干氣密封
關注創(chuàng)建者：仿真助手 創(chuàng)建時間：2020-02-29
干氣密封的視頻教程
418#CFX螺旋槽干氣密封仿真零基礎入門到精通有聲解說教程
本課適合哪些人學習： 1、干氣密封仿真應用人士； 2、尤其適合螺旋槽干氣密封研究人士； 3、ANSYS WORKBENCH-CFX、ICEM、ANSYS MESHING、CFD POST應用人士。
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351#FLUENT螺旋槽干氣密封流場/結構仿真流固耦合零基礎入門到精通有聲解說教程
對學員的幫助是什么： 1、掌握干氣密封（尤其是螺旋槽干氣密封）的建模、網(wǎng)格劃分、仿真、結果分析的原理和操作方法； 2、掌握ANSYS WORKBENCH-FLUENT、ICEM、CFD POST的操作方法和使用原理； 3、掌握ICEM結構網(wǎng)格的實現(xiàn)方式和周期性網(wǎng)格的制作及還原整體網(wǎng)格的原理方法。 4、掌握干氣密封流場/結構流固耦合、熱流耦合的原理和方法。
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干氣密封的實例教程
泵用雙端面干氣密封適用于氣源壓力穩(wěn)定 、泵入口壓力不高 、工藝上允許有少量密封氣進入的場合，尤其適用于有毒液體的密封，可以做到介質(zhì)零逸出，密封使用壽命長，可達3年以上。
2.泵用串聯(lián)式干氣密封
泵用串聯(lián)式干氣密封為干氣密封與接觸式機械密封串聯(lián)使用，機械密封為主密封，干氣密封為次密封，如圖 13-13所示。干氣密封與主密封間通入密封氣（ 一般為氮氣），保證主密封具有一定背壓 ，減小了主密封的工作壓差，極大地延長主密封的使用壽命。主密封泄漏的易揮發(fā)工藝介質(zhì)隨密封氣排入火炬，不易揮發(fā)介質(zhì)排入泄漏收集罐定點排放，保證工藝介質(zhì)不向大氣泄漏，是一種環(huán)保型密封。主密封失效后，干氣密封短時間內(nèi)起到主密封作用，防止工藝介質(zhì)向大氣大量泄漏。該類密封使用壽命取決于機械密封的使用壽命，一般在2~3年左右。該類密封對密封氣壓力要求不高，即使密封氣中斷，干氣密封也不會損壞。泵用串聯(lián)式干氣密封的不足之處是該密封還不是完全意義上的干氣密封，其總體性能介于機械密封和干氣密封之間。泵用串聯(lián)式干氣密封適用于泵入口壓力高的輕烴類介質(zhì)，如乙烯 、丙
烯 、丙烷 、甲烷 、乙烷 、 氨水等及介質(zhì)中不允許氮氣進入的場合。
三 、 攪拌釜用干氣密封
攪拌釜的特點：轉(zhuǎn)速低、軸擺動大、壓力高。攪拌釜密封最常用的是填料密封和機械密封。填料密封由于使用壽命短，介質(zhì)泄漏大，目前已逐漸淘汰。攪拌釜用機械密封一般采用雙端面機械密封，密封腔中通入高于介質(zhì)壓力的阻封液，對密封進行冷卻沖洗。由于工藝的原因，很多攪拌釜不允許潤滑油、水等常用的阻封液進入流程，這就使得機械密封的使用受到限制，或者工藝不得不降低要求，允許少量異物進入工藝流程。低速干氣密封，可在0-500r.mim-1轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)應用，為攪拌釜軸封提供了更好的選擇。
展開 泵用雙端面干氣密封
