摘 要：裂解氣壓縮機(jī)在乙烯裝置中是非常重要的設(shè)備之一，近幾年來，機(jī)組的軸封普遍選擇干氣密封技術(shù)。本文對裂解氣壓縮機(jī)的干氣密封有影響的因素進(jìn)行具體的分析，并提出一定解決的對策，希望能夠?yàn)榱呀鈿鈮嚎s機(jī)的干氣密封應(yīng)用提供一些幫助。

　　關(guān)鍵詞：國家機(jī)械刊物發(fā)表,裂解氣壓機(jī),干氣密封,失效問題,對策

　　引言

　　乙烯是一種重要的化工基礎(chǔ)原料，其生產(chǎn)能力通常是衡量一個(gè)國家綜合國力的重要指標(biāo)。隨著其需要量的逐漸增加，老的生產(chǎn)技術(shù)不斷得以完善、成熟，新的工藝技術(shù)不斷被開發(fā)出來，其中最重要的、生產(chǎn)能力最大的為蒸汽熱裂解工藝，裂解氣壓縮機(jī)是其中一臺(tái)非常關(guān)鍵的設(shè)備。裂解氣壓縮機(jī)用于提高裂解氣的靜態(tài)焓和壓力，以為后序分離提供足夠的能量，最終得到聚合級乙烯產(chǎn)品。為了保證后續(xù)分離技術(shù)要求，降低投資及操作費(fèi)用，裂解氣壓縮機(jī)必須要有一個(gè)比較合理的結(jié)構(gòu)。

　　一、干氣密封失效的表現(xiàn)

　　1、輕度失效

　　輕度失效一般是由于密封槽遭到液相組分或是固體顆粒物的污染，導(dǎo)致密封槽的泵送能力降低，前者還有可能因摩擦出現(xiàn)氣化出現(xiàn)氣錘效應(yīng)，結(jié)果就是氣膜的厚度和壓力不穩(wěn)定，嚴(yán)重的可能會(huì)出現(xiàn)端面接觸，進(jìn)行摩擦，密封的端面產(chǎn)生磨痕，這種端面的問題還會(huì)使氣膜的厚度和壓力變得更加的不穩(wěn)定。輕度失效可以在監(jiān)控下運(yùn)行，同時(shí)擇機(jī)停車進(jìn)行更換。

　　2、重度失效

　　重度失效普遍是由于在輕度失效情況下長時(shí)間進(jìn)行作業(yè)造成的。干氣密封的端面并不具備自我修復(fù)能力，一旦出現(xiàn)磨痕，抗干擾能力就會(huì)降低，密封面的接觸時(shí)間和機(jī)會(huì)就會(huì)增加，摩擦產(chǎn)生的熱量就會(huì)造成端面的裂紋;此外，密封端面的制作材料如果選擇的不合理也會(huì)導(dǎo)致端面裂紋產(chǎn)生。一旦出現(xiàn)重度失效必須要及時(shí)停車，進(jìn)行密封更換，以免事故發(fā)生。

　　二、裂解氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)討論

　　1、四段兩缸結(jié)構(gòu)

　　裂解氣壓縮機(jī)采用四段兩缸結(jié)構(gòu)時(shí)，壓縮機(jī)配備了高壓缸和低壓缸兩個(gè)缸體。但此配置又可以分為兩種配置方式：3+1和2+2方式。3+1即一、二和三段共用一個(gè)缸體，作為低壓缸，而第四段單獨(dú)用一個(gè)缸體，作為高壓缸。其布置方式為透平+低壓缸+高壓缸。2+2方式則為一段和二段共用一個(gè)缸體，作為低壓缸，而第三段和第四段共用一個(gè)缸體，作為高壓缸。其布置方式也為透平+低壓缸+高壓缸。

　　2、四段三缸結(jié)構(gòu)

