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廠房降溫_鍋爐濕法脫硫對引風機的影響 隨著石油化工、能源工業
中國風機產業網 根據鍋爐配置空預器的形式不同，引風機流量裕度也不盡相同。若空預器采用管式空預器時，考慮到空預器為管式空預器，正常運行時幾乎無漏風，因此，引風機的流量裕度可以取規程要求的下線，減少流量裕度。但管式空預器的阻力比回轉式空預器的阻力大，因此會使引風機壓頭比采用回轉式空預器時較高�；剞D式空氣預熱器的漏風率較大，因此，流量裕度需接近規程上限。
除塵器形式的不同，也對引風機的選擇有一定的影響。目前，大容量鍋爐的除塵器一般為電除塵器、電袋復合除塵器、袋式除塵器。因為本工程的燃煤灰分很大，一般來說，電除塵器的阻力最小北京油煙凈化器，電袋復合除塵器的阻力居中，袋式除塵器的阻力較大。因此，在選擇引風機的壓頭時，必需考慮，鍋爐后部除塵器形式的影響。
目前，電站鍋爐一般采用爐外濕法脫硫，遼寧濾板也有少部門采用半干 *** 回流化床脫硫等形式。濕法脫硫是否設置脫硫增壓風機對引風機壓頭也有影響。
根據環保要求，目前工程一般不答應設煙氣旁路。脫硫系統需與機組同步運行，因此，沒必要設置脫硫增壓風機與引風機串聯運行，脫硫系統的阻力全部由引風機壓頭來克服。根據工程經驗，脫硫系統的總阻力取1700Pa。
目前國內高壓級別干氣密封全部為進口，國內企業只能生產低壓級別干氣密封，某公司為煉油廠120萬噸/年加氫裂化裝置循環氫離心壓縮機干氣密封進行國產化改造，改造是成功的，事實證明國內企業也有能力生產高壓級別干氣密封。
該離心式壓縮機由沈陽鼓風機集團有限公司制造，型號BCL406/A離心壓縮機，是煉油廠加氫裂化裝置的核心設備，其能否長周期運轉關系到裝置能否正常運行。
改造前干氣密封為國外生產，設計時存在一點缺點，如：循環氫組份的露點與運行溫度接近，當系統出現波動時會造成密封氣入口帶液；干氣密封控制系統只有電伴熱，在停電事故發生時，電伴熱失效會引起壓縮機干氣密封損壞；干氣密封動靜環密封面在14MPa時即出現嚴重的摩擦現象，無法保證密封在高壓下長期運行。
為解決這些問題及降低維修費用和訂貨周期，與國內公司共同研制開發國內首臺應用于 17MPa高壓等級的干氣密封。
隨著石油化工、能源工業的發展以及人們安全環保意識的提高，對各類轉動設備軸封的要求也越來越高。目前，國內絕大多數石化企業轉動設備軸封型式均采用的是單端面機械密封或雙端面機械密封。單端面機械密封結構簡單，但存在工藝介質易泄漏的問題，不適合輸送易揮發介質；雙端面機械密封用外引密封液做潤滑冷卻介質，密封結構和輔助系統較為復雜。由于機械密封為接觸式密封，其使用壽命已不能滿足石化企業長周期運行的要求。干氣密封的出現，是密封技術的一次革命，它具有使用壽命長、無介質泄漏、軸功率消耗低等優點，因此，得到廣泛應用。
1 干氣密封簡介
正常條件下，作用在密封面上的閉合力（彈簧力和介質力）等于開啟力（氣膜反力），密封工作在設計工作間隙。當受到外部干擾，氣膜厚度減小，則氣膜反力增加，開啟力大于閉合力，迫使密封工作間隙增大，恢復到正常值。
相反，若密封氣膜厚度增大，則氣膜反力減小，閉合力大于開啟力，密封面合攏恢復到正常值。因此，只要在設計范圍內，當外部干擾消失以后，氣膜厚度就可以恢復到設計值。衡量密封穩定性的主要指標就是密封產生氣膜剛度的大小，氣膜剛度是氣膜作用力的變化與氣膜厚度的變化之比，氣膜剛度越大，表明密封的抗干擾能力越強，密封運行越穩定。干氣密封的設計就是以獲得最大的氣膜剛度為目標。
干氣密封是機械密封和氣體密封的結合，是一種非接觸端部密封，它是在機械密封的動環或靜環（一般在動環上）的密封面上開有密封槽（本密封為T形槽），當動靜環高速旋轉時，在兩端面間形成一層氣膜，在氣體泵送效應產生的推力作用下把動靜環推開，使兩密封端面不接觸，但在壓縮機剛開機階段，由于轉速較低，動靜密封面形成的動壓力也較低，動靜環是接觸摩擦的，所以采用干氣密封的壓縮機，低速運行時間不宜過長[1]。
2 影響干氣密封性能的主要參數影響干氣密封性能的參數分為密封端面結構參數和密封操作參數。端面結構參數對密封的穩定性影響較大，操作參數對密封的泄漏量影響較大。
