干气密封技术及其在炼油厂压缩机组中的应用

发布时间：2020-02-09 23:54

【摘要】：轴端密封是转动设备类的主要组成部分。它的可靠性是转动设备实现长周期、经济运行的保证。在干气密封应用之前,转动设备主要使用浮环密封、迷宫密封、接触式机械密封等作为轴端密封。近些年来,随着密封技术(特别是轴端密封技术)的发展,干气密封技术得到了较为广泛的应用。干气密封装置是在两密封端面之间,利用气体的动压效应建立起刚性气膜,保证干气密封的两密封端面互不接触,同时保证被密封流体的泄漏量在一个可以承受(甚至基本达到零泄漏)的范围之内。干气密封技术最早在国外得到开发和应用。国内早期使用的干气密封主要是从国外进口。随着干气密封的使用、推广,一些单位和个人开始研究干气密封技术。虽然近些年来国内的干气密封技术也有了较大的发展,但大都还处于相对较为初级的阶段,而且干气密封产品的开发、设计以及制造工艺还不十分健全。本文结合进口干气密封的使用情况,对螺旋槽型干气密封装置的性能、失效形式和辅助系统等进行了初步的分析、研究,其目的在于为压缩机组配套使用的干气密封的长周期、经济运行以及国产化提供参考。干气密封与传统的端面密封(包括浮环密封、迷宫密封、接触式机械密封等)相比,具有介质泄漏量少、端面磨损小、能耗低、运行寿命长等优点。现在干气密封在输送流体的各种旋转设备(如离心式压缩机、膨胀机、气体透平机、离心泵等)上已经开始大量应用,其中螺旋槽干气密封的应用最广泛。本文所做的工作及结论如下：以承载能力和泄漏量为目标,分析了干气密封的运行条件和螺旋槽槽形的几何参数对密封性能的影响,得到了部分槽形参数的最佳范围。在高速实验台上对某进口干气密封装置进行了测试。测出了干气密封装置不同工况下的泄漏量,并将测量结果与计算数据进行了比较,结果表明两者趋势基本一致。此外,针对某加氢裂化装置进口高压干气密封的运行状况,分析了干气密封装置失效的主要原因,并针对干气密封的系统进行了改造和完善,提高了密封运行的可靠性。
【图文】：

双端面密封

在这样的工况下，一般选用双端面密封。双端面的干气密封是由两对密封面反向安装而成的，如图2-10所示。在干气密封的密封面之间充有缓冲气（一N2放空 & 过滤后工艺气‘ ‘‘‘ ^ Ti ‘ —1 I|[ II IiU JU J u.图2-10双端面密封Fig.2-10 Double seal arrangement般根据实际工况选择采用氮气或者惰性气体），而且保持其压力总是高于被密封介质的压力，从而保持泄漏总是朝着向被密封的介质侧进行，这样就确保了被密封的危险高或有毒有害介质不会泄漏到空气中。双端面干气密封主要应用在一些要求较高的场合，如有毒有害等会造成环境污染或者被密封介质不允许被污染场合（如医药和食品加工），以及危险性高（如易燃易爆）的流体工况。2. 4干气密封的材料干气密封材料的选择对密封装置的寿命影响巨大，其主要材料组合可分成三大类：动、静环材料；壳体、轴套和压盖等构件材料；辅助密封材料。一般选择碳化销或者碳化娃作为动环的材料，因为它们具有导热性能好、硬度高、形变小和自润滑能力好等优点。静环大多数情况下都采用浸铺石墨。一般21

曲线,承载力,泄漏量,气膜

Fig.3-1 Variation of leakage and load capacity with speed图3-1为泄漏量和承载力随着转速变化的曲线。从图中可以看出，随着转速的增加，泄漏量和承载力都会增加。这是因为当转速增加时，如果保持气膜间隙不变，动压效果会增强，从而气膜的承载力增加。同时，由于栗入的气体增加，泄漏量也会增加。另外，随着转速的增加，气体的剪切作用加强，从而端面的摩擦损失也要增加，如图3-2所示。利用FLUENT6.3进行计算，得到了不同转速下有关参数的计算值，，详细数据见附录1。27
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TE964;TB42

【参考文献】