雙端面干氣密封可以用在絕大多數(shù)離心泵的軸端密封上，采用 “ 氣體阻塞” 替代傳統(tǒng)的“液體阻塞”，即用帶壓密封氣替代帶壓密封液，保證工藝介質(zhì)實現(xiàn)“零逸出”，如圖13-12所示。泵用干氣密封整套密封非接觸運行，其功率消耗僅為傳統(tǒng)液體雙端面密封的5% , 使用壽命比傳統(tǒng)密封長5倍以上。泵用干氣密封結構簡單的支持系統(tǒng)，保證工藝介質(zhì)不受污染及工藝介質(zhì)不向大氣泄漏，徹底擺脫了傳統(tǒng)雙端面機械密封對潤滑油系統(tǒng)的依賴。密封氣采用工業(yè)氮氣或壓縮空氣，其壓力高于被密封介質(zhì)0.15~0.2MPa泵用雙端面干氣密封的不足之處在于需要保證一定壓力的氣源 ，有微量氣體進入工藝系統(tǒng)。泵用雙端面干氣密封適用于氣源壓力穩(wěn)定 、泵入口壓力不高 、工藝上允許有少量密封氣進入的場合，尤其適用于有毒液體的密封，可以做到介質(zhì)零逸出，密封使用壽命長，可達3年以上。
2.泵用串聯(lián)式干氣密封
泵用串聯(lián)式干氣密封為干氣密封與接觸式機械密封串聯(lián)使用，機械密封為主密封，干氣密封為次密封，如圖 13-13所示。干氣密封與主密封間通入密封氣（ 一般為氮氣），保證主密封具有一定背壓 ，減小了主密封的工作壓差，極大地延長主密封的使用壽命。主密封泄漏的易揮發(fā)工藝介質(zhì)隨密封氣排入火炬，不易揮發(fā)介質(zhì)排入泄漏收集罐定點排放，保證工藝介質(zhì)不向大氣泄漏，是一種環(huán)保型密封。
展開 FLUENT仿真精典案例#351-螺旋槽干氣密封仿真
01 案例介紹
本例對干氣密封氣膜，進行fluent模擬，模型如下圖。模型參數(shù)略過。需通過模擬了解：剛度K、泄漏量q、氣膜推力（開啟力）F、壓力沿徑向的分布。
02 網(wǎng)格情況
ICEM結構網(wǎng)格，1/12周期網(wǎng)格（可生成整體網(wǎng)格），如下兩圖。因模型前尖角存在，最小網(wǎng)格質(zhì)量0.168（后續(xù)仿真能收斂）。
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REC干氣密封改造措施
自2.0MPa氫氣管網(wǎng)來的重整氫氣是混合脫氫裝置開工期間的外供氫源。對于REC的密封，可改造為用氫氣進行，替換目前使用的干氣密封氣，從而可靈活調(diào)整開車進度，還可避免大量氫氣和丙烷的排放損失。具體技術改造措施為：在混合脫氫裝置界區(qū)與重整氫氣管線雙閥間引出一條直徑40mm的氫氣支線，經(jīng)過新增設的聚結器除去物料中夾帶的少量液相組分，再經(jīng)過減壓閥及自力式調(diào)節(jié)閥將氫氣壓力穩(wěn)定控制在0.5MPa，然后進入REC高、低壓缸的4套干氣密封系統(tǒng)。
結論
（1）針對混合脫氫裝置副產(chǎn)的大量氫氣，進行評估、平衡再利用，提高了氫氣利用率，進一步保障了2.40Mt/a柴油精制裝置和1.80Mt/a汽油精制裝置的長周期運行，優(yōu)化了生產(chǎn)組織，提高了企業(yè)經(jīng)濟效益。
（2）混合脫氫裝置剩余氫氣進一步提高純度后，其品質(zhì)和數(shù)量可滿足200kt/a聚丙烯裝置用氫需求，替代現(xiàn)用制氫站撬裝單元，每年可節(jié)省大量的電費，提高了企業(yè)生產(chǎn)效益。
（3）REC干氣密封的改造，加快了混合脫氫裝置的開車進度，優(yōu)化了開車節(jié)點程序，節(jié)約了氫氣和丙烷資源，為混合脫氫裝置早日實現(xiàn)長、滿、優(yōu)運行提供了堅實的保障，也為同行業(yè)脫氫裝置的氫氣利用提供了一定的技術借鑒。
展開 企業(yè)開展了大型機組干氣密封系統(tǒng)失效風險評估工作，成立“大型機組風險評估”專家工作組和“大型機組干氣密封系統(tǒng)失效風險評估”項目工作組，制定風險評估項目實施方案、選擇風險評估適用方法、設計風險評估所需模板、確定風險評估項目可交付成果等各項準備工作。進行在用干氣密封系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)研，對干氣密封系統(tǒng)配置、密封結構設計和相關工藝系統(tǒng)實施全面的風險評估，對工藝、設備存在的薄弱點進行系統(tǒng)排查，編制、審核FMEA分析表和RCM決斷表。開展風險評估專題培訓，進行干氣密封風險評估，出具風險評估報告和制定落實風險應對策略。梳理了25臺大型機組的56套干氣密封系統(tǒng)，分析評估出來10項干氣密封系統(tǒng)設計問題帶來的潛在風險，制定了合適的維修策略，并予以嚴格執(zhí)行。企業(yè)自2013年至2020年連續(xù)7年(2個裝置運行周期)沒有出現(xiàn)因干氣密封系統(tǒng)故障導致的裝置非計劃停工的事故。
