循环丙烯洗涤塔回流泵干气密封的改造与应用

装备技术

循环丙烯洗涤塔回流泵干气密封的改造与应用

闫乃柱,袁建,田国臣,柏影,裴福

(1.大庆石化公司塑料厂,黑龙江大庆163714;2.大庆石化总厂培训中心,黑龙江大庆163711)

1

1

1

1

2X

摘 要:本文介绍了干气密封的原理、性能参数和控制系统,阐述了大庆石化公司塑料厂循环丙烯洗涤塔回流泵P-302干气密封的改造和应用情况。

关键词:干气密封;回流泵;应用

中图分类号:TQ053.5 文献标识码:B 文章编号:1009-4725(2003)09-0020-04

ReformationandApplicationofDryGasSealofRefluxPumpforCirculatingPropyleneScrubbingColumn

YUANNai-zhu,YUANJian,TIANGuo-chen,BOYing,PEIFu

(1.PlasticFactory,DaqingPetrochemicalCompany,Daqing163714,China;2.TrainingCenter,DaqingPetrochemicalCompany,Daqing163714,China;)

Abstract:Theprinciple,performanceparameterandcontrolsystemofdrygassealarerecommended,thereformationandappliedconditionsofdrygassealofrefluxpumpforcirculatingpropylenescrubbingcolumnintheplasticplantofDAQINGpetro-chemicalarementioned.

Keywords:Drygasseal;Refluxpump;Application 干气密封是二十世纪六十年代末期从气体动压轴承的基础上发展起来的一种新型非接触式密封。英国的约翰克兰公司于七十年代末期率先将干气密封应用到海洋平台的气体输送设备上,并获得成功。国内一些密封厂家也于九十年代末期开始将干气密封技术应用到工业生产中,随着干气密封技术的日益成熟,其应用范围也越来越广。

1

1

1

1

2

1 干气密封工作原理

干气密封是由旋转环、静环、密封圈、弹簧、弹簧座和轴套组成,结构如图1所示。图2为旋转环示意图,旋转环密封面经过研磨、抛光处理,并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。

干气密封旋转环旋转时,密封气体被吸入动压槽内,由外径朝向中心,径向分量朝着密封堰流动。由于密封堰的节流作用,进入密封面的气体被压缩,气体压力升高。在该压力作用下,密封面被推开,流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜。气体动力学研究表明,当干气密封两端面间的间隙在2~3Lm时,

通

6-轴套

图1 干气密封结构图

1-弹簧座 2-弹簧 3-静环 4-旋转环 5-密封环

过间隙的气体流动层最为稳定,因此,干气密封气膜厚度设计值选定在3Lm左右。当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时,该气膜厚度值十分稳定。图3为干气密封在动态下端面上的作用力图,该图表明干气密封密封面间的气膜具有良好的气膜刚

X

收稿日期:2003-08-14

度,

保证密封运转稳定可靠。

恢复到设计值。

可见,干气密封的密封面间形成的气膜具有一定的气膜刚度,气膜刚度越大,干气密封抗干扰能力越强,密封运行越稳定可靠。

2 影响干气密封性能的主要参数

干气密封的性能主要体现在密封运行的稳定性(或者说使用寿命)和密封泄漏量的矛盾上面,可将影响干气密封性能的参数分为密封结构参数和密封操作参数。

图2 干气密封端面动压槽示意图

1-动压槽 2-密封坝 3-

密封堰

2.1 密封结构参数

2.1.1 干气密封动压槽形状

从流体动力学角度来讲,在干气密封端面开任何形状的沟槽,都能产生动压效应。理论研究表明,对数螺旋槽产生的流体动压效应最强,用其作为干气密封动压槽而形成的气膜刚度最大,密封的稳定性最好。

2.1.2 干气密封动压槽深度

理论研究表明,干气密封流体动压槽深度与气膜厚度为同一数量级时,密封的气膜刚度最大。实际应用中,干气密封动压槽深度一般为3~10Lm。在其余参数确定的情况下,动压槽深度有一最佳值。2.1.3 干气密封动压槽数量、动压槽宽度和动压槽长度

