北京中惠普大机组干气密封气源改造及应用

中惠普干气密封是 20 世纪 60 年代末期从气体动压 轴承的基础上发展起来的一种新型非接触式密 封，即利用流体动力学原理，通过在密封端面上开 设动压槽以实现密封端面的非接触运行。随着干 气密封技术的日益成熟，其应用范围越来越广。 河南煤业化工集团鹤煤化工分公司 600 kt /a 甲醇 装置中的 3 台离心式压缩机轴两端均安装了两级 双面干气密封和油气隔离气密封，但由于装置自 身原因，会出现干气密封气源压力过低或中断的 现象，造成干气密封损坏，给装置运行带来很大的 危害。为此，对干气密封气源系统进行了改造。

干气密封系统
为了防止缸体内有害气体外漏，在 3 台离心 式压缩机轴两端安装了两级双面干气密封和油气 隔离气密封，其中一级密封气体在开停车过程中 采用来自界区外的 6． 10 MPa(表压，下同)高压氮 气，正常运行时采用压缩机高压段排出的工艺气 体作为密封气。密封气经密封气过滤器过滤、气 动薄膜调节阀将压力稳定在高于平衡管压力以 上，再经流量计调节流量后进入压缩机两侧的一 级密封端面，在密封面上形成密封气膜。一级密 封气绝大部分经机组梳齿密封进入机组内，阻止 压缩机内的工艺气体外漏;少量的一级密封气经 密封端面泄漏至一级密封排气腔，与二级密封气 混合后送火炬系统。

在 0． 40 MPa 左右后分 4 路进入各密封管线，其 中:2 路作为二级密封气经流量调节器后进入轴 两端的二级密封腔，然后大部分二级密封气经中 间迷宫密封与一级密封泄漏气混合后引出至安全 处放空，少量二级密封气经二级密封端面泄漏后 引至外部安全处放空;另 2 路气体进入压缩机两 端油气隔离室，一部分经后置密封的前端与二级 密封端面泄漏的气体混合并引至安全处放空，其 余经后置密封的后端通过轴承回油放空点就地放 空。引入隔离气的目的是阻止润滑油油气进入干 气密封系统。

密封气源存在的问题及危害

(1) 密封气由低压氮气管网送往压缩机组 界区阀前，北京中惠普发生器装置正常运行时，因前系统用气量非常 大，导致密封氮气管网压力从 0． 50 MPa 降 至 0． 18 MPa，再送往3 台机组使用时的压力会更低。 如果机组运行期间低压氮气压力过低，将引起二 级密封动静环损坏，此时需短停更换备用干气密 封。而更换备用干气密封至少需要 2 d，气化装置 生产的有效气体只能送火炬系统。
(2) 前工序空分装置出现异常时，低压氮气 管网中断供气，3 台机组必须紧急停车。低压氮 气管网恢复正常供气后至机组运行稳定需耗时 8 ～ 10 h，气化装置生产的有效气体只能全部送火炬系统。

改造方案
经多方面分析论证，北京中惠普发生器气源系统进 行了如下的改造:原设计低压氮气管线压缩管廊 处的管径为 DN 100 mm，从管廊引至 3 台机组的 管径为 DN 25 mm，管径过小是机组密封气源压 力低的主要原因，故决定将 DN 25 mm 管线更换 为 DN 100 mm;因前工序不稳定因素较多，系统无 法维持稳定运行，故决定将废旧的压力容器移至 机组附近并作为压缩机干气密封用氮气的稳定气 源储罐。

结论、建议和措施

结论
(1) 尿素流液的产生与生产工艺过程无明 显的相关性，但与运输、贮存条件及天气有密切的 联系，特别是在夏季、秋季温差较大且恰逢下雨 时，更易产生流液现象。
(2) 在采用不同企业生产的编织袋包装尿 素的堆放试验中，发现尿素流液的产生与编织袋 的质量有一定的关联，这主要体现在编织袋的涂 膜均匀性和密封性方面。如果编织袋涂膜均匀和 密封性能较好，可减少环境水分的进入，进而缓解 流液的产生。

建议
(1) 在雨天运输或装卸尿素时，除路途中需 加盖防雨篷布防护外，到达目的地时，表层的尿素 建议单独存放，待淋湿的编织袋表面的水分及时 挥发后再用篷布遮盖;已贮存的尿素，在环境湿度 恢复正常后，应及时将贮存时遮盖的篷布打开 1 ～ 2 d 以通风散潮。
(2) 贮存尿素的库房尽量采用通风的彩棚 方式，如条件不具备，应定期将遮盖的篷布打开以 通风散潮。
(3) 建议根据市场销售情况调整生产情况， 如改产中颗粒尿素，以减少尿素粒子因贮存时间 过长而引起的板结和流液。

 措施
1) 因尿素结块、流液多出现在夏季等气温 高的时期，因此可从进一步降低尿素入袋温度方 面进行改进。
2) 在条件具备时，可将编织袋的上封口缝 边改为背离字面方折边，减少雨水通过针孔进入 袋中的机会，以减少流液现象的发生。