1、迷宫抽气密封 此密封为迷宫密封加辅助抽气系统实现对气压机的密封。迷宫密封由若干个依次排列的环形梳齿和对应轴套组成,梳齿与轴套形成节流间隙和膨胀室,介质流经梳齿间隙后突然膨胀产生旋流,其动能转为热能并为介质所吸收,除散热损失外,焓值近于原值,余下小部分动能仍以余速进入下一级间隙,一级级地重复上述等焓膨胀过程,使介质受节流效应而得以密封。 由于迷宫密封效果有限,所以配有喷射器。如以蒸汽作为射流源,机内漏出的气体与蒸汽的混合气排放到大气,污染环境,也造成了能源浪费。若以气压机出口石油气为射流源,混合气可以回到气压机入口,虽然能克服环境污染和浪费,但安全性差,因此都不采用这种操作方法。 曾与石油大学合作测试了1台MB-CH型焦化富气压缩机的抽气放空消耗。当入口压力为0.02 MPa,排气压力为0.9 MPa,梳齿间隙0.35~0.4 mm,轴套直径135 mm、转速约8 000 r/min时,抽气器汽耗近500 kg/h,抽出排入大气的石油气约200 kg/h2、浮环密封 2.1 浮环密封的故障 浮环密封是径向缝隙密封和轴向端面密封的组合,是非接触式密封与接触式密封相结合和流体静压密封与流体动压密封相结合的混合型密封,有比较复杂的密封油系统,是国内外气压机普遍采用的密封形式。 根据国外运行经验,气压机的事故大多数都是由于浮环密封不良造成的,其中25%又是由于密封油太脏所致,故合理的控制密封油质量非常重要。日本三菱黑崎工厂曾发生过浮环密封烧坏的事故,其原因有:①工艺气体中有沉积物生成;②密封油变质产生了沉积物;③浮环椭圆度不当等[1]。 国内某厂对汽轮机拖动的8台浮环密封的气压机做过故障停机原因分析。在两年43次停机事故中,因浮环密封系统事故造成的停车共17次,占39.5%。 浮环密封失效的主要原因是密封气(干气)品质不好,密封油受到污染,闪点和粘度降低或生成沉积物,导致密封元件损坏失效,大量消耗密封油(例如,某厂1台D.M.G气压机年耗油近50 t)。密封油常窜入润滑油中,导致润滑油变质,使汽轮机调速器失灵。某厂虽有开备两台气压机,因润滑油长期处于污染状态,不得不在主汽门前加装气动隔膜调节阀代替调速器。有的厂气压机只要一停就需拆卸检修浮环密封,更换配件。有时水、电、空气、仪表和油泵系统也危及正常运行。 针对浮环密封和迷宫密封存在的问题,石化系统设计工作者曾研制过不同形式的轴封,中国石化总公司也曾组织过对密封技术的攻关和改进,但至今有些浮环密封仍存在不能保证满周期运行的问题。
2.2 浮环密封的功耗 以气压机转速为10 kr/min;浮环直径为120 mm,长度为20 mm,间隙为0.08 mm;油粘度为0.018 Pa.s为例,以文献[2]介绍的计算方法算出浮环功耗为7.3 kW的1台机两组浮环共耗功为14.6 kW。
2.3 浮环密封消耗 3、开发推广气体密封 将具有一定压力、温度的密封气注入气压机的特设密封室,阻止机内介质向外泄漏,叫气体密封。国内已有13个石化厂的多台气压机应用注蒸汽和注氮气密封,效果良好,深受用户欢迎,也受到有关专家的肯定。1997年沈阳鼓风机厂在新气压机设计制造中开始应用气体密封技术,这有利于气压机的国产化,有利于用户降低一次性投资。下面仅介绍蒸汽密封的应用情况。 蒸汽密封是将略高于气压机入口(或平衡管)压力的适当参数蒸汽注入轴封室,以阻止油气外泄,以限流元件控制蒸汽量是蒸汽密封技术的一个特点。 3.1 功耗比较 以2MCL456型气压机为例,气压机流量为200 m3/min,压力(绝)为0.2 MPa,每小时注入机内蒸汽约100 kg,约为气压机流量的0.6%。注汽使原动机耗功约12 kW,为浮环密封耗功14.6 kW的82%(注氮气或干气同样也多耗功)。 3.2 腐蚀问题 如加工胜利原油的催化裂化和延迟焦化装置富气中含有腐蚀性介质H2S约2.7%至4.8%。由于气压机转子为合金材料,气体密封元件选材适当,注汽有降低H2S分压和减少腐蚀的作用,所以在解体检查时均未发现蒸汽密封对气压机有异常腐蚀现象。 3.3 轴和轴承 气压机升速至一定转速才注入蒸汽,轴径向受热均匀,不会产生异常变形;空
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