富气压缩机密封技术改造与试验研究参考文本
催化裂化装置富气压缩机轴端密封的改进的开题报告
催化裂化装置富气压缩机轴端密封的改进的开题报告1. 研究背景石油、天然气等化石燃料的需求不断增加，催化裂化装置的应用越来越广泛。
催化裂化装置中，富气压缩机作为关键设备之一，其轴端密封的稳定性和可靠性直接影响生产效率和经济效益。
目前，富气压缩机轴端密封存在着泄漏、磨损、故障等问题，因此需要进行改进优化。
2. 研究目的本次研究旨在改进催化裂化装置富气压缩机轴端密封，提高密封的稳定性和可靠性，减少泄漏、磨损、故障等问题，进一步提高催化裂化装置的生产效率和经济效益。
3. 研究内容（1）分析目前富气压缩机轴端密封的问题；（2）研究常用的轴端密封结构和材料，选择合适的轴端密封方案；（3）进行数值模拟和实验分析，评估改进方案的性能；（4）制备轴端密封的样品进行试验验证；（5）总结改进方案的优缺点。
4. 研究意义本次研究对于提高催化裂化装置的生产效率和经济效益具有重要的意义。
通过对富气压缩机轴端密封的改进，可以有效解决密封泄漏、磨损、故障等问题，提高运行稳定性和可靠性，最终降低生产成本，增强企业的竞争力。
5. 研究方法本次研究采用了实验和数值模拟相结合的方法。
通过对常用的轴端密封结构和材料进行研究，选择适合催化裂化装置的轴端密封方案。
利用数值模拟软件对改进方案进行性能评估，在实验室制备轴端密封样品进行试验验证，最终总结改进方案的优缺点。
6. 计划进度本次研究预计分为以下几个阶段：（1）文献阅读和综述，调研轴端密封的相关知识和研究情况，分析当前轴端密封存在的问题；（2）研究轴端密封结构和材料，初步确定改进方案；（3）利用数值模拟软件对改进方案进行性能评估；（4）制备轴端密封样品进行试验验证；（5）总结改进方案的优缺点，撰写论文。
焦化富气压缩机干气密封磨损原因探讨
1 概述洛阳延迟焦化富气压缩机型号为2MCL458-16，其干气密封由前置气系统、主密封气系统、隔离气系统三部分组成。
富气压缩机是延迟焦化装置重要设备之一，从2014年5月起，压缩机主密封气流量由正常值0.5～0.7Nm3/h升高到2Nm3/h报警值，通过检修发现前置气迷宫密封磨损严重，干气密封动静环间存在固体颗粒，动环表面已经被磨出圆形刮痕，驱动端（高压端）干气密封端面结焦严重，密封结构已将遭到破坏，如果继续使用，将会造成装置重要设备的损害并影响装置的平稳生产。
2 原因分析迷宫密封及主密封失效的主要原因是压缩机的操作工况波动过大造成的，过大的操作波动会加速焦粉的携带，这些焦粉不断的冲蚀迷宫密封面造成梳齿的磨损，使迷宫密封起不到降压隔离的作用，富气向主密封系统泄漏，从而损坏主密封面气膜的构建，这就造成主密封气量过高。
为了进一步分析，本文将从四个方面进行论述：2.1 压机入口富气量的影响焦化装置为间歇式生产，在一个生焦周期内，焦化气压机负荷呈周期性变化，在小吹气阶段，分馏塔油气量增多，压机入口富气量增大到18000Nm3/h左右，而在大吹气时，由于处理塔油气改到放空系统，分馏油气量又会下降到16000 Nm3/h左右，在流量大幅波动下，富气气流呈现不稳定的流动状态，这对压机运行工况冲击很大，交变的流量作用在干气密封处，会使主密封气膜无法保持在相对稳定的状态，密封效果减弱。
同时装置目前回炼来自柴油加氢的轻烃（主要是干气和液态烃），轻烃被引至焦化气压机入口，流量约1500～2000 Nm3/h，在轻烃回收期间，焦化装置的气压机组运行负荷较高，尤其遇到焦炭塔小吹汽，此阶段富气量较为充足难以控制，富气流量也会超过18000 Nm3/h。
研究表明，材料磨损率与速度的2.2—2.4次方成正比关系，在密封高压侧即气压机二段入口处，当压机流量增加到18000 Nm3/h时，DN300的管径内富气流速达到672m/s，这部分高速气流不断冲刷迷宫密封，会造成迷宫密封的磨损。
