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1、干气密封控制系统操作手册内部资料不得外传目录1 简介1.1 技术支持1.2 干气密封运行原则1.简介：1 2. 干气密封工作原理干气密封是一种非接触式端面密封，密封单元由两个环构成。第一个环称为旋转环，其密封端面上刻有许多槽。槽下的光滑区域称为密封坝，它是真正起密封作用的部分并形成从密封压力到大气压力之间的压力梯度。第二个环其端面为光滑面。除允许其沿轴向移动外，限制其他方向的移动，称其为主环或静环，并安装于弹簧调节负载的腔内。在转子静止，机内已卸压状态下，主环后的弹簧将使其与旋转环（动环）贴合。当机内常压时，气压产生了流体静压力，该力使得主环与旋转环分开，在两环间产生非常薄的间隙。通过间隙允许
2、非常少量的密封气体泄漏。一旦机组转动， 由于旋转环端面上的槽的泵效应，产生流体动压力。在靠近槽的根部形成高压区， 从而两个环面之间气膜厚度增加。当流体动压力与流体静压力平衡时，便建立起稳定的间隙并形成一定的流量。该泄漏量与气体压力、温度、 气体的物理性质、密封尺寸以及转速有关。这一间隙使得两个端面不接触地平稳运行。密封运行的设计和原理都保证了一定厚度的自稳定间隙的形成。 这是由于运行中气体流量或转子位移的干扰会引发间隙的变化，而这种变化势必引起流体动静压平衡的变化，力平衡的变化又具有修正间隙的作用。例如，设间隙增加，则槽的泵效应产生的压力就降低，因此流体动压分开力减小，而流体静压闭合力使得间隙
3、减小到原来尺寸。相反，密封面彼此接近（间隙减小）时，流体动压效应增强，分开力急剧增加。这种自平衡原理使得密封面保持恒定分开，并且泄漏量也恒定。串联密封由两对密封环或二级组成。它既可以作为整体也可以作为两个部分使用。分级使用时，第一级密封起主导作用，承担密封全部过程压力，而第二级密封作为第一级密封的备用安全措施。 作为整体密封时，允许第一级密封的泄漏引入到第二级，作为二级密封的工作气源。图 1.1 为干气密封的纵向剖面图标出了密封面以及进气口和泄漏口。2 干气密封控制盘 干气密封控制盘用于监控离心压缩机内的干气密封，并可分为三个部分：主密封供气系统隔离密封供气系统一级密封泄漏系统2.1. 主密封
4、供气系统干气密封的控制主要控制密封端面间的通过密封气流的微小间隙。这个微小的间隙依靠不含有比间隙尺寸大的颗粒的气体维持。控制盘的特性是密封气体进行过滤过程，以满足高洁净度的要求、延长密封寿命、防止在静环后面积聚污染物。压缩机的每端都装有串联干气密封，以密封压缩机内的压力，尽管他们在设计时以压缩机出口压力为参考。 每端的串联密封的压力都被维持在高于连接到密封的工艺气的压力。这样就确保了在密封腔能够维持一个清洁的环境。只有少量的预期内的泄漏可以通过每端密封的一级密封端面。2.1.1. 密封气体过滤主密封气是从压缩机出口引来的氢气。然后通过两个并联安装的过滤器（F-102-A或F-102-B）中的一
5、个，以滤除积存的液滴和3以上的固体颗粒。过滤器进出口压差用差压指示变送器（PDIT-102）现场指示和远传监控。每台过滤器都能满足气体的最大处理量。因此， 运行中只需一台过滤器工作，而另一台过滤器处于备用。阀门的配置易于过滤器的维护工作，例如滤芯的更换等。过滤器的切换阀使得过滤器的切换能平稳、 快速地进行而不会对系统造成干扰。每台过滤器都配备有卸压阀和排放阀。滤芯更换前，请打开卸压阀，释放过滤器内的压力。2.1.2. 密封气源压力控制和流量监控仪表密封气源的压力由差压调节阀（PDCV-106 ）控制。该阀配备有旁路阀以便于维修。差压调节阀的整定压力为：出口压力高于压缩机平衡管的参考压力。二者间
