重整循环氢压缩机干气密封说明书资料.docx
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重整循环氢压缩机干气密封说明书资料
日期
2011-06-02
版本:
0
页数:
22
部门:
编写:
检查:
批准:
技术部
刘小明
装置名称
30万吨/年催化重整装置
机组名称
重整循环氢压缩机（BCL455-3）
原主机制造厂
西安陕鼓动力股份有限公司
最终用户
中国石化股份有限公司西安石化分公司
机组位号
0211-C-201
GCT型串联式干气密封及系统控制盘
安装、操作、维护说明书
——用于中国石化股份有限公司西安石化分公司
重整循环氢压缩机（BCL455-3）
四川日机密封件股份有限公司
1
前言
本说明书是为干气密封本体及支持密封正常工作的系统控制盘在用户现场的安装、拆卸、操作及维护使用提供必要信息编写的。
本说明书适用于经过培训、熟悉干气密封基本原理、有着丰富的现场操作、维护及安装经验的技术人员。
尽管干气密封的运行是安全、可靠的，但如果密封安装、拆卸及使用不当，也是容易被损坏的。
因此我们建议密封由我公司经过培训的工程师指导或者用户有经验的工程师进行安装等操作。
·
2工作原理
干气密封单元一般由一个可以轴向浮动的静环和一个固定在轴套上的动环构成。
静环背后有弹簧对其施加贴合作用力，动环随压缩机转子做高速旋转。
动环面上加工有一定数量的流体动压槽，其深度在8～15μm以内，如下面的图2.1所示。
图2.1
密封工作的主要原理是流体静压力和流体动压力的平衡。
高速旋转的动环产生的粘性剪切力带动气体进入流体动压槽内，由外径朝中心运动，密封坝提供流动阻力，节制气体流向低压侧，于是气体被压缩压力升高，密封面分开，形成一定厚度的气膜（一般为3微米）。
当流体的静压力和弹簧负载的闭合力等于气膜内产生的开启力的时候就形成了径向面之间的稳定间隙，于是密封实现非接触运转。
干气密封的密封面间形成的气膜具有一定的正刚度，保证了密封运转的稳定性，同时还可对摩擦副起到润滑作用。
图2.2
上图所示为螺旋槽第干气密封的作用力图，从图上可以看出气膜刚度是如何形成的及其如何保证密封运转的稳定性。
在正常情况下，密封的闭合力等于开启力。
当受到外来干扰（如工艺或操作波动），气膜厚度变小，则气体的粘性剪力增大，螺旋槽产生的流体动压效应增强，促使气膜压力增大，开启力随之增大，为保持力平衡，密封恢复到原来的间隙；反之，密封受到干扰气膜厚度增大，则螺旋槽产生的动压效应减弱，气膜压力减小，开启力变小，密封恢复到原来的间隙。
因此，只要在设计范围内，当外来干扰消除后，密封总能恢复到设计的工作间隙，亦即干气密封运行稳定可靠。
衡量密封稳定性的主要指标就是密封产生气膜刚度的大小。
气膜刚度是气膜作用力的变化与
气膜厚度的变化之比，气膜刚度越大，表明密封的抗干扰力越强，密封运行越稳定。
为了实现这一点，我公司投入了大量的人力和资金进行了干气密封的技术研究，并已经成熟、广泛的应用于石油、化工等行业，积累了大量的丰富知识和宝贵经验。
3密封技术规范
3.1应用标识
项目名称
30万吨/年催化重整装置（搬迁）改造项目
机组名称
重整循环氢压缩机（BCL455-3）
主机厂
西安陕鼓动力股份有限公司
最终用户
中国石化股份有限公司西安石化分公司
机组位号
0211-C-201
项目类型
改造
3.2工作条件
工艺介质
循环氢
最大连续转速
11901r/min
压力（进口/出口）
1.3/1.9MPa（A）
温度（进口/出口）
40/81C
滞留压力
1.6MPa（A）
机组布置
汽轮机+压缩机
机组旋向
从驱动机看压缩机为顺时针
3.3密封设计数据
密封型号
GCT02/L-110
轴径尺寸
110