焦化富气压缩机轴封失效原因分析及改进措施
焦化富气压缩机轴封失效原因分析及改进措施钟策;毕志刚【摘要】介绍了焦化装置富气压缩机密封系统流程和轴端密封结构.阐述了自投产以来3次轴端梳齿密封出现的故障现象,对故障原因进行了分析排查,确定了冲蚀是造成轴端密封损坏的主要原因.通过对比PEEK和LD10的材料性能和结构的差别,提出轴端密封改为PEEK复合密封的方案,特别介绍了PEEK材料在设计中的注意事项.通过一段时间的运行,确定改善效果明显,这对国内离心压缩机密封改造有着重要的参考意义.【期刊名称】《压缩机技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】6页(P42-46,61)【关键词】PEEK;梳齿密封;焦化装置;富气压缩机【作者】钟策;毕志刚【作者单位】中国石化北海炼化有限责任公司,广西北海536000;中国石化北海炼化有限责任公司,广西北海536000【正文语种】中文【中图分类】TH45中国石化北海炼化有限责任公司120万t/a延迟焦化装置中富气压缩机0204-C-201（以下简称C-201），为水平剖分结构。
该压缩机自2012年1月投入生产运行以来，轴封多次出现损坏，造成压缩机蒸汽功耗增加。
自该机轴封出现故障后，对其轴封系统进行分析和优化改造，使该机轴封系统运行平稳，保障了焦化富气压缩机组安全、高效、平稳运行。
2.1 机组简介压缩机组C-201由沈阳透平机械股份有限公司制造，型号为2MCL527，压缩机由一缸二段组成。
为了避免压缩机出口超温，提高压缩机效率，达到需要的压缩比，在低压缸与高压缸之间设计冷却系统，以降低排气温度，排除冷凝液，机组流程见图1。
压缩机高低压缸均为水平剖分壳体，气体进出口均向下，级间密封和叶轮口圈密封为迷宫式，压缩机的轴端密封采用四川日机密封件有限公司的双端面干气密封。
2.2 密封系统流程如图2所示，两路前置气（缓冲气）：一路进入高压端密封腔，另一路进入低压端密封腔，进入前置密封腔的气体（一般为氮气）主要是防止机体内介质污染密封面，同时作为主密封气的控制压力基准，前置气的消耗靠孔板来控制；两路主密封气：一路进入高压端主密封腔，一路进入低压端主密封腔。
2MCL527-5型富气压缩机的轴封改造
原理和结构， 以及将油膜浮环密封改为双端面干式气体密封的情况及效果。 关键词
我公司 ! ( 催化车间使用的富气压缩机为国 其介质为催化 产 !"#$%!& ’ % 型离心式压缩机， 富气， 额定流量 )*&&+,- / 0， 轴功率 !*++12， 入口
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隙流动中会产生静动力作用力， 从而使浮环相对 于轴起自定中心的作用。
图) 浮环密封
浮环密封的内外浮环通过小间隙节流分别限 制内外泄漏量， 是一种液体节流式非接触密封。 由于内侧回油与密封气接触易被污染， 故内环间 隙比外环小些， 以减小内侧回油量。同时在内泄 漏的前端气封处注入高于被密封气压力 +3+% 8 防止密封油被富 3+)"45 的密封气作为隔离气， 气污染。密封气为氮气或经过脱硫后的干气。 )3! 原轴封存在的问题 （)） 机组运行一段时间后， 浮环就出现磨损， 间隙增大， 从而导致密封件失效。)**6 年 * 月 )& 日就因浮环磨损， 封油大量泄漏而停机抢修。 （!） 封油系统复杂， 辅助设备多， 以及电、 仪自 控元件多， 使用可靠性下降， 维护、 维修任务重。 （.） 干气质量难保证， 对封油造成污染， 封油
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经验交流