6、的实际压差由差压指示仪（ PDI-102 ）指示。每端主密封的流量由流量变送器（FIT-103， 104）监控。流量计管路上的针阀用于手动调节流量。2.2 隔离密封供气系统隔离密封供气系统在主密封与轴承腔间形成一气体屏障，防止轴承油进入密封体。控制盘上配有该路氮气的过滤、监控和调节设备。氮气通过两个并联安装的过滤器（F-201-A 或 F-201-B）中的一个，以去除积存的液滴和1以上的固体颗粒。过滤器进出口压差用差压指示变送器（PDIT-201）现场指示和远传被机组逻辑监控。每台过滤器都能满足气体的最大处理量。因此， 运行中仅需一台过滤器工作，而另一台过滤器处于备用。过滤器下游的压力用压力计
7、（PI-202）现场指示，用变送器（PT-203）远传监控。此外安装一压力开关（ PS-203）用于启动润滑油泵条件。压力调节阀（PCV-204 ）控制氮气供气压力。氮气流量用带有流量开关的流量变送器（FIT/FS-204 和 FIT/FS-205 ）就地和远传监控。隔离密封气冲入位于密封腔体与压缩机轴承间的碳环密封。在碳环密封与轴套间的小间隙形成气体屏障，阻止润滑油进入密封腔同时防止工艺气进入轴承腔。注意： 为了避免润滑油进入密封内，启动润滑油系统之前，必须先投入隔离密封系统。2.3 一级密封泄漏系统正常运行时， 从一级密封泄漏出的少量氢气被排入火炬。排入火炬之前， 泄漏气体的压力用压力计（
8、PI-501， 503） 监视，压力变送器 （PT-501， 503） 远传监控， 另外配置压力开关 （PS-501，503）在压力升高时连锁停机。泄漏气体流经测量孔板（FO-501，503）检测流量，用流量变送器（FIT-501，503）现场及远传监控流量。最后泄漏气体经单向阀排入火炬。2.4 变送器和压力开关的功能2.4.1 变送器 -报警PDIT-102- 高报 -密封气源过滤器差压高该变送器发出的远传信号用于密封气源过滤器差压高时报警。导致该信号报警的原因有：过滤器芯脏污，需更换。过滤器被隔断。过高的密封气流量。过滤器的排放阀或排污阀被打开。FIT-104- 高报（驱动端）密封气源流量
9、高FIT-103- 高报（非驱动端）密封气源流量高变送器发出的该远传信号可用做密封气源流量高的报警。导致该信号报警的原因有：差压调节阀故障调节阀旁路阀被打开针阀开度过大FIT-104- 低报（驱动端）密封气源流量低FIT-103- 低报（非驱动端）密封气源流量低变送器发出的该远传信号可用做密封气源流量低的报警。导致该信号报警的原因有：主密封供气量过低主密封供气压力过低差压调节阀故障调节阀上游或下游侧的阀门关闭针阀关闭PDIT-201- 高报 -隔离气源过滤器差压高该变送器发出的远传信号用于隔离气源过滤器差压高时报警。导致该信号报警的原因有：过滤器芯脏污，需更换。过滤器被隔断。隔离气流量过高隔离
10、气源阀门关闭过滤器的排污阀被打开。PT-203-低报 -隔离气源压力低 该变送器发出的远传信号用于隔离氮气源压力低时报警。导致该信号报警的原因有：氮气源压力低隔离过滤器脏污隔离气源截止阀关闭FIT-204- 高报（驱动端）隔离气源流量高FIT-205- 高报（非驱动端）隔离气源流量高变送器发出的该远传信号可用做气源流量高的报警。导致该信号报警的原因有：隔离气源调节阀故障碳环磨损调节阀的旁路阀被打开针阀开度过大FIT-204- 低报（驱动端）隔离气源流量低FIT-205- 低报（非驱动端）隔离气源流量低变送器发出的该远传信号可用做密封气源流量低的报警。导致该信号报警的原因有：氮气源压力低隔离密封
11、过滤器脏污隔离密封气源截止阀关闭调节阀故障调节阀上游或下游阀门关闭针阀关闭FIT-503- 高报（驱动端）一级密封泄漏流量高FIT-501- 高报（非驱动端）一级密封泄漏流量高变送器发出的该远传信号可用做一级密封泄漏流量高的报警。导致该信号报警的原因有：一级密封失效FIT-503- 高高报（驱动端）一级密封泄漏流量过高FIT-501- 高高报（非驱动端）一级密封泄漏流量过高变送器发出的该远传信号可用做一级密封泄漏流量高高报警。导致该信号报警的原因有：一级密封失效PT-503-高报（驱动端）一级密封泄漏压力高PT-501-高报（非驱动端）一级密封泄漏压力高变送器发出的该远传信号可用做一级密封泄漏