　　當(dāng)裂解氣壓縮機(jī)采用四段三缸結(jié)構(gòu)時(shí)，壓縮機(jī)配備了高壓缸、中壓缸和低壓缸三個(gè)缸體。此配置采用2+1+1布置方式，但該布置又可以分為兩種形式：一段單獨(dú)使用一個(gè)缸體，作為低壓缸，二段和三段共用一個(gè)缸體，作為中壓缸，四段也單獨(dú)使用一個(gè)缸體，作為高壓缸;一段和二段共用一個(gè)缸體，作為低壓缸，三段和四段分別單獨(dú)使用一個(gè)缸體，分別作為中壓缸和高壓缸。但兩者布置方式相同，均為透平+中壓缸+低壓缸+高壓缸。

　　3、結(jié)構(gòu)分析

　　對于3+1方案，1，2和3 段共用一個(gè)低壓缸，使得低壓缸體積比較龐大，占地面積大，成本高，運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)速較高，但是效率較低，運(yùn)行穩(wěn)定性較差，同時(shí)也會(huì)給運(yùn)輸和安裝帶來一定的困難。與其它方案相比，其它方案均優(yōu)于該方案。但是第4段單獨(dú)設(shè)置，可以滿足1，2，3段提供吹掃空氣的操作要求。對于2+2方案，1、2和3、4段分別共用一個(gè)缸體，整體比較均勻，不會(huì)存在3+1方案里面低壓缸一頭過大的問題，結(jié)構(gòu)也比較緊湊，軸向推力較小，效率高，結(jié)構(gòu)較經(jīng)濟(jì)合理且能滿足ACO工藝要求，對于正常工況運(yùn)行非常有利。但是對于空氣吹掃和正常運(yùn)行工況來說存在以下問題：

　　(1)高壓缸內(nèi)第三段組分雜質(zhì)含量高，第四段組分比較清潔，三四段同在一個(gè)缸內(nèi)設(shè)置，存在污染的問題;(2)第四段是低溫段(-40℃)，第三段是常溫段，如果兩段同在一個(gè)缸內(nèi)設(shè)置，材質(zhì)必須采用低溫鋼，價(jià)格昂貴;(3)設(shè)計(jì)制造較為復(fù)雜;(4)吹掃成本升高，無法滿足四段斷開運(yùn)行的吹掃工藝要求。

　　對于兩種2+1+1方案而言，均把第四段單獨(dú)作為一個(gè)缸體，其最主要的區(qū)別就是中壓缸的分配問題，即2段是并入低壓缸還是高壓缸的問題。兩種布置方式均有利于消除軸向推力。但相比于將2段并入低壓缸來說，將2段并入中壓缸，可以使各缸結(jié)構(gòu)更均勻，其原因是氣體在各段內(nèi)升壓并在段間冷凝時(shí)有部分氣體冷凝，體積逐步減少，2段和3段合并有助于降低低壓缸體積。從工藝和操作角度看，可以滿足前三段提供吹掃空氣的要求，也不存在泄漏而污染第四段的隱患。

　　從上述分析可以看出，單從工藝角度來說，均可以滿足工藝要求。四個(gè)方案中，只有2+2方案沒有把第4段單獨(dú)作為一個(gè)缸體，存在工藝污染方面的風(fēng)險(xiǎn)，其它三個(gè)方案均把4段單獨(dú)設(shè)置，有利于保證物料的清潔度。但3+1方案的弊端是顯而易見的，結(jié)構(gòu)配置比較差。只有2+1+1方案即可以很好地滿足工藝要求，也可以滿足操作要求，優(yōu)勢很顯示。另外，在空氣吹掃過程中，只需前三段提供壓縮空氣，即可滿足需求。如果第四段同時(shí)也在運(yùn)行，則需要提供清潔的氮?dú)庾鳛閴嚎s介質(zhì)，這樣操作不僅增加了能耗，而且也增加了氮?dú)庀�耗，從而提高了操作費(fèi)用。因此需要有一種特殊設(shè)計(jì)，以便在吹掃階段可以把第四段拆除，只運(yùn)行前三段，以節(jié)能降耗。對于這樣的設(shè)置來說，在第4段拆開后，2段并入低壓缸可以平衡掉更多軸向推力，更有利于操作和設(shè)備安全。