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长岭炼油化工有限责任公司 要 马文义 贺旺军
干式气体密封的基本 介绍了 !"#$%!& ’ % 型压缩机浮环密封的失效情况， 压缩机 浮环密封 螺旋槽 双端面干气密封
富气压缩机轴端密封改造
转子上原用 于安装 ０型 圈的台阶 干气密封是采用 “ 以气 封气” ， 流体动 、 静压结合 的非接 触式 机械 密封。其密封结构与普通 密封结构相似 ． 所 不同的是 ． 动静 环密封面 宽， 通过 在密封面上加工举 升结构 ． 能 同时实现非接触特性 和形成 流 体膜 。 如图 ２ 所示 的单 向螺旋槽是实现非接触的有效方式 当轴开始 旋转 ， 气体在密封 面间被压缩 ． 然后扩展 到整个密 封坝 ． 这样就形成 了 足够 的开启力 ， 运行 中密封面分离开几个 纳米 因为没有摩擦接触 ． 所 以就 消除了磨损 ， 延长 了密封件寿命。 干气密封有 一定 的设计泄漏量。 少量 的泄漏气体可 以将密封面间持续的剪切气流产生的热量带走 与 双端面机械密封相 比较 ． 其泄漏量要小得多
表 １ 压 缩机 组 性 能 参 数 表
编 号 型 号 进 口容 积 进 口 进 口 出 口压 出 口 额 定 临 』 流 量 ＮＭ３ ／ 压 力 温 度 温 功 率 转 ｉ Ｍ ｉ ｎ Ｍ ｐ ａ ℃ 力 Ｍ Ｐ ａ 度℃ Ｋ Ｗ ｐ
图１ 双 端 面 机 械 密 封 结 构 机５ ０ ４ ／ ２ 采用双端面机械密封 ． 该密封有两对 背靠背摩擦副 ． 动静 环均为进口 Ｓ ｉ Ｃ 材质 外部 润滑油系统供给密封油至密封腔 ． 起封堵 、 润滑 、 冷却 、 冲洗作用。 控制封液压力 比内侧隔离气至少高 ０ ． ０ ６ Ｍ ｐ ａ 其 结构特点如图 １ （ 标注黄色为进油 ． 蓝色 回油） 双端面机械密封所须密封油 由本机组 的润滑油站集 中提供 润滑 油 由调节阀定压后进入密封油总管 ． 然后 向机 械密封供油 进入机械 密封的油分 三路流出 ： ①一路外环 回油 ： 沿大气侧 密封面流人压缩 机轴承箱 ． 因未与富 气接触 ． 其与轴承油回油混合后 返回油箱 ②另一路是 内 环 回油： 沿富气侧密封面流人压缩机轴端拉别令密封 和机械密封之间聚集污油的空腔 内．与空腔 内的少量富气混合后形成污 油， 以污油排出口流出压缩机． 流入油气分离器 混入污油的富气大部分在 油气分离器中分离出来 ． 进入放火炬管道 经分离后的污油流 人 脱气槽将 残留在油 中的富气脱净后再返回油箱 ． 此路的油流量每天约有 １ ５ Ｌ ③再一路是冷 却油 ： 流经 机械 密封动静环等 部件 ． 带走 由摩擦 产 生 的热量后流出压缩机 ． 流入 密封回油管道后返 回油箱 在２ ０ ０ ８ 大修后的一 个检修周期 内． 三次 因机封失效 ． 致使机组故 障停机。密封故障原因为 ： 密封随动性 能较差 ， 在机组出现流量和压力 大幅波动时． 动静环打开无法及时复位 ． 密封油通过 内环回油通道泄漏 进机组 ． 内环回油与高温富气接触 ， 高温不但使 Ｏ型圈过早老化失效 ． 更使润滑油在密封面结焦 ， 弹簧失弹 ． 密封性 能持续恶化。外在表现为 回油管线表面温度高 ． 润滑油进入富气机组致使汽油胶质不合格
富气压缩机干气密封系统典型故障及处理
