合成气压缩机干气密封失效分析和改造

发布时间：2020-07-20 13:43

【摘要】：以煤或天然气为原料的甲醇装置,转化反应生成的合成气通过压缩机提压来保证达到甲醇合成的条件要求。压缩机作为旋转机械,必须采用轴封来避免一氧化碳、氢气等有毒、易燃、易爆的工艺气体泄漏到大气中。干气密封作为一种新型的密封方式,在很多方面都优越于普通接触式机械密封,已经成为大多数离心式压缩机的首选轴封。压缩机组是甲醇装置的核心设备,一旦压缩机停机,将给生产装置带来极大的时间和能耗方面的影响。造成离心式压缩机故障的一个最主要原因就是干气密封的损坏,轻则造成生产装置部分停机抢修,重则全系统停车,严重制约了生产装置的正常连续运行,给化工生产带来巨大损失。在生产实践中,干气密封故障率仍然普遍。某甲醇装置压缩机由国外知名厂商制造,本文针对其干气密封多次出现失效的情况,对实际问题进行理论分析和计算,并进行相关的试验研究和技术改造。本文第一部分内容,主要分析了造成压缩机干气密封失效的原因。通过计算发现:压缩机紧急停车时轴向推力异常增大,超出了止推盘锁定螺母和止推轴承能够承受的极限负荷;额外增加的轴向推力进一步作用到压缩机内部部件,造成了干气密封破坏性损伤。在轴向力计算部分,对高压缸转子轴向推力分解,分别从高压段、循环段、平衡盘、段间活塞四个部分进行计算,最终得出压缩机在正常运行工况、紧急停车过程中的轴向推力,计算结果与压缩机厂商测算数据接近,证明该计算方法的可靠性,可以作为同类离心式压缩机轴向力计算的参考。本文还通过分析发现:干气密封的供气系统不能满足压缩机各种操作运行工况,在压缩机开车、停车、惰走或者缸体保压期间,密封气压力供应不足或者气质不洁净,导致干气密封部件磨损或O型圈破裂,从而造成干气密封泄漏异常升高。第二部分内容,进行干气密封运转试验。试验研究了压缩机转速、供气压力、供气温度对一次密封气排放量的影响。第三部分内容,论述了技术改造。针对上述问题采取一些针对性的措施。通过扩大压缩机平衡管入口流通截面,有效降低了气阻,消除了异常轴向力;通过增加干气密封供气增压系统来确保各种运行工况下的密封气供气压力正常、增加伴热和保温来保证密封气供气不带液、增加排放气的就地排放管线以确保火炬气不倒流,改进工艺操作方式以减少对干气密封的损伤。通过以上技改措施,延长了干气密封使用寿命。改造完成后,干气密封使用寿命大幅延长。压缩机能够连续长周期运行,减少了装置停车损失和检修费用,预计每年创效3320万元。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE665.3;TQ051.21

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本文编号：2763520