循环氢压缩机干气密封损坏原因分析及对策.docx

循环氢压缩机干气密封损坏原因分析及对策循环氢压缩机干气密封损坏原因分析及对策200 万吨柴油加氢装置循环氢压缩机 K-102 干气密封系统及干气密封控制系统采用四川日机密封件有限公司的中间带迷宫的串联式集装式干气密封。干气密封的工作原理工作原理干气密封单元一般由一个可以轴向浮动的静环和一个固定在轴套上的动环组成。静环背后有弹簧对其施加贴合作用力，动环随压缩机转子做高速运转。密封的工作原理是流体静压力和流体动压力的平衡。高速旋转的动环产生粘性剪切力带动流体进入流体动力槽内，由外径向中心运动，密封坝提供流体阻力，节制气体流向低压端，于是气体被压缩压力升高，密封面分开，形成一定厚度的的气膜，（约 3m）。当流体的静压力和弹簧的闭合力等于气膜内的开启力时，密封端面之间就形成了稳定的间隙，于是密封实现非接触运转。我装置干气密封为中间带迷宫的串联式集装式干气密封，密封气由两种气体组成，分别是 1.0MPa 氮气、循环氢压缩机出口循环氢。靠压缩机气缸内侧的一级密封，由循环氢密封，用粗滤器和精滤器过滤；中间的二级密封，用 1.0MPa 氮气进行密封；靠压缩机气缸外侧的隔离气，用氮气密封；气缸内的大量氢气首先被靠内侧的密封氢气密封，剩余外漏的氢气和密封气靠氮气来密封，为了防止润滑油进入密封腔，在最外侧用氮气进行密封。实际运行状况K-102 为循环氢压缩机，2011 年 11 月投用，运行至 2012 年 6 月发现非驱动端干气密封泄漏气量和压力持续上涨，经过流程检查及仪表联校确认非驱动端干气密封泄漏。直至 2012 年 6 月 30 日装置被迫停工检修。经解体检查发现密封静环有磨损现象（1）。于是，对非驱动端密封进行了更换。重新开启后运行正常。运行至 2013 年 6 月，再次发现非驱动端干气密封泄漏气量和压力持续上涨，且情况与 2012 年相似，6 月 16 日装置再次被迫停工，解体检查仍发现密封静环有磨损现象，且密封静环上的 O 型圈断裂。检修概述3.1. 2012 年打开干气密封聚结器检查的情况，造成干气密封带液的主要原因就是聚结器的滤芯安装不到位，造成聚结器无法正常脱液。3.2.2013 年打开干气密封检查的情况，造成干气密封损坏的主要原因就是干气密封带液，造成 O 环损坏，干气密封带液的主要原因为聚结器设计不合理造成脱液效果差。干气密封故障原因分析4.1.干气密封聚结器脱液效果差：从 2012 年与 2013 年两次检修现场干气密封拆检情况来看，干气密封一级密封动、静环上滞留的碳粉情况，虽然本次密封系统中滞留的碳粉相对去年来说大幅减少，但是由于一级密封气带液，是造成本次密封失效的主要原因。4.2.干气密封中 O 型圈设计不合理：本次检修在拆检一级密封时发现一级静环与推环之间的 O 型圈损坏，造成干气密封泄漏气量逐渐增大。4.3.机组运行工况偏离其设计工况：K-102 设计额定流量为133000Nm3/h，入口温度为 50，入口压力为 7.5MPa(G)，出口温度为76.3，出口压力为 9.4MPa(G)。而目前 K-102 的运行工况为：入口压力 7.5MPa(G)，入口温度为 50，出口压力为 8.53MPa(G)，出口温度为 69。运行状况与设计偏差较大。预防及整改措施5.1.将介质侧氟橡胶密封圈更新为耐氨腐蚀的全氟醚密封圈，且提高与静环密封圈接触轴套部位的光洁度，以保证静环有良好的补偿能力。5.2.对聚结器进行跟换或改造。5.3.车间继续加强对循环氢中各组分的分析和监控，尤其是氨含量。5.4.将适当增加聚结器、过滤器、循环氢分液罐的脱液频次，以保证干气密封系统一级密封气尽量减少液体的携带。5.5.加强干气密封一级密封气蒸汽伴热的检查。5.6.为防止循环氢量大幅波动造成机组运行波动，规定 K-102 入口循环氢量稳定在 130000-140000 Nm/h，循环氢纯度不低于 80%。5.7.在装置出现紧急停工情况时，要尽可能快的引入高压氮气，减小压缩机干气系统的波动。5.8.机组出现紧急停车后，立即确认汽轮机速关阀关闭、压缩机出入口阀关闭，机组不会发生低转（转速800rpm）或倒转，盘车速度不大于 10rpm。5.9.保证干气密封工作流量、压差在设计范围内。