设计压力（静态）
1.6MPa（A）
设计压力（动态）
1.6MPa（A）
设计温度
-10~160C
允许轴向移动
2mm
允许径向移动（半径）
0.3mm（不包含迷宫密封）
暖机转速
大于700r/min
盘车转速
不大于10r/min
转动组件动平衡等级
G2.5（ISO1940）
试验技术规范
API617第7版/企业标准
功耗
<1.5kW/台套
3.4每个密封端面泄漏量
一级端面泄漏量
速度
〔rpm〕
一级密封压力〔MPa（A）〕
二级密封压力
〔MPa（A）〕
期望值
〔Nm3/h〕
保证值
〔Nm3/h〕
0
1.6
0
0.5
1
11901
1.3
0
1
1.5
4参考图纸资料
附图1：
干气密封装配图CW
附图2：
干气密封装配图CCW
附图3：
干气密封控制系统P&I图
附图4：
干气密封安装工具图CW
附图5：
干气密封安装工具图CCW
附图6：
干气密封安装步骤图CW
附图7：
干气密封安装步骤图CCW
5安全说明
本说明书利用以下符号突出特别重要的信息。
5.1警告符号：
提示这个警示标志出现在特殊的工序，具体操作时应尽可能遵守，避免风险发生。
小心这个警示标志出现在特殊的工序，如果不遵守，可造成密封故障。
警告这个警示标志出现在特殊的工序，如果不正确地遵守，可引起密封损坏。
5.2安全说明
在后续涉及到的安装、拆卸、操作、维护等工序中，应严格按照安全符号要求进行操作，防止因疏忽而导致的密封损坏。
在密封运行发生故障时，应停止机组运行，并及时采取安全措施。
XX不得改变密封运行的气体及规定的工作负荷。
6密封的安装、拆卸
警告
Ø未经四川日机密封件股份有限公司授权，现场人员和用户不得擅自解体密封。
Ø如密封件被弄脏，表明密封可能被污染且不得继续安装，请将密封发回密封制造厂清洁或是向密封厂咨询。
提示
Ø干气密封属于精密部件，不正确的安装、拆卸易造成密封的损坏或使用寿命的缩短。
Ø在安装密封时，应保证压缩机已做好安装干气密封的准备，且安装、拆卸工具齐全且可用。
小心
Ø在安装密封的时候用到的润滑脂（硅脂，一般用辅助密封圈上）和防咬合剂（二硫化钼，一般用于轴套与转子配合面上）应少量节约使用。
这些润滑剂在密封上使用过量对密封的性能有不良影响。
6.1压缩机的准备
提示
6.1.1在密封装入机组前，确认干气密封系统控制盘与机组之间的所有管道已正确连接完毕，并按照说明书中系统部分（详见7.3项）的配管操作要求吹扫干净。
6.1.2清洗、检查安装密封的整个区域。
确保密封通过的所有轴、腔体、槽的导向边缘都具有要求的倒圆。
（按要求进行修磨，避免损坏O形环）。
必要时予以修复。
6.1.3安装前建议检查转子相对于轴瓦运行位置的下落间隙。
并测量机组的工作位置，以便最终确定密封调整垫片的厚度。
（注：
机组的工作位置为压缩机运转的实际位置，即已装上推力盘后的机组转子位置）
6.1.4将压缩机转子调到工作位置。
并采用合适方式固定，防止转子轴向移动和周向转动。
6.1.5确保安装工具齐全，主要包括：
密封专用装拆工具，机组抬轴器，千分表，深度尺、游标卡尺，开口扳手，内六角扳手，绸布，酒精等。
6.2密封安装前的检查
安装密封前，建议对密封进行检查，主要为周向转动检查和轴向浮动性检查，确认它是否轴向和旋转运动自如。
图6.1
6.2.1周向转动检查
a）（如图6.1所示）将密封整体置于牢固支持的表面，同时将密封的轴套垫高，使密封定位板向上，静止组件悬空。
b）将所有内外定位板的连接螺钉均旋松至少两整圈。
c）从内外定位板上取下防转螺钉。
d）相对于定位板上的密封旋向的反方向转动密封静止组件一整圈。
如能自由转动则认为合格。
如感觉转动阻滞，可能是密封端面积聚了水汽或油膜，需专业人员拆开作清洁处理。