　　三、干氣密封的安裝的解決對策

　　1、出廠時(shí)進(jìn)行干氣密封安裝

　　在出廠時(shí)就對干氣密封安裝完成，主要的優(yōu)點(diǎn)就是降低了現(xiàn)場安裝的工作量。但是也存在著大量的缺點(diǎn)，第一，出廠到投入使用普遍需要12到18個(gè)月左右，在這段時(shí)間內(nèi)，必須要做好保護(hù)工作，也就是防污染、防震動(dòng);第二，在進(jìn)行試車的時(shí)候，公共工程特別是干氣密封必須要滿足正常條件的需求，同時(shí)要能夠穩(wěn)定的運(yùn)行;第三，在這段時(shí)間內(nèi)，機(jī)組必須要進(jìn)行氣密試驗(yàn)、空運(yùn)轉(zhuǎn)、空氣吹掃、聯(lián)鎖試驗(yàn)、負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)等，在兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)普遍需要開啟5次。如果工作人員對機(jī)組不太熟悉，同時(shí)，公用工程尚不穩(wěn)定，機(jī)組在制造上還存在問題，那么開啟的次數(shù)還需要增加，這樣對干氣密封的使用壽命有非常大的影響。

　　2、現(xiàn)場進(jìn)行干氣密封更換

　　裂解氣壓縮機(jī)在出廠時(shí)臨時(shí)安裝密封，在現(xiàn)場再進(jìn)行干氣密封更換。在出廠時(shí)如果安裝的是迷宮密封，那么要在進(jìn)行空氣吹掃之前就進(jìn)行干氣密封更換;如果出廠的時(shí)候安裝的是碳環(huán)密封，則可以在空氣吹掃工作完成之后進(jìn)行更換。這種方式的主要缺點(diǎn)就是現(xiàn)場的工作量會(huì)增加，例如說：儀表、聯(lián)軸節(jié)、密封以及軸承的拆裝，機(jī)組找正等等，正常的情況下，這些工作需要大約一個(gè)月左右的時(shí)間。而其優(yōu)點(diǎn)則是在機(jī)組的事故高發(fā)期之后進(jìn)行干氣密封安裝，這樣能夠有效的延長干氣密封的使用壽命。當(dāng)前形勢下，第二種方式更加適合當(dāng)前我國石化裝置的建設(shè)情況，雖然說安裝的周期會(huì)增加，但是這樣對于裝置的長期運(yùn)行有非常大的作用。乙烯裝置的裂解氣壓縮機(jī)密封的軸頸直徑較大，干氣密封普遍是集裝式，必須運(yùn)用天車進(jìn)行吊裝，所以說，機(jī)組的制造商必須要提供相應(yīng)的拆裝工具，其中包含了起吊滑塊、平衡桿、固定支架、配重等等。干氣密封屬于較為精密的部件，必須使用專用的存儲(chǔ)箱進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)輸。

　　結(jié)束語

　　裂解氣壓縮機(jī)作為乙烯裝置的核心設(shè)備，需要大規(guī)模的生產(chǎn)裝置，一旦機(jī)組出現(xiàn)異�；蚴峭�機(jī)，對化工企業(yè)就會(huì)造成巨大的損失。同時(shí)，大型的壓縮機(jī)組，所需要的干氣密封尺寸也會(huì)增加，密封備件的成本也會(huì)提高。所以，必須要對機(jī)組進(jìn)行日常維護(hù)管理，仔細(xì)的進(jìn)行操作，進(jìn)行相應(yīng)的檢查、維護(hù)工作，以免裂解氣壓縮機(jī)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)異常狀況，避免機(jī)組出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象。

　　參考文獻(xiàn)

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