干气密封技术在离心压缩机中的应用

发布日期:[09-12-01 23:51:00] 浏览人次:[]

干气密封技术在离心压缩机中的应用

                                               

 

摘要通过对干气密封在120万吨/年加氢裂化装置中循环压缩机上的应用,阐述了干气密封的工作原理及在装置中的运行情况。

关键词干气密封;工作原理;控制原理

The Application of Dry Gas Seal Technology in Centrifugal Compressor

Abstract: Through the application of dry gas seal technology in circulation compressor of 1.2 million tons/year hydrocracking installation, the working principle of dry gas seal and its operating status in installation are specified in this paper.

Key words: dry gas seal; working principle; control principle 

0  引言

随着石油化工、能源工业的发展以及人们安全环保意识的提高,对各类转动设备轴封的要求也越来越高。目前,国内绝大多数石化企业转动设备轴封型式采用的是单端面机械密封或双端面机械密封。单端面机械密封结构简单,但存在工艺介质易泄漏的问题,不适合输送易挥发介质;双端面机械密封用外引密封液做润滑冷却介质,密封结构及辅助系统较为复杂。由于机械密封为接触式密封,其使用寿命已经不能满足石化企业长周期运行的要求。干气密封的出现,是密封技术的一次革命,它具有使用寿命长、无介质泄漏、轴功率消耗低等优点,因此,得到广泛应用。

该离心式压缩机由沈阳鼓风机集团有限公司制造,型号BCL406/A离心压缩机,是我厂加氢裂化装置的核心设备,其能否长周期运转关系到装置能否正常运行。

1  干气密封工作原理

典型的干气密封结构如图1 所示,由旋转环、静环、弹簧、密封圈、弹簧座和轴套组成。图 2 为干气密封旋转环示意图,旋转环密封面经过研磨、抛光处理,并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。

干气密封旋转环旋转时,密封气体被吸入动压槽内,由外径朝向中心,径向分量朝着密封堰流动。由于密封堰的节流作用,进入密封面的气体被压缩,气体压力升高。在该压力作用下,密封面被推开,流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜,此气膜厚度一般在3μm左右。气体动力学研究表明,当干气密封两端面间的间隙在2~3μm时,通过间隙的气体流动层最为稳定。 这也就是为什么干气密封气膜厚度设计值选定在2~3μm的主要原因。当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时,该气膜厚度十分稳定。

1.弹簧座   2.弹簧   3.静环   4.旋转环   5.密封环   6.轴套

1  干气密封结构图

1.动压槽    2.密封坝   3.密封堰   4.密封旋向

2  干气密封端面动压槽示意图

正常条件下,作用在密封面上的闭合力(弹簧力和介质力)等于开启力(气膜反力),密封工作在设计工作间隙。当受到外部干扰,气膜厚度减小,则气膜反力增加,开启力大于闭合力,迫使密封工作间隙增大,恢复到正常值。

相反,若密封气膜厚度增大,则气膜反力减小,闭合力大于开启力,密封面合拢恢复到正常值。因此,只要在设计范围内,当外部干扰消失以后,气膜厚度就可以恢复到设计值。衡量密封稳定性的主要指标就是密封产生气膜刚度的大小,气膜刚度是气膜作用力的变化与气膜厚度的变化之比,气膜刚度越大,表明密封的抗干扰能力越强,密封运行越稳定。干气密封的设计就是以获得最大的气膜刚度为目标。 

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本文关键字:干气密封  工作原理  控制原理
本文所属专题:密封技术 
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