【壓縮機(jī)網(wǎng)】引言

　　乙烯裝置需要3種離心壓縮機(jī)，即裂解氣壓縮機(jī)、丙烯制冷壓縮機(jī)和乙烯制冷壓縮機(jī)，俗稱(chēng)乙烯三機(jī)。這3種壓縮機(jī)均成功地應(yīng)用了干氣密封。

　　乙烯的原料通常為乙烷或石腦油，也有用汽油、天然氣和煉廠氣的。典型裝置中，原料氣通常混合著過(guò)熱蒸汽，直接輸送到裂解爐。裂解氣在急冷塔中冷卻，在急冷塔中會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品，如焦油冷凝和分離。裂解氣壓縮機(jī)會(huì)將裂解氣壓縮到大約2MPa的壓力。

　　這些機(jī)器通常也被稱(chēng)為原料氣壓縮機(jī)。壓縮后的氣體在一系列的熱交換器中冷卻，受壓縮的裂解氣在非常低的溫度下變成液體。

　　氣體的碳?xì)浣M分經(jīng)過(guò)一系列的分餾塔汽化而分離。脫甲烷塔去除氫氣和甲烷，這些氫氣和甲烷可用作高爐燃料。乙烯、乙烷和乙炔在脫甲烷塔中去除。乙炔可以通過(guò)加氫在乙炔轉(zhuǎn)化器中單獨(dú)催化轉(zhuǎn)換成乙烯。最終，乙烯分餾塔分離乙烷和乙烯，從而生成幾乎純的乙烯。冷卻和分離工藝中使用兩套制冷回路，通常使用兩臺(tái)制冷壓縮機(jī)。

　　壓縮機(jī)面臨的主要問(wèn)題是來(lái)自濕密封/系統(tǒng)的油污染問(wèn)題。在許多情況下，使用大量的緩沖氣以減少下游管路的油污染。制冷回路和分餾塔中的油垢會(huì)嚴(yán)重影響性能。

　　干氣密封的優(yōu)點(diǎn)

　　通過(guò)對(duì)比，干氣密封能夠消除工藝管路密封油污染，從而顯著提高裝置效率，因此可以堪稱(chēng)乙烯裝置上壓縮機(jī)密封的革命性進(jìn)展。

　　乙烯壓縮機(jī)上干氣密封主要有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）明顯降低工藝氣損失；

　　（2）工藝氣不存在油污染，消除密封油腐蝕；

　　（3）工藝氣不存在油污染，消除分餾塔中的油沉積；

　　（4）通過(guò)消除密封油油垢，增加熱交換器的效率；

　　（5）節(jié)省油消耗和運(yùn)輸成本；

　　（6）降低能量消耗；

　　（7）減少維護(hù)（沒(méi)有密封油系統(tǒng)）；

　　（8）提高安全性（沒(méi)有密封油系統(tǒng)著火的危險(xiǎn)）。

　　裂解氣壓縮機(jī)

　　裂解氣壓縮機(jī)組通常包括3個(gè)壓縮機(jī)機(jī)殼。典型的密封壓力如下：

　　機(jī)械濕密封或油膜環(huán)的混合應(yīng)用，已達(dá)到250mm，有的甚至超過(guò)300mm的大軸徑壓縮機(jī)一起應(yīng)用，會(huì)導(dǎo)致高吸收功率損失，尤其是當(dāng)每個(gè)壓縮機(jī)組功率在100～120kW范圍的時(shí)候，要求使用帶脫氣罐的密封油系統(tǒng)，這就使系統(tǒng)更為復(fù)雜，從而增加了維護(hù)要求。

　　通過(guò)比較，干氣密封運(yùn)用了一種實(shí)際上不需要維護(hù)的簡(jiǎn)單的控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。3個(gè)機(jī)殼的干氣密封的總的吸收功率通常低于20kW，穿過(guò)密封的溫升在20℃范圍內(nèi)。

