干气密封知识与操作注意事项-化工培训内部资料课件.ppt

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1、干气密封知识与操作注意事项培训资料目录l 一.干气密封简介l 二.干气密封应用场合l 三.干气密封工作原理l 四.干气密封与机械密封的异同l 五.干气密封的结构l 六.干气密封的控制系统l 七.干气密封的操作注意事项6/7/2023 2一.干气密封简介l 干气密封属于非接触式密封。l 干气密封最初是为解决高速离心压缩机轴封问题而出现的，由于密封非接触运行，因此密封摩擦副材料基本不受P(压力)V(速度)值的限制，特别适合作为高速、高压设备的轴封。随着干气密封技术的日益成熟，其应用范围也越来越宽广，目前，干气密封正逐渐在离心式压缩机、离心机、离心泵及搅拌器上得到广泛应用。总之，凡使用接触式机械密封

2、的场合多数场合可采用干气密封。l 干气密封分类单端面干气密封：仅有1对干气密封环及其它辅助配件组成。串联式干气密封：有2对干气密封环及其它配件串联组成或者是由1对机械密封+1对干气密封及其它配件组成。双端面干气密封：有2 对干气密封环及其它配件对称布置组成。6/7/2023 3一.干气密封简介l 干气密封应用条件及范围单端面干气密封 允许少量工艺气泄漏到环境中的场合。如空气、N2、CO2、蒸汽等对环境无污染介质的压缩机密封。串联式干气密封 适用于不允许氮气进入工艺流程，同时工艺气绝对不允许泄漏到环境中的场合。对氮气压力要求不高，高于火炬管网压力即可。该密封适用于输送有毒、易燃易爆介质的压缩机。

3、如裂解气、乙烯、丙烯、循环氢、天燃气、合成气、环氧乙烷压缩机等。双端面干气密封 允许有少量密封气（氮气）进入工艺流程的场合。密封气（氮气）压力应高于工艺气体压力0.20.3MPa。该结构适用于有毒、可燃、易结焦的气体，如富气压缩机、原料气压缩机等。6/7/2023 4二.干气密封的在化工领域应用场合l 离心机l 反应釜、搅拌器l 离心泵低压聚乙烯装置：M301离心机、M2301离心机、M3301离心机；烷基铝装置：德国赛德得TS360ED离心机。低压聚乙烯装置：反应釜；聚脂氧化装置：反应釜；制药装置：搅拌器；聚乙烯装置：搅拌器。化工装置：裂解装置；芳烃装置；甲醇装置；丁二烯装置、丁辛醇装置等。

4、炼油装置：气体分馏装置；油品装置；催化、焦化装置；硫磺回收装置；酸性水装置；重整装置；加氢装置。悬臂离心泵多级泵高速泵液下泵6/7/2023 5二.干气密封的在化工领域应用场合l 介质方面l 压力方面l 温度方面l 转速方面压缩机组：裂解气、乙烯、丙烯、丙烷、循环氢气、甲烷、氢气、富气、氨 气、天然气、二氧化碳、合成气等。离心泵：轻烃类、含有毒气体不易挥发的C4C6介质（酸性水、甲苯、苯乙烯、丁二烯、轻石脑油）；导热油、焦油、凝缩油、胺液、氨液、甲醇等。干气密封压力最高达到到入口压力15Mpa、出口压力17Mpa最高温度应用达330（导热油泵）；最低温度应用达-104（乙烯压缩机）。最低转速应

5、用达69r/min（反应釜）；最高转速应用达27500r/min（丁辛醇循环氢压缩机）。6/7/2023 6三.干气密封工作原理l 干气密封原理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3微米左右。当闭合力（气体静压力+弹簧力）=气膜反力（流体动压力）时，该气膜厚度十分稳定。由于气体膜的形成，动静环运转时，气膜既起密封作用，又使动、静环端面不会直接接触，大大改善了密封端面的工作条件，使密封能长周期、安全

6、运行。干气密封处于静止状态时，没有流体动压效应，靠密封坝与密封堰的紧密贴合起到密封作用。6/7/2023 7四.干气密封与机械密封的异同l 干气密封与机械密封异同之处 相同之处是 干气密封基本结构与机械密封一样。干气密封工作与普通的液相泵用机械密封类似，主要由动环（随轴旋转）、静环（固定在机壳上，不随轴旋转），弹簧元件,动静环辅助密封圈，其它结构元件组成。不同之处是密封气为气体：密封的工作介质为干净的气体（用高精度过滤器1m过滤），密封的气体通常采用惰性氮气。（机械密封为被密封介质）密封端面开有动压槽：干气密封的动、或静环中有一个端面上开有流体动压槽；正常运行时端面不贴合：静止状态密封端面紧密

7、贴合,运行状态密封端面不接触。干气密封在处于静止状态时，保持密封面的密封坝与密封堰紧密贴合。干气密封处于旋转状态时，动环随轴旋转，由于其中一个密封环端面开有流体动压槽，在流体动压效应的作用下，动、静环密封面的被一层薄气膜（约3m厚的气膜）分开，密封端面处于非接触状态运行，实现无磨损运转。6/7/2023 8性能比较工作原理 双端面干气密封与双端面机械密封比较 双端面机械密封 双端面干气密封安全环保对工艺影响辅助系统非常低 高较复杂、维护量大2 3 年左右 1 年左右封液对环境有影响有一定的影响复杂、故障多接触式、液体润滑 非接触式、气体润滑简单、故障少、基本上无影响氮气对环境无影响简单、不需要

