论文部分内容阅读
[摘 要]裂解气压缩机在石油化工企业乙烯装置中是非常重要的设备之一，压缩机组的轴封基本上都选择干气密封技术。本文提出了干气密封失效的表现，对影响压缩机的干气密封的相关因素进行了分析，并提出了维护压缩机干气密封长期运行的主要措施。
[关键词]裂解气、压缩机、干气密封、失效、措施
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0177-01
一、概述
裂解气压缩机用于提高裂解气的静态焓和压力，以为后序分离提供足够的能量，最终得到聚合级乙烯产品。为了保证后续分离技术要求，降低投资及操作费用，裂解气压缩机必须要有一个比较合理的结构。？干气密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触性运行。由于密封采取非接触性的运行方式，因此其密封的摩擦副材料基本不会受到PV值的任何影响，尤其在高压设备、高速设备中应用，具有良好前景。干气密封的应用解决了困扰高速离心压缩机运行中的轴封问题，密封使用寿命及性能都得到了很大提高，为机组稳定，长周期运行提供了保证，因此该技术的应用范围进一步扩大，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。
二、干气密封失效的表现
2.1 轻度失效
轻度失效一般是由于密封槽遭到液相组分或是固体颗粒物的污染，导致密封槽的泵送能力降低，前者还有可能因摩擦出现气化出现气锤效应，结果就是气膜的厚度和压力不稳定，严重的可能会出现端面接触，进行摩擦，密封的端面产生磨痕，这种端面的问题还会使气膜的厚度和压力变得更加的不稳定。轻度失效可以在监控下运行，同时择机停车进行更换。？
2.2 重度失效
重度失效普遍是由于在轻度失效情况下长时间进行作业造成的。干气密封的端面并不具备自我修复能力，一旦出现磨痕，抗干扰能力就会降低，密封面的接触时间和机会就会增加，摩擦产生的热量就会造成端面的裂纹；此外，密封端面的制作材料如果选择的不合理也会导致端面裂纹产生。一旦出现重度失效必须要及时停车，进行密封更换，以免事故发生。
三、影响干气密封的相关因素
有关干气密封技术的运行技能，主要集中于密封运行的稳定性及使用寿命方面。而气膜的厚度参数，将对干气密封的泄漏量产生直接影响，即在干气密封技术运用过程中，会在密封面形成诸多间隙。一般情况下，对干气密封的性能产生影响的主要参数为密封操作参数与密封结构参数两种形式。具体分析如下。
3.1 密封操作因素
1）密封直徑、转速的影响作用。经大量实践表明，密封的直径作用越大，则转速越高；密封的环线速度越快，则干气密封形式产生的泄漏量就越多。
2）密封气压的影响作用。一般情况下，如果存在干气密封的工作间隙，则其中压力越大，发生气体泄漏的可能性就越大。
3）工作介质温度、粘度的影响作用。有关工作介质温度产生的影响作用，主要原因是考虑到温度的影响，直接作用到介质粘度中。随着介质粘度的增加，动压效应有所增强，且气膜的厚度加重，同时加大了密封间隙中阻力。这种情况下，不会对密封泄漏量产生过大影响。
3.2 密封结构因素
1）动压槽的形状。以流体力学理论为出发点，在干气密封技术的端面形成沟槽，无论是何种形状，都将受到动压效应影响。尤其在数螺旋槽中，产生极大流体动压效应，且作用在干气密封动压槽中，产生一定气膜刚度，利于密封稳定性的提高。
2）动压槽的深度。如果干气密封流体的动压槽深度和气膜厚度处于同一个量级，则干气密封的气膜刚度处于最大值。在实际应用过程中，一般将干气密封的动压槽控制在3微米～10微米的厚度。
3）动压槽的数量。以实践数据来看，如果干气密封的动压槽数量趋向无限，则动压效应不断增强。但是如果动压槽的数量达到一定值，继续增加槽数，不会对干气密封的性能再产生影响。三、干气密封的安装的解决对策。
四、维护干气密封长期运行的主要措施
4.1 防止干气密封内进入液体的措施
1）避免密封内进入油类物质。为避免氮气气源压力过低，需将氮气发生器装置出口压力信号远传至中心控制室，增加低于0.4MPa报警提示，确保及时调整或排除故障。为防止在装置停运过程中润滑油渗入干气密封内。要保证在压缩机停机时不能过早的关断隔离气，需在油泵停运后，且高位油箱的润滑油完全退净，压缩机组回油看窗无油流时关闭隔离气供气阀。
2）避免密封内进入烃类物质。将来自增压机出口分离器的干气密封气源管线上加装电伴热和保温，保持主密封气温度在20度以上，可以有效降低凝析液烃的产生。
4.2 防止干气密封内进入固体杂质
