密封產(chǎn)生不良的影響。在任何情況下干氣密封被反向充壓，均可能造成密封的損壞，進入密封的氣體應(yīng)清潔、干燥并氣量充足，以保證密封的最佳性能，延長密封的使用壽命，過大的振動與串動將影響密封的性能甚至損壞密封。

7 　結(jié)論

　　裝置開車后，經(jīng)過3個月的運行，此密封運行情況良好， 該套干氣密封的成功應(yīng)用，也標(biāo)志著干氣密封國產(chǎn)化改造初步告捷，表明國內(nèi)干氣密封廠家有能力打破此領(lǐng)域國外技術(shù)壟斷。此項目研發(fā)成功后，將為其它循環(huán)氫壓縮機提供可靠的密封，為國產(chǎn)干氣密封在高壓離心壓縮機上面的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)，從而徹底解決高壓干氣密封長期依賴進口的局面，為填補國內(nèi)此領(lǐng)域空白做出重要貢獻(xiàn)。

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