理论研究表明,干气密封动压槽数量趋于无限时,动压效应最强。但在实际应用中,当动压槽达到一定数量后,在增加槽数时,对干气密封性能影响已经很小了。此外,干气密封动压槽宽度、动压槽长度对密封性能都有一定的影响。

2.2 操作参数对泄漏量的影响

2.2.1 密封直径、转速对泄漏量的影响

密封直径越大、转速越高,密封环线速度越大,干气密封的泄漏量就越大。

2.2.2 密封介质压力对泄漏量的影响

在密封工作间隙一定的情况下,密封气压力越高,气体泄漏量越大。

2.2.3介质温度、粘度对泄漏量的影响

介质温度对泄漏量的影响是由于温度对介质粘度

图3 干气密封受力图

正常条件下,作用在密封面上的闭合力(气体的静压力和弹簧力)等于开启力(气膜反力),密封工作在设

计工作间隙。当受到外部干扰,气膜厚度减小(增大),则气膜反力增加(减小),开启力大于(小于)闭合力,迫使密封工作间隙增大(减小),恢复到正常值。因此,只要在设计范围内,当外部干扰消失后,气膜厚度就可以

有影响而造成的。介质粘度增加,动压效应增强,气膜厚度增加,但同时流经密封端面间隙的阻力增加。因此,其对密封泄漏量的影响不是很大。

3 干气密封控制系统

干气密封控制系统是干气密封的重要组成部分,它是由密封气过滤单元和密封气泄漏监测单元组成。

3.1 密封气过滤单元

密封气过滤单元是干气密封控制系统的核心,工艺气体通过过滤单元进入干气密封,保证密封面不受

#22#

CHEMICALTECHNOLOGYMARKET 2003年第9期

颗粒杂质的损坏,为干气密封长周期运转提供保障。过滤单元由两个过滤器并联组成,正常情况下,两个过滤器一开一备,保证过滤单元能连续使用。过滤单元的过滤精度小于3Lm,保证经过滤器的气体能顺利通过密封端面而不会对端面造成损伤。过滤器设有压差显示,当压差超过一定值时,必须更换滤芯,保证过滤气体的过滤质量。

3.2 密封气泄漏监测单元

密封气泄漏监测单元的作用是通过对密封泄漏量的监测来确认干气密封是否运转正常。当干气密封的泄漏量超过一定值时,监测系统认为密封失效,系统发出报警信号,保证设备运转安全。

图4 串联式干气密封结构

1-轴承密封圈 2-轴套 3-弹簧座A 4-弹簧A5-推环A 6-动环密封圈 7-垫片 8-卡圈 9-动环A10-静环 11-静环密封圈A 12-内压盖 13-压盖密封圈14-压盖 15-弹簧座B 16-弹簧B 17-推环B18-动环密封圈B 19-动环B 20-静环密封圈B21-静环B 22-内六角螺钉M4*8 23-定位块24-防转销B 25-紧定螺钉M8*8 26-防转销A

4 应用情况

大庆石化公司塑料厂聚丙烯装置于1999年8月份建成投产,投运后循环丙烯洗涤塔回流泵一直存在丙烯大量泄漏问题,严重威胁装置的安全生产,2001年8月将串联式机械密封改为串联式干气密封。

4.1 密封改造前循环丙烯洗涤塔回流泵使用状况

P-302是聚丙烯装置高压回收系统丙烯洗涤塔的回流泵,为装置的关键动设备,该泵由大连耐酸泵厂制造,其操作条件如下:

工艺介质:液态丙烯介质温度:48~60e入口压力:1.925Mpa出口压力:2.37MPa流量:50m3/h扬程:95m

转数:2490RPM

该泵采用串联式机械密封,内密封的冲洗液为常压油。该泵投用后一直存在丙烯大量泄漏问题,更换了十几套密封,也未能解决机封泄漏。分析其原因主要是由于在灌泵和开泵时,内密封前后压差约为1.9Mpa,造成密封腔内液态丙烯汽化,使动环O型圈过冷,硬化失效,从而导致机封泄漏。

封失效时,次密封短时间内可以起到主密封作用,防止意外事故的发生,同时泄漏出的丙 …… 此处隐藏：4791字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……