2.1 密封端面結構參數對氣膜剛度的影響
2.1.1 干氣密封動壓槽形狀
從流體動力學角度來講，在干氣密封端面開任何形狀的溝槽，都能產生動壓效應。理論研究表明，螺旋槽產生的流體動壓效應最強，用其作為干氣密封動壓槽而形成的氣膜剛度最大，即干氣密封的穩定性最好。
2.1.2 干氣密封動壓槽深度
理論研究表明，干氣密封流體動壓槽深度與氣膜厚度為同一量級時，密封的氣膜剛度最大。實際應用中，干氣密封的動壓槽深度一般在3～10μm。在其余參數確定的情況下，動壓槽深度有一最佳值。
2.1.3 干氣密封動壓槽數量、寬度和長度
理論研究表明，干氣密封動壓槽數量趨于無限時，動壓效應最強。不過在實際應用中，當動壓槽達到一定數量后，再增加槽數，對干氣密封性能影響已經很小。此外，干氣密封動壓槽寬度和長度對密封性能都有一定的影響。
2.2 操作參數對密封泄漏量的影響
2.2.1 密封直徑、轉速對泄漏量的影響。密封直徑越大，轉速越高，密封環線速度越大，干氣密封的泄漏量就越大。
2.2.2 密封介質壓力對泄漏量的影響。在密封工作間隙一定的情況下，密封氣壓力越高，氣體泄漏量越大。
2.2.3 介質溫度、介質粘度對泄漏量的影響。介質溫度對密封泄漏量的影響是由于溫度對介質粘度有影響而造成的。介質粘度增加，動壓效應增強，氣膜厚度增加，但同時流經密封端面間隙的阻力也增加。因此，其對密封泄漏量的影響不是很大。
3 改造前后結構變化
3.1 改造前本裝置干氣密封
本裝置雙向串聯干氣密封的特點：密封型式為雙向串聯干氣密封；密封槽為 T形槽；旋轉環材料為碳化硅；靜環為涂DLC工業金剛石碳化硅；輔助密封元件采用填充PTFE；彈簧（ALLOYC40）加載。采用T形槽密封端面，可以避免壓縮機正反轉造成密封損壞或減少使用壽命，系統采取電伴熱。
3.2 改造后本裝置干氣密封
特點：（1）壓縮機兩端干氣密封更換為某公司自發研制的干氣密封，其中靜環材料由碳化硅更改為石墨；密封槽型由原設計的雙向“T”形槽改為雙向“土”形槽，以增加其運行的穩定性；（2）改造主密封流量計，通過更換流量計的測量孔板并調整量程，使流量計符合改造后的需要；（3）在干氣密封控制系統前增加了除液罐，并通過液位計檢測，進行自動排液，從而避免在異常停機的情況下干氣密封系統帶液；（4）在主密封氣管線處增加了蒸汽伴熱，伴熱溫度控制在90～110℃，防止裝置停電時出現進口溫度降低主密封氣重組份冷凝的問題。
4 干氣密封改造后的控制系統
干氣密封利用氣動薄膜式調節閥使平衡管氣與主密封氣保持一定壓差，隔離氣和級間密封氣分別利用自力式調節閥保持壓力恒定。
裝置開工和停車時，壓縮機進出口壓力相等，此時增壓泵啟動，保證主密封氣壓力比平衡管氣壓力高0.3～0.4MPa（G）,增壓泵驅動氣源工業風為0.35～0.4 MPa（G），主密封氣密封室壓力比一級排氣壓力高0.03 MPa以上，級間（二級）密封氣壓力比二級排氣壓力高0.03 MPa以上。
4.1 主要控制流程
4.1.1 主密封氣控制流程
從壓縮機出口來的主密封氣首先經過脫液罐脫液，再到除霧器除霧，然后進入主密封氣過濾器進行過濾。如果主密封氣的壓力與平衡管壓力差低于0.345MPa（G）(設定值),則增壓泵自啟,給主密封氣提壓。提壓后的密封氣進入儲液罐進行氣液分離，再經過過濾器過濾后進入主密封氣調節閥。調節閥調節進氣流量為1634～5516.8NL/min,密封氣經調節閥后分兩路并經過流量孔板進入一級密封腔。然后泄漏氣經一級密封氣泄漏線并經過孔板排入火炬，泄漏量控制在958.3NL/min以內。
4.1.2 輔助密封氣控制流程
級間密封氣 從氮氣區來的氮氣經過濾器過濾后，級間密封氣經自立式調節閥調節流量控制在60～183.3NL/min后，又分兩路經流量孔板進入級間密封氣密封腔，級間密封起輔助密封作用。然后氮氣經二級泄漏線進入火炬。需要注意的是：二級密封進氣流量應略小于一級密封放入火炬的流量。
4.1.3 隔離密封控制流程
隔離密封氮氣從氮氣區來的氮氣經過濾器過濾后，經隔離氣經自立式調節閥調節壓力90kPa，又分兩路經流量孔板進入隔離氣密封腔，隔離潤滑油。其中一部分經過密封進入二級密封排氣腔；另一部分由端面進入軸承箱，高點放空,負壓風機。
