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摘　要 ：介紹串聯(lián)式干氣密封結(jié)構(gòu)及工作原理，分析造成低壓缸干氣密封一級(jí)泄漏氣流量增大的原因及解決方法。

1 概述

中海石油華鶴煤化有限公司“3052”裝置生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)30萬(wàn) t 液氨、52萬(wàn) t 大顆粒尿素。自 2015年 6月投產(chǎn)至2018年7月，合成蒸汽流量計(jì)低壓缸干氣密封一級(jí)泄漏氣流量有持續(xù)走高的趨勢(shì)并逐漸接近報(bào)警值，已威脅機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行和公司的穩(wěn)定生產(chǎn)。因此探究干氣密封的使用規(guī)律、采取正確的維護(hù)手段顯得尤為重要。

2 合成蒸汽流量計(jì)組工藝流程介紹

合成蒸汽流量計(jì)主體由透平汽輪機(jī)、壓縮機(jī)低壓缸、壓縮機(jī)高壓缸三部分組成，均由日本三菱公司生產(chǎn)制造，壓縮機(jī)低壓缸將液氮洗單元送來(lái)的新鮮合成氣進(jìn)行壓縮。壓縮后的新鮮合成氣，在高壓缸與合成單元返回的循環(huán)合成氣混合壓縮至14.25MPa、56.9℃，以294 393m 3 /h 的流量送合成單元進(jìn)行合成氨反應(yīng)。合成蒸汽流量計(jì)驅(qū)動(dòng)裝置汽輪機(jī)的抽汽系統(tǒng)，為蒸汽管網(wǎng)提供4.3MPa、437℃、50.4t/h 的過(guò)熱中壓蒸汽。排汽由表冷器冷凝后形成合格的蒸汽冷凝液，經(jīng)加壓送往水處理單元回收再利用。

3 合成蒸汽流量計(jì)組干氣密封工作原理介紹

合成蒸汽流量計(jì)軸端密封使用的是由約翰克蘭（JOHNCRANE）公司生產(chǎn)的串聯(lián)式螺旋槽干氣密封。螺旋槽干氣密封的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在密封面上加工有一定數(shù)量的螺旋槽，其深度一般為3μm。隨著動(dòng)環(huán)組件的旋轉(zhuǎn)，螺旋槽里的氣體被剪切，從外緣流向中心（即低壓側(cè)），而密封堰對(duì)氣體的流出有抑制作用，限制氣體流向低壓側(cè)，使得氣體流動(dòng)受阻，氣體壓力升高，這一升高的壓力將撓性安裝的靜環(huán)與配對(duì)動(dòng)環(huán)分開(kāi) ；當(dāng)氣體壓力與彈簧恢復(fù)力平衡后，維持一個(gè)#小的間隙。氣體隨著螺旋槽截面形狀的變化被壓縮，在槽根部形成局部的高壓區(qū)，使端面分開(kāi)形成一定厚度的氣膜，使得在一般動(dòng)力運(yùn)行條件下端面能保持分離、因此不易磨損。閉合力 F C 是氣體壓力和彈簧力的總和。開(kāi)啟力 F O 是端面間的壓力分布對(duì)端面面積積分而形成的。在正常的平衡條件下閉合力 F C = 開(kāi)啟力 F O ，運(yùn)行間隙約為3μm ；如果由于某種干擾使密封間隙變小，則端面間壓力就會(huì)升高這時(shí)開(kāi)啟力 F O > 閉合力 F C ，端面間隙自動(dòng)加大直到平衡為止。如果某種干擾使密封間隙增大，則端面間壓力就會(huì)降低這時(shí)閉合力 F C > 開(kāi)啟力 F O ，端面間隙會(huì)自動(dòng)減小直到新的平衡為止，見(jiàn)圖2~ 圖4。 [1]

4 干氣密封流程介紹（以低壓缸為例）

4.1 一級(jí)密封氣流程

正常運(yùn)行時(shí)機(jī)組高壓缸出口氣（開(kāi)車前用高壓氮?dú)�、停車用增壓泵氣）�?jīng)過(guò)濾器 F1和 F2（過(guò)濾精度1μm），再經(jīng)氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥PDCV04419將壓力穩(wěn)定在高于平衡管壓力0.1MPa，然后經(jīng)流量計(jì) FI04405、FI04406下游的節(jié)流閥將流量控制在164m 3 /h 分別進(jìn)入低壓缸低壓端的一級(jí)密封腔和低壓缸高壓端的一級(jí)密封腔，一級(jí)密封氣絕大部分經(jīng)機(jī)組迷宮密封返回到機(jī)內(nèi)，阻止機(jī)內(nèi)氣體外漏污染密封，少量氣體經(jīng)過(guò)密封端面泄漏至一級(jí)密封排氣腔。

4.2 二級(jí)密封氣流程

0.45MPa 氮?dú)饨?jīng)過(guò)濾器 F4和 F5（過(guò)濾精度1μm）后分為四路，其中兩路作為二級(jí)密封氣源分別經(jīng)流量計(jì) FI04482、FI04483進(jìn)入二級(jí)密封腔 ；大部分二級(jí)密封氣經(jīng)中間迷宮后與一級(jí)密封泄漏氣混合后放火炬，少量經(jīng)二級(jí)密封端面泄漏后安全放空。

4.3 隔離氣流程

0.45MPa 氮?dú)饨?jīng)過(guò)濾器 F4和 F5過(guò)濾后再經(jīng)自勵(lì)式調(diào)節(jié)閥將壓力穩(wěn)定在0.15MPa 的另外兩路經(jīng)音速孔板分別進(jìn)入低壓缸低壓端的隔離氣室和低壓缸高壓端的隔離氣室，一部分經(jīng)后置迷宮的前端后與二級(jí)密封端面泄漏氣體混合，引至安全地點(diǎn)放空 ；另一部分經(jīng)后置迷宮的后端，通過(guò)軸承回油放空口就地放空，此部分氣體是為了阻止?jié)櫥�油污染密封端面�?/div>