离心式压缩机串联式干气密封介绍

离心式压缩机串联式干气密封介绍

王海军

中国天辰工程有限公司300400

摘要：本文主要介绍了丙烯制冷压缩机串联式干气密封的结构、一级密封气系统、二级密封气系统、隔离气系统及放空气控制系统、报警及与处理措施、注意事项等。

关键词：干气密封；一级密封气；增压泵系统；二级密封气；隔离气

1.绪论

丙烯制冷压缩机组的轴封采用约翰克兰工厂生产的集装式TM02E型带中间迷宫的串联干气密封。

带中间进气的串联式干气密封其结构是在串联式干气密封的两级之间加入迷宫密封结构。所用气体除工艺气本身以外，还需另外引一路氮气作为第二级密封与中间迷宫间的使用气体。当一级密封失效时，第二级密封可以起到辅助安全的作用。

2.干气密封系统

2.1干气密封系统

干气密封系统包括一级密封气系统、二级密封气系统、隔离气系统、一级密封泄漏系统、二级密封泄漏放空系统和润滑油烟气放空系统以及干气密封增压单元。

正常运行时，压缩机出口气作为一级密封气气源。低压氮气作为开、停机时一级密封气气源（或增压泵启动提供密封气）。低压氮气作为二级进气和隔离气的气源。

2.2一级密封气系统

一级密封气流程：压缩机正常运行时，采用机组出口气（1.702MPaA，75.94℃）作为一级密封气源，该气源经N1A法兰接口进入干气密封系统盘后经过滤器F1（或F2）过滤达到1μ精度，再经一级密封气进气管路气动薄膜调节阀PDCV-X0682，调整为火炬线以上100KPa和平衡管压力以上80Kpa的较高值，然后经A1*、A2*法兰接口进入低、高压端一级密封腔。一级密封气绝大部分经机组迷宫返回到机内，阻止机内气体外窜污染密封，少量气体经密封端面泄漏至一级密封排放腔体[1]。见图1。

图1干气密封系统简图

2.3增压泵系统系统

开、停车或滞止状态时，如一级密封气源压力较低不能满足流量要求，可使用系统增压装置使机组迷宫处一级密封气保持正向流动，其流程为：一级密封气通过V12、V14，进入增压泵P-X0681压缩腔体，被增压的气体进入缓冲罐R1稳压，然后经F5过滤器过滤后由流量计FIT-X0685监测增压气体流量，之后通过V15、V13阀门返回到一级进气管线单向阀V20下游；增压泵驱动气（氮气）经过滤减压阀PCV-X0682、开关阀SV/XV-X0681进入增压泵驱动腔体使增压泵运行；增压泵泄漏气经限流孔板RO5、单向阀V49进入放火炬管线。

2.4二级密封气系统

0.45MPaG低压氮气经N2法兰进入干气密封系统盘，经过滤器F3（或F4）过滤达到1μ精度，通过自励式减压阀PCV-X0681将其压力稳定在0.3MPaG，然后分为四路，其中两路作为二级密封气，一路经低压端流量计FI-X0681、阀门V39，另一路经过高压端流量计FI-X0682、阀门V40分别将其流量调整为16Nm3/h，然后经C1*、C2*法兰接口进入低、高压端二级密封腔。二级密封气主要是阻止从一级密封端面泄漏的工艺气进入二级密封端面，其绝大部分气体经中间迷宫与一级密封泄漏气混合后高点放空，少量经二级密封端面泄漏后高点放空。

2.5隔离气系统

经自励式减压阀PCV-X0681稳压后的另两路氮气，通过音速孔板RO1、RO2限流减压后经E1*、E2*法兰接口进入低、高压端后置隔离密封腔体。进入后置隔离密封腔体内的气体一部分经后置迷宫的前端与二级密封端面泄漏的气体混合后引至安全地点高点放空；另一部分经后置迷宫的后端，通过轴承呼吸帽放空孔就地放空，此部分气体是为了阻止润滑油污染密封端面。