6.2.2轴向浮动性检查
a）取下所有内外定位板的连接螺钉。
b）（如图6.1）用手对密封静止组件施加均匀的压力，将密封件缓慢地压下。
c）在感觉完全压紧时，缓慢地解除压力。
小心
Ø在达到最大行程极限位置时必需使用最小压力，避免发生挤压损坏密封零件的危险。
d）重复步骤（b）和（c）三次。
如果不可能压紧密封静止组件或者在解除手压力时不能返回起始位置，或弹起较慢甚至无法弹起，则应将密封分解作进一步检查。
提示
Ø对较大密封来说，弹簧力可能无法克服静止件重量，这可能妨碍固定零件返回其起始位置，这是正常的。
e）保证转动件和静止件处于符合安装图纸规定的正确方位，重新安装内外定位板和所有的连接螺钉。
6.3密封的安装
提示
Ø安装前应仔细阅读、研究密封装配图、密封装拆工具图及装拆步骤示意图。
警告
6.3.1保证密封件上指示的旋转方向与待安装端部的轴实际旋转方向一致。
6.3.2有序的拆下密封外圆或者轴套内孔的O形环（四氟圈除外），并使用少量硅脂进行轻轻地润滑。
完毕后在按原有照顺序将O形环重新安装在相应的沟槽中，擦干净过量的硅脂，建议每次一根，防止混淆。
提示
Ø若外部可见密封圈不是O形环，而是弹簧蓄能四氟密封圈，则不能将密封圈取下，只需小心的对四氟圈进行少量硅脂润滑。
硅脂应少量使用，过多使用会影响密封件使用性能。
6.3.3在密封轴套内孔配合面处均匀涂一薄层防咬合剂（一般为二硫化钼）。
小心
Ø二硫化钼防咬合剂应少量使用，过多使用会影响密封件使用性能。
提示
6.3.4松动内外安定位板连接螺钉和限位螺钉一圈半，使轴和轴套内径有轻微的对中误差，便于安装时调心。
6.3.5将转子在工作位置时计算的合适的调整垫片装入主轴轴肩，并将倒角大的一侧对着轴肩。
提示
Ø有些设计可能没有调整垫片，则无此安装程序。
6.3.6利用合适的提升设备小心地将密封件提升到轴上。
从转子末端小心缓慢地套入密封。
小心
Ø此过程防止其它杂质进入密封轴套内部或发生碰伤，避免发生轴套O形圈与机组转子的螺纹发生碰撞，导致O形圈损坏。
6.3.7将密封小心的套上密封区域主轴上并确认导向，只使用手的压力缓慢将密封缓慢推入。
并检查转子仍然处于正确位置，若无问题缓慢将密封推入直至推不动。
6.3.8参考密封装拆工具图和密封装拆步骤图，正确的将安装工具与密封本体连接、固定，将密封装入压缩机，在旋紧螺母时使用均匀的压力避免密封轴套“被卡住”。
警告
Ø采取措施保证密封件垂直于轴，并均匀顶入密封，防止“被卡住”。
Ø必须轴向锁紧转子，防止它在将密封送到位期间移动。
Ø若转子下落间隙过大时，可能会造成密封顶入困难，必要时需对转子抬轴。
6.3.9在密封完全安装到规定位置时，取下所有的安装工具。
6.3.10依据安装图纸规定取下密封内外定位板及其连接螺钉。
6.3.11依据安装图纸所示将密封转动组件锁紧在轴上，一般设计为锁紧螺母，安装时应在锁紧螺母的螺纹上涂抹少量的二硫化钼，且锁紧力矩为400N.M，然后拧紧锁紧螺母上的紧定螺钉。
6.3.12依据安装图纸所示，利用装拆工具再次装入隔离密封组件，然后上紧隔离密封组件与密封本体的连接螺钉，切记螺钉孔内有垫片。
提示
6.3.13全部安装后再次检验安装尺寸，一般可通过测量外部相关尺寸间接判断密封的安装位置。
警告
Ø密封转动件与密封静止件的安装位置偏离过大，均可能导致密封的损坏。
6.3.14按照以上安装顺序安装另外一端密封。
6.3.15安装完毕后，妥善保管密封装用包装箱及相关装拆工具。
6.4密封的拆卸
6.4.1.确认压缩机处于可以拆卸干气密封的状态（机组泄压，断开驱动装置）。
6.4.2.使用密封装拆工具拆下隔离密封组件及附属部件。
6.4.3.使用装拆工具拆去密封轴端锁紧螺母。
