王宝康
大庆石化公司化工一厂，黑龙江省大庆市 163000
摘要：干气密封是乙烯制冷压缩机的重要密封部件，干气密封技术的应用提高了乙烯压缩机组的可靠性和高效率，为乙烯压缩机组的长周期平稳运行提供了保证。本文主要介绍了乙烯制冷压缩机中应用干气密封技术的优点、干气密封结构的选择、干气密封测控系统、以及干气密封的运行维护。
关键字：乙烯、压缩机、干气密封、制冷
在石油化工生产装置中乙烯制冷压缩机主要将乙烯气作为压缩机工作的介质，从透平往压缩机的方向看，压缩机旋转方向是沿着顺时针的方向旋转的。乙烯制冷压缩机通常在纯乙烯的环境下长周期运行, 乙烯制冷应用的显著特征是低密封压力。
一、干气密封技术的优点
与其它密封结构对比, 应用干气密封技术能够消除工艺管路密封油污染,，保护密封结构不受污染，从而显著提高装置效率，因此，干气密封技术可以堪称乙烯装置上压缩机密封的革命性进展。乙烯制冷压缩机上干气密封技术的主要有以下优点:
1）主密封进气采用自身乙烯气，明显降低了工艺气损失。
2）乙烯工艺气不存在油污染, 从而消除了密封油腐蚀和消除了分馏塔中的油沉积。
3）没有密封油系统，减少了维护 ;
4）降低能量消耗，节省了油消耗和运输成本。
5）通过消除密封油油垢, 增加热交换器的效率。
6）没有密封油系统着火的危险，提高了生产安全性。
二、干气密封结构的选用及说明
在石油化工生产装置中，乙烯气体是生产装置中乙烯制冷压缩机的主要工作介质，而且乙烯气体具有易燃、易爆性质，严禁出现任何泄漏现象，一旦泄漏容易引发火灾爆炸等安全事故。因此，为了确保乙烯装置生产安全，需要在乙烯制冷压缩机上选择适当的密封布置和系统设计，以保证压缩机的安全平稳运行。结合乙烯制冷压缩机的基本参数，最终确定选用串联式干气密封结构作为乙烯制冷压缩机的密封部件，同时为了避免轴承腔内部的润滑油气体向密封腔扩散，设置了迷宫密封在密封的外侧，例如隔离气氮气。在乙烯制冷压缩机正常运行的工况下，主密封进气主要采用的是乙烯制冷压缩机出口的自身乙烯气，在装置试车期间开停机的时候，通常选用氮气作为辅助缓冲气，保护密封结构不受污染。
石油化工生产装置中乙烯制冷压缩机的干气密封工艺流程如下：利用乙烯气作为压缩机的轴端密封力的工作介质，乙烯气在经过滤器（一开一备）过滤以后，再通过管道流经差压控制阀，然后乙烯气进入密封腔内。在压缩机系统正常操作的时候，经过差压控制阀控制的密封气体的压力要比密封腔内的压力高。当密封气进入密封腔以后，大部分气体会经过梳齿密封进入到机体的内部，并和被压缩的气体介质相互混合。只有极少量的气体会进入到动静密封端面之间，进入火炬线流入火炬放空燃烧。在放空火炬管线上安装有流量表，该流量表能够有效检测管线中泄漏的排火炬流量，从而判断乙烯制冷压缩机密封结构是否正常，有无失效泄漏现象。第二级密封可以理解为备用结构，第二级密封所采用的密封气主要是第一级密封泄漏的乙烯气。如果第一级密封出现较大泄漏现象，进而导致密封结构出现故障或者损坏的时候，第二级密封则发挥着密封的功效。同时由于迷宫密封设置在密封环的外侧，能够有效控制吹入的隔离气压力，从而有效地阻止润滑油进入到密封腔内，并且能够有效地防止缓冲气进入到轴承箱内，从而发挥第二级密封的功效。
三、压缩机的启动与运行操作
