天然气压缩机干气密封系统故障研究与对策

【摘要】：在天然气化工企业中离心压缩机是关键核心设备之一。密封作为离心式压缩机的关键部件是压缩机最容易损坏的部件之一。鉴于此，目前越来越多的离心式压缩机选用干气密封作为其有效的密封部件，以提高压缩机运行的可靠性。这对企业的延长生产周期、降低维修费用起到了积极的作用。但是，一旦干气密封失效，因密封件加工精度高，用户自己无法完成修理和测试，必须送专业厂家修理。高昂的维修费用和维修周期，给用户的生产和维修带来很大的影响。 本文针对干气密封的常见失效形式，结合扬子乙酰的天然气压缩机干气密封因天然气外漏而导致故障的问题，提出了解决干气密封泄漏、延长干气密封使用寿命的新思路：干气密封的故障不在于密封本身的设计，而跟构成密封环境的附属系统有极大的关系。干气密封背压变化时，密封气供应需保持动态跟随，使密封气与其背压之间的压差保持恒定，以此来保证干气密封稳定的密封环境。 在解决问题的过程中，从干气密封的基本原理和结构出发，逐步延伸到密封的附属系统及支持环境，都进行了充分的分析和论证，找出了最有效、最经济的解决方法。同时，为了进一步提高干气密封的可靠性，还对天然气压缩机中对干气密封有影响的部件如何改进进行了探讨和论证。提出了压缩机迷宫密封使用不锈钢等耐冲刷的硬性材料的方案，并得到了压缩机生产商的支持。另外，通过密封换型探讨和天然气脱硫工艺审查，对任何可能影响干气密封运行的因素都进行了统筹考虑。 从改造的效果来看，密封的使用寿命已大大延长。这不但降低了维修费用， 而且增加了整个装置的可靠性。仅仅节省维修和备件的直接费用，就达237万 元人民币。如果计算装置因干气密封故障而产生非计划停车，其所包含的风险 损失，将会达到4800万元/次。另外，减少了干气密封带病运行时，一级泄露 管线向火炬排放天然气的量。这不但减少压缩机的功耗，还降低了生产耗用天 然气的成本。 总之，通过对干气密封系统故障的研究，对所有干气密封系统的设计和维 护提供了积极的借鉴作用。 关键词:天然气:压缩机;干气密封;失效方式;密封系统;迷宫密封 【关键词】：天然气 压缩机 干气密封 失效方式 密封系统 迷宫密封
【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TH455
【目录】：

• 1 绪论9-16
• 1．1 天然气压缩机的应用场合9
• 1．2 天然气压缩机的密封主要形式9-11
• 1．3 一氧化碳装置天然气压缩机密封系统11-14
• 1．3．1 压缩工艺11-12
• 1．3．2 压缩机概况12-14
• 1．3．3 干气密封在使用中存在的问题14
• 1．4 研究课题的提出14-15
• 1．4．1 潜在的设备风险14
• 1．4．2 潜在的非计划停车风险14-15
• 1．5 主要研究内容及方向15-16
• 2 扬子乙酰干气密封的基本结构和控制系统16-21
• 2．1 T-28干气密封的特点16
• 2．2 密封的结构16-19
• 2．2．1 螺旋槽形式16-17
• 2．2．2 密封的结构和布置17-19
• 2．3 干气密封的附属系统19-21
• 3 扬子乙酰天然气压缩机故障现象21-26
• 3．1 轴封结构21-22
• 3．2 密封气体流向22
• 3．3 故障及分析方法22-26
• 3．3．1 一级泄漏压力升高22-24
• 3．3．2 迷宫密封损坏24
• 3．3．3 查找故障原因的方法24-26
• 4 干气密封失效原因根源分析26-42
• 4．1 干气密封设计合理性验证26-28
• 4．1．1 基本方程26-27
• 4．1．2 方程的解法27
• 4．1．3 计算结果27-28
• 4．2 密封气辅助系统布置的合理性调查28-34
• 4．2．1 一氧化碳压缩机的工艺参数和压缩流程28-29
• 4．2．2 密封气辅助系统29-33
• 4．2．3 对比分析33-34
• 4．3 迷宫密封和平衡管34-36
• 4．3．1 压缩气进入干气密封的途径34-35
• 4．3．2 缩气进入干气密封腔的原因35-36
• 4．4 改进密封附属系统—两种解决方案36-39
• 4．4．1 压差调节36-37
• 4．4．2 盲断平衡管37-39
• 4．5 方案选择39-42
• 5 干气密封供气系统的技术改进42-60
• 5．1 一级泄漏压力再次升高42
• 5．2 压差调节改进42-43
• 5．3 压差调节阀的选型43-60
• 5．3．1 调节阀的理想流量特性43-49
• 5．3．2 调节阀工作流量特性49-52
• 5．3．3 压差调节阀的选型52-55
• 5．3．4 密封气系统的其他改造55-57
• 5．3．5 实施效果与评估57-60
• 6 迷宫密封的改进、密封换型和脱硫工艺审查60-67
• 6．1 迷宮密封60-63
• 6．1．1 迷宫密封结构和损坏的情况60-61
• 6．1．2 损坏原因分析61-63
• 6．2 前置密封的材质改进63-65
• 6．2．1 不锈钢迷宮密封63-64
• 6．2．2 软密封64-65
• 6．3 密封换型65
• 6．4 脱硫工艺审查65-67
• 7 结论和建议67-71
• 7．1 经济性评估67-69
• 7．1．1 维修费用67-68
• 7．1．2 潜在的停车损失68
• 7．1．3 改造投资68-69
• 7．1．4 经济效益评估69
• 7．2 结论69-70
• 7．3 建议70-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-74
• 声明74

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