6.4.4.装上密封的内外定位板，并牢固与密封连接。
6.4.5.使用密封装拆工具安全地将密封从机组内拔出。
警告
Ø采取措施保证密封件垂直于轴，防止它“被卡住”。
Ø必须轴向锁紧转子，防止它在将密封拔下期间移动。
Ø转子下落间隙过大时，可能会造成密封拆下困难，必要时需对转子抬轴。
6.4.6.若转重复以上拆卸步骤，拆卸另一端密封件。
6.4.7.全部拆下后，应将密封放入包装箱内，妥善保管。
7干气密封系统控制盘安装、操作及维护
7.1概要
用户应能够熟悉干气密封支持系统以及它的用途。
必须认真阅读本说明书并运用到系统的操作，维护等工作中。
本说明书必须提供给操作和维护人员。
有助于避免误操作，提高密封运行的可靠性。
7.2运输和储存
7.2.1.干气密封系统控制盘无特殊要求一般直接运送到用户现场，运输一般采用坚固的木箱。
运到现场后应对包装箱进行开箱检验，必须彻底检查各部件有无损坏的迹象。
如果控制盘没有外观损坏的迹象，可以接受，那么在储存之前应该将包装箱适当地重新封闭起来。
7.2.2.在开箱验收之后，应接受以下建议妥善保管密封系统控制盘：
a）系统应放在原来的包装箱里存放，如有可能，应将包装箱存放在一个不受太阳直射，带有坚硬地面通风良好的建筑物内。
b）如果是存放在室外，建议将包装箱放在水泥或坚强地面上的方木垫块上。
然后必须要用防水帆布将包装箱盖上防止水和脏物的侵入。
如果因为油布损坏或盖子没盖好，使水、冷凝液、沙子、脏物或其它污染物通过包装进入系统，必须要找出问题的原因加以解决，并使设备彻底干燥和清理后重新储存。
7.3系统控制盘现场安装、配管总体要求
7.3.1.场地准备工作和设备的位置由用户、设计方决定。
安装位置的定位对于系统有效操作特别重要。
请注意以下各点：
a）安装位置原则上靠近机组，便于管道连接。
b）出入通道要便于设备操作、维护和检修。
c）留有足够的空间便于拆卸过滤器元件。
d）尽量考虑管线走向的美观。
e）考虑仪表显示屏的能见度。
7.3.2.在安放系统控制盘时，所有部件都要保持清洁，不要卸掉管子和接头上的防尘罩。
确保所有开口接头一直都是封闭的，因为系统控制盘内部的所有管线均已彻底清洁。
7.3.3.确保所有紧固件都牢牢上紧。
若发现因运输振动出现的部件、紧固件松动应重新检查并按要求紧固，保证使用性能。
7.3.4.与干气密封控制盘连接的管路及法兰材料应为不锈钢（外部进密封系统的氮气管线除外，但应保证对接前，按要求严格吹扫干净）。
7.3.5.管线焊接时应采用氩弧焊，对焊方式，连接之前应彻底清洁管件内部。
并保证新配管路可以在现场无干涉拆下，方便配管后进行管路处理和检查。
提示
7.3.6.配管结束后建议应对新配管路按照先酸洗、后蒸汽吹扫，最后风吹干的顺序进行处理。
必须保证单独断开吹扫，吹扫气体（压力不低于0.5MPa）必须干净、干燥，气体清洁度不低于10μm，并具备一定的流量，每根管道的反复吹扫时间不低于半小时（视具体情况而定）。
警告
7.3.7.管线单独处理后方可与密封系统控制盘对接，确认法兰盲板已拆去，并装上法兰密封垫片。
保证管线与系统控制盘连接后，用经系统过滤后的干净气体吹扫。
可以用清洁的白布或绸布在出气口检查，五分钟内无明显污物为合格。
提示
7.3.8.配管结束后应再次检查系统整体的气密性。
7.4电气连接
7.4.1.控制系统出厂前干气密封内部的所有信号均已接到接线箱，从接线盒到DCS系统的接线属于用户的范围，应严格按照仪表接线端子图。
7.4.2.按照给定的设定点为仪表配置DCS/PLC，并进行相应的测试工作。
7.5流程说明
干气密封控制盘用于调节、控制、监测干气密封的相关运行参数。
共有四个部分组成：
●一级密封供气流程
●一级密封泄漏监测流程
●二级密封供气流程
●隔离密封供气流程