4.2 主要控制系統參數設置
主密封氣過濾器設有差壓變送器，并設定壓力0.138MPa（G）的高報警值，當過濾器差壓變大時，必須切換進行清理或更換濾芯。主密封氣與平衡管設有差壓表，當壓差小于0.345 MPa（G）時增壓泵自啟，給主密封氣增壓，當差壓高于0.52 MPa（G）時，增壓泵自動關閉。增壓泵漏氣壓力大于0.1MPa（G）時高報警，大于0.14MPa（G）時停增壓泵。
主密封氣的流量表設有大于 5516.8NL/min高報警、設有小于1634NL/min低報警，此時需要調節流量，泄漏氣和氮氣通過迷宮密封釋放到火炬，流量計流量大于958.3NL/min高報警；流量計流量大于1158.3NL/min停機。
級間密封氣通過自立式調節閥調節壓力，控制級間密封氣壓力大于0.09MPa（G）。
隔離氣通過自立式調節閥調節壓力，隔離氣壓力小于90kPa（G）低報警。隔離氣供氣流量表（標準狀態）大于184NL/min高報警、設有小于99NL/min低報警。
以上主要參數全部經組態并入ESD系統，可以實現對該密封系統進行監控。
5 運行情況
經過現場的改造、安裝，國內自行研制的首套高壓干氣密封于2008年9月6日投運，已經經歷了氮氣氣密、硫化、氫氣等不同工況，從改造后干氣密封的運行參數上來看，一級密封泄漏量在200～300NL/min，小于設計泄漏值358.3NL/min，更小于設計報警值958.3NL/min，優于改造目標，運行狀態平穩。表1是改造前干氣密封運行情況，表2是改造的設計參數，表3是改造后標定數據，從表3中可以看出密封性能穩定，可靠，機組運行平穩，事實證明了干氣密封的改造是成功的。
表1 干氣密封改造前運行參數
時間
轉速/（r/min）
驅動端一級泄露量/(NL/min)
驅動端二級泄露量/(NL/min)
二級密封氣壓力/MPa
驅動/非驅動端密封氣流量/(NL/min)
驅動/非驅動端二級密封氣流量/(NL/min)
FIA3846
FIA3847
PIA3841
FIA3840
FIA3841
FIA3846
FIA3847
0：00
9401
121.2
124.5
0.102
3765.12
3729.68
122.32
112.36
2：00
9398
123.4
125.3
0.102
3765.12
3733.25
121.36
111.23
4：00
9400
131.0
134.6
0.103
3768.34
3728.34
124.11
113.92
6：00
9403
134.2
136.5
0.101
3763.25
3731.86
123.56
114.15
8：00
9402
128.6
138.7
0.102
3761.32
3728.49
123.76
113.26
10：00
9402
129.5
136.5
0.099
3764.69
3729.67
124.62
112.89
12：00
9399
127.2
132.4
0.103
3760.58
3730.47
120.86
112.48
14：00
9397
128.6
124.8
0.103
3761.43
3734.26
121.71
111.87
16：00
9401
125.7
129.5
0.102
3761.36
3735.29
122.38
111.32
18：00
9401
138.2
134,浙江車間降溫.2
0.102
3769.98
3726.15
121.35
112.36
20：00
9403
142.1
140.2
0.098
3768.61
3728.19
122.64
112.67
22：00
9499
143.2
144.6
0.099
3761.47
3729.92
123.14
113.05
表2 干氣密封設計參數
時間
轉速/（r/min）
驅動端一級泄漏量/(NL/min)
驅動端二級泄漏量/(NL/min)
二級密封氣壓力/MPa
驅動/非驅動端密封氣流量/(NL/min)
驅動/非驅動端二級密封氣流量/(NL/min)
FIA3846
FIA3847
PIA3841
FIA3840
FIA3841
FIA3846
FIA3847
—
9000
358.3