　　在28AT類(lèi)型和28XP類(lèi)型干氣密封的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行范圍內(nèi)，裂解氣壓縮機(jī)的運(yùn)行條件通常很好。

　　然而，輸送進(jìn)裂解氣壓縮機(jī)的原料氣通常是含有碳?xì)浠旌衔锏牟磺鍧崥怏w。工業(yè)上會(huì)關(guān)注原料氣在密封處的聚合情況。選擇適當(dāng)?shù)拿芊獠贾煤拖到y(tǒng)設(shè)計(jì)可以避免這種情況產(chǎn)生。在裝置試車(chē)期間，利用輔助氣保護(hù)密封不受污染。

　　大多數(shù)操作者在動(dòng)態(tài)操作時(shí)，利用經(jīng)過(guò)濾的通向內(nèi)置密封的輔助緩沖（密封）氣。這些過(guò)濾氣調(diào)節(jié)干氣密封的運(yùn)行環(huán)境，因此必須與工藝相兼容。天然氣、乙烯或氮?dú)舛际堑湫偷膽?yīng)用樣例。它的兼容性必須由操作者確定，也許取決于現(xiàn)場(chǎng)的可用性。

　　通常來(lái)講，工藝氣到達(dá)最終壓縮級(jí)時(shí)，應(yīng)是相當(dāng)清潔；只有在最終壓縮級(jí)時(shí)，在啟動(dòng)和停車(chē)操作的必要時(shí)可以引入輔助緩沖氣。

　　干氣密封的結(jié)構(gòu)按工藝條件設(shè)計(jì)，也可取決于可用的輔助氣體。串聯(lián)和雙型28干氣密封結(jié)構(gòu)均有很好的使用史。

　　串聯(lián)密封

　　串聯(lián)干氣密封具有外置密封的能力，可作為備用密封操作，因此普遍受到操作者的喜愛(ài)。外置密封在工藝氣和大氣之間形成一種附加障礙，而內(nèi)置密封處理整個(gè)系統(tǒng)的壓力。

　　對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，過(guò)濾氣的供應(yīng)對(duì)保證干氣密封在清潔環(huán)境下運(yùn)行至關(guān)重要。由于存在產(chǎn)品聚合的風(fēng)險(xiǎn)和工藝氣不清潔的實(shí)際情況，通常采用外部密封氣。密封氣必須在壓力稍微大于最大動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封運(yùn)行壓力的情況下方可使用，并直接通向內(nèi)置密封芯子的一點(diǎn)。

　　在有些情況下，如果高壓氣流足夠清潔，聚合風(fēng)險(xiǎn)比較低，將工藝氣循環(huán)至低壓機(jī)殼密封也是允許的。

　　在內(nèi)置和外置密封之間也可選擇安裝中間迷宮密封，用氮?dú)獯祾撸箖?nèi)置密封工藝泄漏氣通向主通風(fēng)管道燃燒。這種更友好的環(huán)境選擇通過(guò)在迷宮密封和外置密封之間引入可調(diào)節(jié)的氮?dú)夤?yīng)作為障礙氣得以實(shí)現(xiàn)。這樣，正常運(yùn)行時(shí)，外置密封朝向壓縮機(jī)軸承的泄漏則是氮?dú)狻?/span>

　　雙密封

　　這種結(jié)構(gòu)保證工藝氣總污染無(wú)散發(fā)。雙型28AT干氣密封要求供給所需壓力的氮?dú)狻Ｔ诿芊鈮毫ι晕⒏哂诠に嚉鈮毫Φ那闆r下，在密封間提供經(jīng)過(guò)濾的氮?dú)狻＿@樣可維持密封運(yùn)行的可控環(huán)境。

　　由于28型干氣密封在相對(duì)較低的密封壓力應(yīng)用情況下的低泄漏密封能力，正常運(yùn)行時(shí)，到大氣的唯一密封泄漏的是氮?dú)猓⑶蚁淖畹汀?lái)自外部氣源的密封氣也可引入干氣密封芯子內(nèi)側(cè)，以保證在密封腔內(nèi)不發(fā)生工藝氣聚合。