1）提高纯净度，保证密封气质量。主密封气过滤由两个粗过滤器、两个精过滤器并联组成，正常情况下各处于一开一备，连续过滤，过滤精度为1微米，以保证过滤后的气体能顺利通过密封端面而不会对端面造成损伤。运行时要记录好密封气过滤器压差，当压差升高时及时切换过滤器，并定时更换密封气过滤器的芯子，确保密封气质量。
2）彻底清理气路内杂质。密封拆下后必须对管线进行吹扫。同时，在工程建设时要重点对各个密封气体管路进行彻底清理，冬季施工要清除掉冻结在管线内的杂质，防止运行时气路中的杂质进入密封内，损坏密封。
3）保证充足的主密封气供给。在压缩机启机后，应及时切换成增压机出口干气作为主密封气，必须保证在工艺气进入压缩机气缸前先投主密封气，可防止工艺气夹带的杂质串入干气密封内，造成密封面损坏，密封失效。
4.3 最大限度减少密封面干摩擦
1）采取疏或堵的方式消除压缩机反转。疏，即在压缩机三级出口线加装紧急泄压阀，当压缩机停机时，可以将压缩机出口气通过紧急泄压阀泄放掉，进而避免因压缩机入口放空导致高压区气体流向低压区造成反转。堵，即在压缩机各级出口线上加装单流阀，当压缩机停机时单流阀可以阻止各级出口的高压气体反向流动，有效防止压缩机转子反转。
2）严格控制盘车时间和停机频次。在装置停机或开车过程中，对压缩机进行盘车是一项重要的设备维护措施。但由于盘车转速只有16r/min，为了减少对干气密封损害，盘车时间不得超过10分钟，并制定和切实贯彻标准化操作规程以及严格的监管、考核制度，确保操作人员严格执行操作规程。同时，装置运行过程中要尽最大可能减少停机频次，严格按照设备说明书和停机维护手册进行维护保养，对于突发性停机事件和故障停机，必须及时查找并彻底处理存在的全部问题，最大限度减少对干气密封造成磨损的机会。
结束语
裂解气压缩机作为乙烯装置的核心设备，需要大规模的生产装置，一旦机组出现异常或是停机，对化工企业就会造成巨大的损失。同时，大型的压缩机组，所需要的干气密封尺寸也会增加，密封备件的成本也会提高。所以，必须要对机组进行日常维护管理，仔细的进行操作，进行相应的检查、维护工作，以免裂解气压缩机在运行的过程中出现异常状况，避免机组出现停机现象。
参考文献
[1] 张书波.离心压缩机干气密封系统泄漏的全面分析[J].设备管理与维修，2013（02）.
[2] 王蕾.干气密封系统失效分析及运行维护探讨[J].化工管理，2013（22）.
[3] 何明珍.合成气压缩机干气密封失效分析与故障处理[J].风机技术，2013（04）.
[关键词]裂解气、压缩机、干气密封、失效、措施
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0177-01
一、概述
裂解气压缩机用于提高裂解气的静态焓和压力，以为后序分离提供足够的能量，最终得到聚合级乙烯产品。为了保证后续分离技术要求，降低投资及操作费用，裂解气压缩机必须要有一个比较合理的结构。？干气密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触性运行。由于密封采取非接触性的运行方式，因此其密封的摩擦副材料基本不会受到PV值的任何影响，尤其在高压设备、高速设备中应用，具有良好前景。干气密封的应用解决了困扰高速离心压缩机运行中的轴封问题，密封使用寿命及性能都得到了很大提高，为机组稳定，长周期运行提供了保证，因此该技术的应用范围进一步扩大，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。
二、干气密封失效的表现
2.1 轻度失效
轻度失效一般是由于密封槽遭到液相组分或是固体颗粒物的污染，导致密封槽的泵送能力降低，前者还有可能因摩擦出现气化出现气锤效应，结果就是气膜的厚度和压力不稳定，严重的可能会出现端面接触，进行摩擦，密封的端面产生磨痕，这种端面的问题还会使气膜的厚度和压力变得更加的不稳定。轻度失效可以在监控下运行，同时择机停车进行更换。？
2.2 重度失效
重度失效普遍是由于在轻度失效情况下长时间进行作业造成的。干气密封的端面并不具备自我修复能力，一旦出现磨痕，抗干扰能力就会降低，密封面的接触时间和机会就会增加，摩擦产生的热量就会造成端面的裂纹；此外，密封端面的制作材料如果选择的不合理也会导致端面裂纹产生。一旦出现重度失效必须要及时停车，进行密封更换，以免事故发生。
三、影响干气密封的相关因素
有关干气密封技术的运行技能，主要集中于密封运行的稳定性及使用寿命方面。而气膜的厚度参数，将对干气密封的泄漏量产生直接影响，即在干气密封技术运用过程中，会在密封面形成诸多间隙。一般情况下，对干气密封的性能产生影响的主要参数为密封操作参数与密封结构参数两种形式。具体分析如下。