当乙烯制冷压缩机干气密封结构的气压差值大于29kPa，乙烯制冷压缩机则可以进行启动操作。如果乙烯制冷压缩机干气密封结构的气压差值较低，则严禁进行开启操作，以有效保护乙烯制冷压缩机免遭损害。在压缩机开车的时候，因为压缩机出口没有乙烯气，所以选用外供规定压力的氮气作为工作介质，作为辅助缓冲气，起到保护密封结构的作用。由于该压缩机的暖机转速为低速运转，且在低速状态下压缩机工况不够稳定，容易损坏压缩机密封结构，因此，必须限制压缩机在低转速下的运转时间。根据乙烯制冷压缩机的开车操作卡和压缩机的具体操作规程，要适当升速压缩机的转速为工作转速，在升速期间，需要关注相关火炬线流量表，严格检查密封泄漏排火炬量的变化。在压缩机开车的时候，如果压缩机工况不稳定、压力和转速不达标，都可能导致密封的泄漏火炬量出现波动现象。因此，当压缩机处于正常运转状态的时候，需要密切观察各个仪表的显示值，确定压缩机各个工部参数是否符合设计值。
四、干气密封的控制系统
干气密封本体和配套的密封测控系统共同组成了一套完整的密封系统。因此，压缩机的测控系统主要包含如下功能：有效过滤密封气体；对于泄漏现象进行有效监测；控制密封气的流量，同时稳定控制密封气和参考气之间的压差。由于动静环密封端面的间隙较小，因此其需要干燥、洁净且稳定的气源，一旦气体受到污染，则极为可能导致密封结构的损坏，并丧失了密封的作用。所以密封气体必须经过过滤器过滤之后方能进入到密封腔内，严禁颗粒进入。串联布置的放火炬以及放空的气体，主要为从内侧密封面来的工艺气以及少量的来自于一级密封所泄漏的缓冲气。在整个密封系统运行的时候，利用监测系统来对泄漏的排火炬量进行监测，以便于确定密封是否完好，是否存在损坏现象。一旦监测发现存在较大量的泄漏现象，需要立即检查整个系统，排查原因，有效控制泄漏量。
五、压缩机干气密封系统的日常维护措施
为确保干气密封系统能够得到正常运行，需做好日常的维护工作。
1）准确安装干起密封结构，确保其旋转方向准确，尤其要避免机器出现反转现象。
2）要合理控制隔离氮气的压力，严禁轴承腔的润滑油扩散到密封腔内，同时也严禁密封气体进入到润滑油中。
3）关注流量表，做好泄漏排火炬量的日常监测工作，发现泄漏量波动及时查找原因。
4）流经过滤器的密封气体，其通过差压控制阀所控制的压力需要高于被密封气压力的规定数值。
5）要确保密封气体的清洁、干燥、稳定以及充足，保护密封结构不受污染。
6）在压缩机动态运行期间, 必须避免干气密封结构反向受压，保证密封处一直维持正差压。
结束语
随着乙烯生产规模的扩大，乙烯压缩机组大型化后，干气密封结构的尺寸也在变大，干气密封备件的造价也高，设备维修成本高昂。因此，必须要加强日常对压缩机组的特级维护管理，进行精细化操作，结合仪表预防性检查等维护工作，避免压缩机在正常生产运行中出现波动、喘振等现象，杜绝机组停机，提高机组的可靠性，实现压缩机组平稳长周期运行。在压缩机结构设计制造上要优化结构，提高干气密封结构的可靠性，以保证干气密封的运行寿命，确保了机组的安全，为乙烯生产装置的连续平稳运行提供可靠保证。
参考文献
［1］段孟,石杰杰.干气密封技术在离心式压缩机上的应用[J].杭氧科技,2014(01):13-17.
［2］姚新华，何耀辉．干气密封的选用及失效分析［J］．润滑与密封，2011，36( 4) :116-124．
［3］龚春雷,马鹏飞,张勇.干气密封在制冷压缩机上的应用与维护[J].中国石油和化工标准与质量,2013（14）:235-235.
［4］王玉华,姜大任.干气密封在离心压缩机上的应用[J].风机技术,2008(01):43-45.