　　乙烯制冷壓縮機(jī)

　　該壓縮機(jī)通常在純乙烯環(huán)境下運(yùn)行，乙烯制冷應(yīng)用的顯著特征是低密封壓力，通常在0.11MPa絕壓范圍，-70℃～-103℃范圍的低進(jìn)口壓力。

　　閉式回路制冷系統(tǒng)通常不采用會(huì)使少量障礙氣（通常為氮?dú)猓┻M(jìn)入冷卻氣的雙密封。因此，大多數(shù)情況采用串聯(lián)式干氣密封。

　　對(duì)于所有應(yīng)用，干氣密封在清潔干燥的環(huán)境下運(yùn)行是十分重要的。因此，乙烯從壓縮機(jī)出口循環(huán)出來(lái)，過(guò)濾后進(jìn)入干氣密封芯子內(nèi)側(cè)的一點(diǎn)。

　　經(jīng)過(guò)壓縮的出口側(cè)的乙烯是溫暖的。因此，為保證密封材料不受溫度的影響（溫升在正常運(yùn)行時(shí)可能會(huì)給密封材料帶來(lái)麻煩），采取適當(dāng)?shù)拇胧┦潜匾摹?/span>

　　在啟動(dòng)和停車(chē)期間，壓縮機(jī)會(huì)充滿低溫乙烯。這時(shí)，不會(huì)有暖的密封氣從壓縮機(jī)出口流過(guò)來(lái)，通常采用來(lái)自外部氣源低溫的乙烯氣體注入氣體密封芯子內(nèi)側(cè)，以在啟動(dòng)和停車(chē)時(shí)保護(hù)密封。

　　此外，來(lái)自壓縮機(jī)軸承的熱量會(huì)自然地沿著軸向密封移動(dòng)，幫助降低氣體的冷卻效果。

　　在有些安裝中，可能會(huì)出現(xiàn)主通風(fēng)壓力超過(guò)內(nèi)側(cè)密封壓力的風(fēng)險(xiǎn)。非常低的密封壓力和主通風(fēng)(放空)高的背壓會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。

　　動(dòng)態(tài)運(yùn)行期間，必須避免密封反向受壓。在這些情況下，有必要安裝儀表，防止主通風(fēng)（放空）的壓力堆積。或者，安裝一個(gè)密封壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，與經(jīng)設(shè)計(jì)限制（碳環(huán)或迷宮密封）的內(nèi)置密封芯子一起操作，以保證密封處一直維持正差壓。

　　丙烯制冷壓縮機(jī)

　　該壓縮機(jī)通常在純丙烯環(huán)境下運(yùn)行。軸徑相對(duì)較大，通常在220mm范圍內(nèi)，有時(shí)會(huì)超過(guò)220mm，密封壓力大約為0.13MPa。通常采用串聯(lián)式密封。串聯(lián)式密封對(duì)于這種應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一種理想密封。

　　同乙烯制冷壓縮機(jī)相似，干氣密封在清潔干燥的環(huán)境下運(yùn)行是很重要的。因此，丙烯從壓縮機(jī)出口循環(huán)出來(lái)，過(guò)濾后進(jìn)入干氣密封芯子內(nèi)側(cè)。

　　進(jìn)口溫度通常在-40℃，在啟動(dòng)和停車(chē)期間，可以看見(jiàn)密封溫度趨近這個(gè)數(shù)字。因此必須相應(yīng)地選擇干氣密封材料。

　　結(jié)論

　　干氣密封的應(yīng)用為壓縮機(jī)組的可靠性和高效率提供了保證。現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的許多裂解氣壓縮機(jī)和制冷壓縮機(jī)安裝的都是干氣密封，干氣密封的應(yīng)用為乙烯裝置提供了一個(gè)穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)的有效服務(wù)。干氣密封的應(yīng)用堪稱(chēng)乙烯裝置壓縮機(jī)密封的革命性進(jìn)步。