12、流量高报警。导致该信号报警的原因有：一级密封失效针阀关闭孔板流通不畅单向阀故障PT-503-高高报（驱动端）一级密封泄漏压力过高PT-501-高高报（非驱动端）一级密封泄漏压力过高变送器发出的该远传信号可用做一级密封泄漏压力高高报警。导致该信号报警的原因有：一级密封失效针阀关闭孔板流通不畅单向阀故障2.4.2 开关信号 -紧急停机信号PS-203-紧急停机 -隔离气源压力过低该变送器发出的远传信号用于隔离氮气源压力过低时报警同时连锁停机，该信号还可于润滑油系统的启动条件。导致该信号报警的原因有：氮气源压力低隔离过滤器脏污隔离气源截止阀关闭FS-204-紧急停机（驱动端）隔离气源流量过低FS-2
13、05-紧急停机（非驱动端）隔离气源流量过低变送器发出的该远传信号可用做密封气源流量低的报警同时连锁停机。导致该信号报警的原因有：氮气源压力低隔离过滤器脏污隔离气源截止阀关闭调节阀故障调节阀的上游或下游阀门关闭针阀关闭PS-503-紧急停机（驱动端）一级密封泄漏压力过高PS-501-紧急停机（非驱动端）一级密封泄漏压力过高变送器发出的该远传信号可用做一级密封泄漏压力高高报警同时连锁停机。导致该信号报警的原因有：一级密封失效针阀关闭孔板流通不畅单向阀故障2.5 仪表量程和报警点2.5.1 密封气源位号说明量程报警点PDIT-102 密封过滤器压差0700kPad 高于 130kPad PDCV-1
14、06 密封调节阀压差0690kPad 500kPad PDI-102 密封和平衡管间压差01000kPad 500kPad FIT-103 非驱动端密封流量0400Nm3/hr 高于 340Nm3/hr 低于 50Nm3/hr FIT-104 驱动端密封流量0400Nm3/hr 高于 340Nm3/hr 低于 50Nm3/hr 2.5.2 隔离密封系统位号说明量程报警点PDIT-201 隔离密封过滤器差压0700kPad 高于 130kPad PI-202 隔离密封气压力02000kPag 无/报警PS-203 隔离密封气压力开关70690kPag 低于 345 kPag PT-203 隔离密
15、封气压力变送器01500kPag 低于 345 kPag PCV-204 隔离密封气压力调节阀34204kPag 70 kPag FS-204 驱动端隔离密封流量开关030Nm3/hr 低于 3.5Nm3/hr FS-205 驱动端隔离密封流量开关030Nm3/hr 低于 3.5Nm3/hr FIT-204 驱动端隔离密封流量变送器030Nm3/hr 高于 11Nm3/hr 低于 5Nm3/hr FIT-205 非驱动端隔离密封流量变送器030Nm3/hr 高于 11Nm3/hr 低于 5Nm3/hr 2.5.3 驱动端泄漏系统位号说明量程报警点PS-503 驱动端密封泄漏压力开关34207k
16、Pag 高于 83kPag PT-503 驱动端密封泄漏压力变送器0300kPag 高于 35kPag 高高于 65kPag PI-503 驱动端密封泄漏压力指示计0100kPag 无/报警FO-503 驱动端泄漏测量孔板Dia=3.0mm 无/报警FIT-503 驱动端泄漏流量变送器017Nm3/hr 高于 8.3Nm3/hr 高高于 15Nm3/hr 2.5.4 非驱动端泄漏系统位号说明量程报警点PS-501 非驱动端密封泄漏压力开关34207kPag 高于 83kPag PT-501 非驱动端密封泄漏压力变送器0300kPag 高于 35kPag 高高于 65kPag PI-501 非驱动端密封泄漏压力指示计0100kPag 无/报警FO-501 非驱动端泄漏测量孔板Dia=3.0mm 无/报警FIT-501 非驱动端泄漏流量变送器017Nm3/hr 高于 8.3Nm3/hr 高高于 15Nm3/hr 2.6 用户接口表2.6.1 管接口表位号说明接口尺寸G 密封气源接口1/2管A1 非驱动端密封气1/2管A2