富气压缩机干气密封系统典型故障及处理潘从锦;赵新奎;阿不力克木·肉孜【摘要】介绍了催化裂化装置富气压缩机干气密封系统的结构及其运行参数的监控. 对干气密封系统在运行中出现润滑油进入密封腔、氮气携带杂质、富气返混结垢等问题进行了分析, 并采取了相应的处理措施, 使得干气密封系统运行平稳. 在此基础上, 提出了提高密封气和缓冲气差压的建议. 只有对干气密封系统精心安装、精心维护, 提供稳定的干燥、洁净的气源, 采取有效的辅助密封措施, 采用合适的操作温度和工作压力, 改善工艺介质, 优化干气密封系统运行环境, 才能保证其长周期安全运行.%The structure of a dry gas seal system of the rich gas compressor of the cat-cracker as well as its parameter monitoring methods are introduced. Meanwhile the typical malfunctions of the dry gas seal system, such as the lube leakage as well as the nitrogen impurities and the scaling, are analyzed and effectively handled to ensure the stable operation of the dry gas seal system. On that basis, the suggestions on increasing the differential pressure between the seal gas and buffer gas are provided, followed by the conclusion that the long-term safe operationcan be guaranteed under the careful installation and maintenance, dry and clean gas supply, effective auxiliary seal measurement, proper operating temperature and working pressure, modified process medium and optimized operating environment.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2015(036)005【总页数】4页(P47-50)【关键词】压缩机;干气密封;O形密封圈;故障【作者】潘从锦;赵新奎;阿不力克木·肉孜【作者单位】中国石油克拉玛依石化分公司;中国石油克拉玛依石化分公司;中国石油克拉玛依石化分公司【正文语种】中文【中图分类】TQ051.31 富气压缩机简介某石化公司催化裂化装置富气压缩机是调节反应压力，将分馏塔顶的富气压缩输送至稳定系统的关键设备。
富气压缩机密封改造
摘要： 论述 了富气压缩机封 系统改造。分析 了原 轴封 系统存 在的 问题 ， 出 了改造 方案 ， 提 进行 了技
术经济分析 。通过将原 浮环密封改造 为千 气密封 ， 功地 解决 了原轴封暴露 的缺 点 ， 长 了轴封使 用寿 成 延
命 ， 高了可靠性 ， 少 了运 行成本 ， 提 减 实现 了零选 出， 方便 了整套 系统 的维护 ， 实现 高 自动化控制。 关键 词 ： 干气 密封 ； 富气压缩机 ； 技术改造
１ 富气压缩机原 轴封系统存在 的问题
中国石油抚顺石化分公司南催化车间， 富气压缩 机其 密封形式 为浮环密 封 。其结 构存在 以下问题 ：
（） １ 因其 本 身 的结 构 所 限 ， 态 泄 漏 必 然 存 在 静
且 较大 ， 在污染 工艺 气 的可 能 ； 存
器的处理能力 ， 则多余的 内泄漏密封 油会进入压缩