3.1 密封操作因素
1）密封直徑、转速的影响作用。经大量实践表明，密封的直径作用越大，则转速越高；密封的环线速度越快，则干气密封形式产生的泄漏量就越多。
2）密封气压的影响作用。一般情况下，如果存在干气密封的工作间隙，则其中压力越大，发生气体泄漏的可能性就越大。
3）工作介质温度、粘度的影响作用。有关工作介质温度产生的影响作用，主要原因是考虑到温度的影响，直接作用到介质粘度中。随着介质粘度的增加，动压效应有所增强，且气膜的厚度加重，同时加大了密封间隙中阻力。这种情况下，不会对密封泄漏量产生过大影响。
3.2 密封结构因素
1）动压槽的形状。以流体力学理论为出发点，在干气密封技术的端面形成沟槽，无论是何种形状，都将受到动压效应影响。尤其在数螺旋槽中，产生极大流体动压效应，且作用在干气密封动压槽中，产生一定气膜刚度，利于密封稳定性的提高。
2）动压槽的深度。如果干气密封流体的动压槽深度和气膜厚度处于同一个量级，则干气密封的气膜刚度处于最大值。在实际应用过程中，一般将干气密封的动压槽控制在3微米～10微米的厚度。
3）动压槽的数量。以实践数据来看，如果干气密封的动压槽数量趋向无限，则动压效应不断增强。但是如果动压槽的数量达到一定值，继续增加槽数，不会对干气密封的性能再产生影响。三、干气密封的安装的解决对策。
四、维护干气密封长期运行的主要措施
4.1 防止干气密封内进入液体的措施
1）避免密封内进入油类物质。为避免氮气气源压力过低，需将氮气发生器装置出口压力信号远传至中心控制室，增加低于0.4MPa报警提示，确保及时调整或排除故障。为防止在装置停运过程中润滑油渗入干气密封内。要保证在压缩机停机时不能过早的关断隔离气，需在油泵停运后，且高位油箱的润滑油完全退净，压缩机组回油看窗无油流时关闭隔离气供气阀。
2）避免密封内进入烃类物质。将来自增压机出口分离器的干气密封气源管线上加装电伴热和保温，保持主密封气温度在20度以上，可以有效降低凝析液烃的产生。
4.2 防止干气密封内进入固体杂质
1）提高纯净度，保证密封气质量。主密封气过滤由两个粗过滤器、两个精过滤器并联组成，正常情况下各处于一开一备，连续过滤，过滤精度为1微米，以保证过滤后的气体能顺利通过密封端面而不会对端面造成损伤。运行时要记录好密封气过滤器压差，当压差升高时及时切换过滤器，并定时更换密封气过滤器的芯子，确保密封气质量。
2）彻底清理气路内杂质。密封拆下后必须对管线进行吹扫。同时，在工程建设时要重点对各个密封气体管路进行彻底清理，冬季施工要清除掉冻结在管线内的杂质，防止运行时气路中的杂质进入密封内，损坏密封。
3）保证充足的主密封气供给。在压缩机启机后，应及时切换成增压机出口干气作为主密封气，必须保证在工艺气进入压缩机气缸前先投主密封气，可防止工艺气夹带的杂质串入干气密封内，造成密封面损坏，密封失效。
4.3 最大限度减少密封面干摩擦
1）采取疏或堵的方式消除压缩机反转。疏，即在压缩机三级出口线加装紧急泄压阀，当压缩机停机时，可以将压缩机出口气通过紧急泄压阀泄放掉，进而避免因压缩机入口放空导致高压区气体流向低压区造成反转。堵，即在压缩机各级出口线上加装单流阀，当压缩机停机时单流阀可以阻止各级出口的高压气体反向流动，有效防止压缩机转子反转。
2）严格控制盘车时间和停机频次。在装置停机或开车过程中，对压缩机进行盘车是一项重要的设备维护措施。但由于盘车转速只有16r/min，为了减少对干气密封损害，盘车时间不得超过10分钟，并制定和切实贯彻标准化操作规程以及严格的监管、考核制度，确保操作人员严格执行操作规程。同时，装置运行过程中要尽最大可能减少停机频次，严格按照设备说明书和停机维护手册进行维护保养，对于突发性停机事件和故障停机，必须及时查找并彻底处理存在的全部问题，最大限度减少对干气密封造成磨损的机会。
结束语
裂解气压缩机作为乙烯装置的核心设备，需要大规模的生产装置，一旦机组出现异常或是停机，对化工企业就会造成巨大的损失。同时，大型的压缩机组，所需要的干气密封尺寸也会增加，密封备件的成本也会提高。所以，必须要对机组进行日常维护管理，仔细的进行操作，进行相应的检查、维护工作，以免裂解气压缩机在运行的过程中出现异常状况，避免机组出现停机现象。
参考文献
[1] 张书波.离心压缩机干气密封系统泄漏的全面分析[J].设备管理与维修，2013（02）.
[2] 王蕾.干气密封系统失效分析及运行维护探讨[J].化工管理，2013（22）.
[3] 何明珍.合成气压缩机干气密封失效分析与故障处理[J].风机技术，2013（04）.