其作用一是为密封提供干净、干燥的气体，二是实时监控密封的工作情况。
7.5.1.一级密封供气流程
一级密封气流程包含气体预处理单元、过滤单元、差压调节单元、流量监测单元，采用差压控制方案。
机组正常运行时，从机组出口端引出的工艺气体进入密封系统控制盘，先经聚结器单元除去较大液滴和颗粒过滤精度达到10微米，，然后经气动薄膜调节阀PDCV61002将压力控制在高于机组平衡管0.1MPa，再进入过滤单元FL1（或FL2备用）过滤精度达到1微米，最后经流量计FI61002和FI61001分别进入机组驱动端和非驱端一级密封腔。
一级密封气体绝大部分经机组迷宫密封返回机内，阻止机壳内脏的工艺气倒灌污染密封，少量的气体经过一级密封端面泄漏至一级泄漏气密封腔。
警告必须确保一级密封进气与平衡管差压达到设计要求。
否则会损坏密封。
7.5.2.一级密封泄漏监测流程
一级泄漏气流程包含压力监测单元、流量监测单元。
机组正常运行时，一级密封端面泄漏的少量工艺气进入一级泄漏气通道，一级密封泄漏气引至干气密封系统后分别通过压力变送器PT61006，流量计FT61002监测驱动端泄漏气压力、流量；通过压力变送器PT61005，流量计FT61001监测非驱动端泄漏气压力、流量。
节流阀V41、V46起节流作用。
当一级密封失效大量气体泄漏时，流量计会升高达到高报值3Nm3/h，高高报值6Nm3/h，同时节流阀前的泄漏气压力达到高报0.1MPa，高高报0.2MPa。
任何一端压力高高报值与流量高高报值同时达到就触发联锁停机。
提示节流阀V41、V46的开度，需要在机组达到正常运行条件后，进行整定达到设定值
7.5.3.二级密封供气流程
二级密封端面开启气体来自于一级端面泄漏的少量工艺气，其中一级泄漏的工艺气绝大部分通过一级泄漏气通道后放火炬，极少量的经二级密封端面泄漏通过二级泄漏气通道引至室外安全排放。
7.5.4.隔离密封供气流程
隔离气流程包含过滤单元、流量调节单元。
机组正常运行时，现场0.6MPa的低压氮气进入过滤单元FL3（或FL4备用）过滤精度达到1微米后分为两路，经两路限流孔板分别进入机组驱动端和非驱端隔离气密封腔。
一部分的隔离气通过内侧迷宫泄漏与二级泄漏气混合后通过二级密封泄漏气通道引至室外安全排放，另一部分通过外侧迷宫泄漏至机组轴承箱内，通过轴承箱上的放空孔排出，其目的是防止润滑油污染密封。
7.5.5.排凝口
在隔离密封和干气密封之间设置有排凝口，其作用是检查、预防机组在试车、跑油以及润滑油压不稳定时造成穿过隔离密封的少量油滴进入干气密封区域污染密封，所以要求在机组试车、跑油阶段，建议此口处于开放状态，机组正常运行时处于关闭状态，但需要定期检查管线中的油，排出这些管线中的所有油并查找、排除原因，一般正常可接受的量为小于6滴/分钟。
7.5.6.开车气体
在压缩机未运转或转速较低情况下，出口工艺气压力尚未提升，造成机组进出口压差为零或很低。
因此干气密封一级密封气存在不能注入的可能，所以采用0.6MPa氮气作为开机气体，一般要求开车气体压力高于开车时机壳内压力至少0.2MPa。
7.5.7.增压系统流程
当机组进出口压差较低、一级密封气与平衡管差压PDICA61002低于0.05MPa时，自控系统输出信号，打开电磁阀SV61002，导通驱动气和工艺气管路，增压泵开始动作，对一级密封气增压；当一级密封气与平衡管差压PDICA61002大于0.1MPa时，自控系统输出信号，关闭电磁阀SV61002，切断驱动气和工艺气管路，增压泵停止动作。
提示增压系统仅在机组开车、紧急停车、机组进出口压差低或者低负荷打循环时启动。
7.6操作规程
7.6.1.投用现场压力表、气动薄膜调节阀、压力变送器、差压变送器（打开仪表根部阀、高低压端阀、平衡阀关闭）。