ｃｉ ｅ ｅ ｓａｅ ｆ ｉｔ ｅ ｈ ｍ ｔ ａｃ ｆｈ ｎ ｒ ｓｓ ｍ，ｃｉ ｅ ｉ ｕｏ ａ ｏ ｏｔ １ ｈｅ ｄｚｒ ｅｃｐ ， ｃ ｉｔｄｔｅｍ ｎｅ ｎｅｏ ｅｅｔｅ ｙｔ ａｈｅ ｄｈｇ ａｔｍ ｔｎｃｎｒ ． ｖ ｏ ａ ｌａ ｎ ｔ ｉ ｅ ｖ ｈ ｉ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ａ ｅ ； ｅ ａ ｍｐ ｅ ｓ ｒ ｔ ｃ ｎ ｃ ｅ ｏ ｓｒ ｃｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｇ ｓ ｓ ａ Ｗ ｔＧ ｓＣｏ ｒ ｓ ｏ ；ｅ ｈ ｉａ ｒｃ ｎ ｔｕ ｔ ｙ ｌ ｌ ｏ
机 内污染 介质 ；
（ ） 作 的不 稳 定 性 。浮 环密 封 的油 气 压 差 一 ５操 般有严 格 的控 制 ， 过 调 节 阀控 制 高位 油 箱 液 位 来 通
保证压差 ， 调控 比较繁琐 、 困难 。油气压差高 ， 内 则 泄漏 大 ； 油气 压差 低 ， 工艺 气 可 能 窜 至 密 封 油 中 。 则
富气压缩机轴端密封的选择
离心式富气压缩机轴端密封的选择吴 涛/蓝星（天津）化工有限公司丁进佰/约翰克兰鼎名密封（天津）有限公司摘要：简介了浮环密封、双端面干气密封及串联式干气密封的工作原理和结构，比较了其优缺点。
得出选择双端面干气密封做轴端密封为最佳的结论。
关键词：离心式压缩机；轴端密封中图分类号：TH452 文献标识码：B文章编号：1006-8155（2008）06-0031-04The Selection of Shaft-end Seal in Centrifugal Compressor with Rich GasAbstract: This paper has introduced the working principle and structure of floating ring seal, double faces dry gas seal and tandem dry gas seal. The advantages and disadvantages of above seals show that double faces dry gas seal is the perfect selection for shaft-end seal.Key words: centrifugal compressor; shaft-end seal0 引言目前，石化行业普遍应用透平压缩机来输送各种气体，我公司170万吨 /年催化裂化装置用富气压缩机采用离心式压缩机，介质为富气 ,属易燃 、易爆气体 ,不允许有泄漏 。
该机组是装置的核心设备 ,运行可靠性将直接制约着装置的安全 、稳定 、长周期运行 。
为了防止或限制工艺气体沿压缩机轴端泄漏，必须采用有效的轴端密封装置。
富气压缩机轴端密封形式有浮环密封、双端面干气密封、串联式干气密封。
1 机组简介压缩机选用沈阳鼓风机集团有限公司的产品 ,型号：2MCL1207，功率11239 kW ，正常转速3764r /min ，进口流量96000 m 3/h ，进口表压0.018 MPa ，出口表压1. 5 MPa ，进口温度40 ℃，出口温度112.9 ℃。
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富气压缩机密封技术改造与试验研究参考文本
In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each
Link To Achieve Risk Control And Planning
某某管理中心
XX年XX月
富气压缩机密封技术改造与试验研究参
考文本
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近几年来，透平压缩机通常用来输送大多数危险性工
艺气体，这就要求其轴端密封达到介质的零泄漏或零逸
出。
因此对压缩机原接触式机械密封进行技术改造。
通过