358.3
0.2
＜5516.8
＜5516.8
＜183.3
＜183.3
表3 干氣密封改造后標定參數（共標定6天）
時間
轉速/（r/min）
驅動端一級泄漏量/(NL/min)
驅動端二級泄漏量/(NL/min)
二級密封氣壓力/MPa
驅動/非驅動端密封氣流量/(NL/min)
驅動/非驅動端二級密封氣流量/(NL/min)
FIA3846
FIA3847
PIA3841
FIA3840
FIA3841
FIA3846
FIA3847
14：20
8800
261.4
229.33
0.121
3758.6
3776.8
133.74
124.64
18：40
9100
271.46
237.2
0.119
3759.2
3775.2
130.79
122.79
19：00
9100
267.99
235.24
0.112
3752.6
3780.2
131.26
122.95
9：30
9398
258.4
229.33
0.109
3748.6
3765.2
133.1
123.64
10：30
9400
256.62
227.38
0.115
3755.6
3758.3
132.78
123.15
15：30
8804
267.1
231.31
0.115
3760.5
3764.9
129.05
121.7
9：00
8804
261
241
0.124
3768.2
3787.2
130.65
117.46
14：00
9000
287.7
255.7
0.112
3725.2
3758.6
120.39
112.04
11：00
9010
293.22
260.16
0.118
3734.6
3798.2
118,廠房通風.96
110.16
13：10
9005
308.42
270.5
0.117
3758.2
3764.8
109.44
103.6
15：00
9006
309.9
273.03
0.115
3748.2
3748.9
110.28
104.13
10：10
9400
267.1
242.89
0.118
3768.6
3769.7
129.15
117.1
17：00
9600
277.18
256.73
0.111
3774.2
3788.3
125.7
112.69
8：25
9200
254.3
254.2
0.121
3770.6
3773.2
121.4
108.6
6 注意事項�。�1）只有當機組處于靜止狀態而且系統無壓力的情況下才能對干氣密封進行處理；
（2）密封安裝之前，對干氣密封的浮動性進行檢查：① 密封周向自由度檢查；② 密封軸向自由度的檢查（如果密封質量很大，彈簧力不能克服密封靜件的重量，使得靜件不能恢復原位，這時可以將密封側放，用手均勻壓密封動件，密封可以恢復到原位）。
�。�3）密封系統在安裝時，必須保證管線、土形槽清潔。
(4)主密封氣密封室壓力至少大于一級排氣壓力0.03 MPa（G）；級間（二級）密封室壓力至少大于級間排氣壓力0.03 MPa（G）。
(5)開機前必須投用干氣密封，停機時先停潤滑油，后停干氣密封，防止潤滑油進入干氣密封系統中，停機時，密封腔降壓速度不超過0.5MPa/min。
(6)開機前投用蒸汽伴熱，停機后再停蒸汽伴熱。
(7)在開機過程中，不宜低轉速運行時間太長，在正常運轉中，應該保持轉速恒定，調轉速時盡可能緩慢操作，以避免轉速波動太大對干氣密封產生不良的影響。在任何情況下干氣密封被反向充壓，均可能造成密封的損壞，進入密封的氣體應清潔、干燥并氣量充足，以保證密封的最佳性能，延長密封的使用壽命，過大的振動與串動將影響密封的性能甚至損壞密封。
7 結論
裝置開車后，經過3個月的運行，此密封運行情況良好， 該套干氣密封的成功應用，也標志著干氣密封國產化改造初步告捷，表明國內干氣密封廠家有能力打破此領域國外技術壟斷。此項目研發成功后，將為其它循環氫壓縮機提供可靠的密封，為國產干氣密封在高壓離心壓縮機上面的應用奠定基礎，從而徹底解決高壓干氣密封長期依賴進口的局面，為填補國內此領域空白做出重要貢獻。
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