7.6.2.给所有压力变送器、差压变送器、远传流量计上电。
7.6.3.隔离气投用：
油运前打开阀门V29、V30（或V31、V32），及孔板OR1、OR2前后截止阀，然后缓慢打开阀门V28，此时孔板后压力表PG61006、PG61005分别指示驱动端、非驱动端隔离气压力。
提示若压力表显示值达不到设计要求，应通过节流阀V35、V39进行微调。
7.6.4.投用一级密封气：
机内进气前开阀V5、V6、V13、V14、V17、V18（或V19、V20），V22、V23、V25、V26，缓慢打开V3引氮气为密封气，PDT61001指示一级密封气与平衡管差压。
流量计FI61002、FI61001指示约为50Nm3/h。
提示一级密封气与平衡管差压PDICA61002应作为控制指标，实际进气流量可能会与设计值有一定偏差是正常的，并不影响密封的正常使用。
7.6.5.投用一级泄漏气：
投用一级密封气后，打开阀门V41、V42、V43、V46、V47、V48投用一级泄漏气。
流量计FT61001、FT61002指示应近似为0Nm3/h。
机组运行正常后，应通过整定一级密封泄漏气管路上的针阀V41、V46，使一级泄漏气压力和流量为正常设定值。
提示此整定操作只在第一次开车前整定，以后无需再进行此操作。
7.6.6.投用增压系统：
打开阀门V51、V53、V55、V57、V60，增压泵运行时调节减压阀，保证阀后压力指示为0.4MPa，同时观察增压泵，使其活塞运行频率为60次/分。
警告按照以上顺序全部投用后，应再次确认机组自控系统在中控室显示正确且与现场一致，同时开机条件全部满足，各路进气流量和压力均达到设计值后方可启动压缩机。
提示由于开车工艺条件复杂不确定，且开车工况与机组正常运行工况差别较大，一级密封气与二次平衡管压差往往出现达不到开机条件，此时必须满足一级密封气进气流量达到设计要求即可开机。
7.7常见报警原因及处理
项目
报警
仪表位号
原因
处理方法
工艺气过滤器差压
H
PDT61001
滤芯脏
更换滤芯
一级密封气/
平衡管差压
L
PDT61002
平衡管压力升高
检查机组运行参数及平衡管压力
主气源压力偏低
检查主气源压力、流量
机组停机
不影响使用
打循环，压差不足
提高压差或保证密封进气流量
一级密封进气流量
L
FI61001
FI61002
流量偏差
仅作为参考，实际是存在一定偏差不影响密封使用
气源压力故障
检查原因并排除，达到设计值
针阀开度较小
重新整定针阀开度，达到设计值
工艺参数变化较大
重新整定针阀开度，达到设计值
机组停机
不影响使用
循环工况，压差不足
提高压差
一级泄漏气压力
H
PT61005
PT61006
一级密封损伤
实时关注一级密封运行情况
节流阀开度变化
重新整定节流阀开度
二级密封流量升高
检查低压氮气压力
火炬背压增大
检查火炬背压
一级泄漏气流量
H
FT61001
FT61002
一级密封损伤
实时关注一级密封运行情况
节流阀开度变化
重新整定节流阀开度
二级密封流量升高
检查低压氮气压力
氮气过滤器差压
H
PDT61003
滤芯脏
更换滤芯
氮气压力
L
PT61004
气源压力波动
检查、恢复、稳定氮气管网压力
7.8系统控制盘操作注意事项
7.9.1气体投用原则：
开机：
先投用干气密封控制系统，然后再投机组润滑油系统。
其中密封控制系统先投用一级密封气。
隔离气投用顺序无限制。
跑油阶段：
如果机壳内不带压一级密封气可以关闭，只需通入隔离气即可。
停机：
先停机组润滑油系统，当判断机组油系统安全且无热油雾时，再停隔离气，最后停一级密
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