8、维护 安装维护运行成本使用寿命6/7/2023 9性能比较工作原理串联式干气密封与串联式机械密封比较串联式机械密封串联式干气密封安全环保对工艺影响辅助系统非常低 高维护量大3 年左右 1 年左右安全性能好 有一定的影响复杂、故障多二级串联机械密封 二级串联干气密封简单、故障少、基本上无影响安全性能好 简单、不需要维护 安装维护运行成本使用寿命6/7/2023 10五.干气密封结构l 干气密封基本结构：由旋转环、静环、弹簧、密封圈以及弹簧座和轴套组成。l 干气密封即干运转气体密封，是一种新型非接触式密封。l 利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽（可以开在动环端面、也可以开在静环端面），

9、当动、静环相对转动超过一定的转速后，动压槽 中的气体产生动压力而形成气膜，实现密封作用，并实现密封端面的非接触运行。l 基本结构于普通接触式机械密封基本相同，典型的干气密封结构如下页图 所示。6/7/2023 11五.干气密封结构l 干气密封结构图6/7/2023 12五.干气密封结构l 螺旋槽 人字形槽 T形槽 枞树形槽l 密封端面的流体动压效应与槽形有关：单向槽型（常用的螺旋槽）与轴的旋向有关，方向弄反了干气密封工作时，端面无法打开。干气密封端面的流体动压槽有多种形式，如螺旋槽、人字形槽等适用于轴单向旋转的槽型。双向槽型：有T形槽、枞树形槽等适用于轴双向旋转的槽型。6/7/2023 13五

10、.干气密封结构l 常见动压密封槽结构-阿基米德螺旋槽6/7/2023 14五.干气密封结构l 常见的动压密封槽结构-“士”字形槽6/7/2023 15五.干气密封结构l 常见密封槽结构-“儿”字形槽6/7/2023 16六.干气密封控制系统l 干气密封的辅助设施是一套密封气控制系统控制系统是干气密封不可缺少的重要组成部分。干 气 密 封 控 制 系 统 的 主 要 作 用 是：向 干 气 密 封 提 供 干 净 的 密 封 气，缓 冲 气等 气 源；保 证 密 封 气、缓 冲 气 必 须 具 有 一 定 压 力、密 封 气 与 被 密 封 气 有 一定 压 差 且 压 差 稳 定 等，利 用

11、干 气 密 封 系 统 可 以 监 控 干 气 密 封 运 转 工 况，确保干气密封长周期安全运行。6/7/2023 17离心压缩机串联式干气密封控制系统6/7/2023 18干气密封控制系统实物图6/7/2023 19七.干气密封操作注意事项l轴的转向要求流体动压效应与槽形有关单向槽型（常用的螺旋槽）干气密封的轴有旋向要求，方向弄反了干气密封工作时，端面无法打开，严重时会引起密封面烧毁。双向槽型(有T形槽、枞树形槽等)适用于轴双向旋转的设备，对轴的转向无要求。l 要求密封气源必须可靠 双端面密封要求气源压力必须高于介质0.15-0.2MPa，一旦气源低于介质压力，介质会反窜密封有被损坏的危险

12、；串联式干气密封(干气密封+机械密封形式)要求密封气压力为0.07-0.5MPa，具体控制值要根据工艺介质压力高低而定，机械密封液的冲洗液压力根据机械密封的要求相对应。l 密封气必须经过过滤器，保证密封气干净(固体杂质颗粒1 微米)。6/7/2023 20七.干气密封操作注意事项l开机前准备若干气密封对设备转向有要求，最好先脱开联轴节单试驱动设备，以确认工作转向。开机前必须对气源及控制系统进行确认，确保控制系统各项参数正常，密封气打开并通到干气密封的相应接口。若无法脱开联轴节而需要确认转向，则必须在密封气源通到位的前提下，以瞬间点动的方式启动主机来确认转向。对双端面干气密封(如1PE M-30

13、1/2301/3301)应先将干气密封的密封气通上，后在机体内充入介质升，否则可能损坏干气密封。6/7/2023 21七.干气密封操作注意事项l开机前准备对串联式干气密封(如2PPG-201和2PE的K-4003)应在机体内进入介质升压后才能对干气密封开通入密封气体和隔离气体并对机械密封通上密封冲洗液。如果2PPG-201先通干气密封的密封气体，则可能损坏机械密封。为防止泵切换时因抽空产生喘振而影响干气密封的稳定性，应将切入的泵腔气体排空。6/7/2023 22七.干气密封操作注意事项l开机注意事项开机初期到机组运行平稳期间，必须多次检查干气密封及其气源控制系统是否有任何异常，一旦有异常应果断

14、处理，必要时立即停车处理。离心式压缩机组和离心泵通常开启时为防止电流过高，通常在吸入开度较小的情况下开机，开启后应及时调整流量，以免使压缩机或泵产生喘振而损坏干气密封。如开机初期密封气流量(即泄漏量)不断增大甚至超过设计最大值或干气密封外壳温度不断上升且高于正常运行温度，则有可能是干气密封安装或是质量有问题，出现类似现象应考虑停机检查。6/7/2023 23七.干气密封操作注意事项l对密封气控制系统定时巡检确认密封气压力是否在规定范围，如有异常需进行调整。确认密封气流量在规定的正常范围，如流量明显增大表明干气密封的密封面可能出现异常，需引起重视。检查密封气过滤器前后压差在正常范围，如压差偏高需考虑切换过滤器并更换滤芯。检查干气密封壳体温度是否在正常范围，如果温度偏高则应引起重视。6/7/2023 246/7/2023 25