多种密封的性能研究对比，将其改造为非接触式双端面干
气密封，并附加测控系统保证干气密封的安全稳定运行。
经过试验验证，双端面干气密封应用于富气压缩机上是完
全可行的，成为高速透平压缩机轴端密封的首选。
透平压缩机是石化、炼化、乙烯厂、等企业的核心装
置，其性能的好坏直接决定整个车间的运行效率。
然而，
压缩机用机封又是决定其正常开启的关键技术之一。
随着石化及能源工业的发展,透平压缩机的工作参数也
越来越高,对所用机封的要求也越来越严格。
截止目前，透平压缩机密封经历了三个阶段：迷宫密封；浮环密封；接触式机械密封。
压缩机常用的几种密封形式
1.1迷宫密封
迷宫密封是利用流体流经一系列节流间隙与膨胀空腔组成的通道，使其产生节流降压效应，从而减小流体泄漏的一种密封，功耗少，使用寿命长，成本低，维护方便。
但也有不足之处，如密封元件加工精度高，装配较为困难；设计或组装不良，易产生较大泄漏。
炼油、化工等行业危险性工艺气体压缩机将使用更为先进的密封形式。
1.2浮环密封
浮环密封属于非接触式密封，寿命长，可靠性高，适用范围广。
但由于其内泄漏较大，回收处理设备较复杂，易对润滑油造成污染和影响产品质量，运行成本高等缺
点，该密封正在被其它更先进的密封形式所取代。
1.3接触式机械密封
接触式机械密封是依靠静环和动环端面的相互贴合并相对滑动而形成密封的，具有密封性能好、泄漏量少、功耗低、使用周期长等优点；但也不乏其制造精度高、价格较贵、维修不便等缺点。
非接触式机械密封
对原机组密封进行技术改造，采用非接触式双端面干气密封：
干气密封是一种气膜润滑的流体动、静压相结合的非接触式机械密封，在其核心部件表面刻有特殊的螺旋槽。
其工作原理如图1，当动环旋转时，被密封的气体沿周向被吸入螺旋槽内，由外径朝向中心，径向分量朝向密封堰流动，密封堰阻止气体流向中心，从而气体被压缩引起压力升高，密封端面间隙得到动态稳定并形成具有一定厚度要
求的气膜。
主要用来密封旋转流体机械中的气体或液体介质，具有低泄漏率、无磨损运转、寿命长、操作简单可靠等特点。
双端面干气密封是在两个密封之间注入惰性气体作为隔离气体和缓冲气体，从而确保大气侧和被密封气体侧泄漏的气体均是惰性气体。
在不允许工艺气泄漏到大气且允许隔离气进入机内时，常选用该密封结构，如有毒或易燃易爆的氢气、氯气、一氧化碳气和富气压缩机上。
试验研究
3.1 试验测控系统
富气属于易燃易爆的危险性气体，必须确保零逸出，否则会对环境造成严重的影响。
因此密封气源应选低压氮气，同时鉴于干气密封间隙非常小，需要一套测控系统为其提供洁净的密封气并监控其运行。
测控系统的主要流程：
3.1.1主密封流程：系统氮气首先经过粗过滤器以及精过滤器，然后分别通过高、低压端流量计进入主密封腔。
3.1.2前置密封流程：与主密封气采用同一过滤气源，然后通过限流孔板进入密封腔与平衡腔之间的缓冲气腔，其作用是防止压缩机内的工艺气体对干气密封造成污染，破坏密封的正常工作。
3.1.3后置密封流程：另一路经过滤后的氮气，通过限流孔板进入主密封腔与轴承之间的后置密封腔，防止润滑油进入密封端面，破坏密封的正常工作。
3.2 试验结果
试验性能要求：密封压力P≤2MPa时，密封端面泄漏量不大于3Nm3/h。
试验主要通过密封气泄漏量来监测干气密封的运行情况，当泄漏量超过一定值时，表明干气密封已损坏。
1.选用双端面单向旋转槽型的密封型式，在设计选型上
是合理的，应用于富气压缩机上是完全可行的；
2.干气密封在实际运行中的稳定性和可靠性主要取决于主密封压力与缓冲气的差压稳定与否，在运行过程中应重点监控；
3.干气密封较原有机械密封可大幅度降低运行成本，经济效益可观，值得在国内石油，化工行业推广。
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