2.6一级排放气系统

一级密封泄漏气排放到火炬管网B进行燃烧，其气来自一级密封泄漏的易燃、易爆工艺气以及通过中间梳齿来的大部分二级密封氮气；二级密封泄漏气高点放空，排向大气D，其气来自二级密封泄漏的氮气以及通过后置密封内侧梳齿的隔离氮气；润滑油烟气放空气直接排至大气，其气来自通过后置密封外侧梳齿的隔离氮气以及轴承润滑油挥发的烟气[2]。

一级密封泄漏气与大部分二级密封气混合后，经低压端限流孔板RO3、流量计FIT-X0683；高压端限流孔板RO4、流量计FIT-X0684汇合后通过N4法兰接口引至室外高点放火炬管线。

3.报警及预处理措施

3．1过滤器滤芯堵塞报警：PDIT-X0681用来检测一级密封气过滤器滤芯的进出压差，40KPa时高报，高报时应更换过滤器滤芯。更换滤芯前，应缓慢打开备用过滤器上下游阀门，再关闭滤芯已堵的过滤器上下游阀门，通过过滤器下面的排放阀泄压后关闭排放阀再更换滤芯。

3．2一级排放气管线流量报警、压差报警及联锁：FIT-X0683、FIT-X0684流量计用来检测一级排放气流量，高报21Nm3/h，高高报26Nm3/h、低报11Nm3/h，高报（高高报）说明一级密封泄漏量较大，持续的高报（高高报）建议停车检查密封。持续的低报表明二级密封泄漏量较大。差压变送器PDIT-X0685A/B/C、PDIT-X0686A/B/C用来检测RO3、RO4孔板前后的压差，达到16KPa时高报，达到25KPa时高高报。任意管线上压差高高报时三取二联锁停机。

3．3二级密封气及隔离气进气压力报警及联锁：PIT-X0684压力变送器用来检测二级密封气及隔离气进气压力，低报0.2MPaG，低报说明二级密封气及隔离气进气压力低，建议依次检查气源压力PI-X0683读数，F3、F4是过滤器否堵塞是否正常，如正常需调整PCV-X0681阀杆。开车前低报禁止润滑油泵。

3．4一级密封气与火炬线压差报警及联锁：PDIT-X0683压差变送器用于检测一级密封气与火炬线压差，低报75KPa，低低报65KPa。低报时应检查火炬线压力是否偏高，一级进气压力是否偏低。

3．5一级密封气与平衡管压差报警及联锁：PDIT-X0682压差变送器用于检测一级密封气与平衡管压差，低报40KPa，低低报20KPa。低报、低低报时应检查一级进气压力是否偏低，平衡管压力是否偏高。

3．6增压泵泄漏压力报警：PIT-X0687压力变送器用于检测增压泵泄漏孔板前压力，高报0.1MPaG，高报时，如火炬背压正常，应检查增压泵是否有异常泄漏，密封圈是否损坏。

4.总结

压缩机必须带压启动，机内压力必须高于火炬压力65KPa以上，否则一级密封上下游可能会形成负压差，启动后会损坏密封。

机组润滑油泵投用前至少十分钟，必须先通后置隔离气，且在正常运行中不可中断；压缩机停车后，后置隔离气必须在润滑油停止供给且回油管路无油流动后至少十分钟后才可关闭。

为防止机内气体反窜污染一级密封端面，机组进气及投入一级密封补充气前必须首先投入一级密封气。开车前（或机组盘车时），压缩机应带压启动，一级密封气压力必须高于一级排放气压力，否则，一级密封端面会形成反压，造成密封损坏。

参考文献：

[1]杨富来.干气密封技术及实际运用[J].石油化工设备技术，2004，25（3）：64-65.

[2]张锡德，邵士铭，张中亚，等.串联式干气密封在合成气压缩机上的运用[J].石油化工设备技术，2012，33（4）：