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重視機組運行管理，創(chuàng)造安全可控的運行環(huán)境
以企業(yè)裂解裝置丙烯制冷壓縮機組為例，該機組自2017年6月大修后，汽輪機3個軸位移ZI501A/B/C呈現(xiàn)同步快速上漲的趨勢，2018年8月末，ZI5011A達到報警值-0.5mm(軸位移報警值±0.50mm，聯(lián)鎖值±0.75mm，聯(lián)鎖邏輯三取二)；依照此趨勢增長，汽輪機軸位移將在2020年4月A點軸位移值達到聯(lián)鎖值-0.75mm，機組非計劃停機的風險極高，無法實現(xiàn)乙烯裝置連續(xù)運行4年的既定目標和計劃。
展開 
干氣密封的最新內(nèi)容
目前，帶冠軸流渦輪葉頂泄漏控制方法除了傳統(tǒng)的迷宮密封，還有蜂窩密封、干氣密封等；不帶冠軸流渦輪控制方法種類較多，可細分為主動控制方法和被動控制方法；開式和半開式向心渦輪控制方法目前僅有葉型優(yōu)化和機匣開槽；閉式向心渦輪控制方法較為單一，以迷宮密封為主。
中石油PPT│透平壓縮機干氣密封原理及應用
③破壞機組配套附屬設施正常運行，使輔助設備如干氣密封裝置等損壞，造成聯(lián)鎖停車。
④對壓縮機內(nèi)部結構產(chǎn)生巨大沖擊，容易造成軸瓦密封型環(huán)刮碰摩擦及燒蝕變形。
③破壞機組配套附屬設施正常運行，使輔助設備如干氣密封裝置等損壞，造成聯(lián)鎖停車。
④對壓縮機內(nèi)部結構產(chǎn)生巨大沖擊，容易造成軸瓦密封型環(huán)刮碰摩擦及燒蝕變形。
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REC干氣密封改造措施
自2.0MPa氫氣管網(wǎng)來的重整氫氣是混合脫氫裝置開工期間的外供氫源。對于REC的密封，可改造為用氫氣進行，替換目前使用的干氣密封氣，從而可靈活調(diào)整開車進度，還可避免大量氫氣和丙烷的排放損失。
關鍵儀表假顯：曾因干氣密封壓力表引壓管線帶液，造成一級密封氣壓力波動，致使放火炬壓力波動，存在停機風險，為此改造干氣密封箱伴熱解決該問題。
注意：
每次潤滑油巡視都要檢查潤滑油和密封油系統(tǒng)：
檢查壓縮機機體分線處有無泄漏；
檢查軸及軸承處有無泄漏跡象；
對于用密封油密封的壓縮機，需定時巡查密封，確定密封油的泄漏率；
對于用干氣密封的壓縮機，需監(jiān)測密封氣控制模板，以確定密封氣泄漏率和可能的問題。
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注意：每次潤滑油巡視都要檢查潤滑油和密封油系統(tǒng)：檢查壓縮機機體分線處有無泄漏；檢查軸及軸承處有無泄漏跡象；對于用密封油密封的壓縮機，需定時巡查密封，確定密封油的泄漏率；對于用干氣密封的壓縮機，需監(jiān)測密封氣控制模板，以確定密封氣泄漏率和可能的問題。
3. 檢查吸入罐視鏡處的液位：這是交叉檢查，以確認吸入罐液位儀表和控制正常工作，吸入罐的液體夾帶會對壓縮機造成嚴重損害。
注意：每次潤滑油巡視都要檢查潤滑油和密封油系統(tǒng)：檢查壓縮機機體分線處有無泄漏；檢查軸及軸承處有無泄漏跡象；對于用密封油密封的壓縮機，需定時巡查密封，確定密封油的泄漏率；對于用干氣密封的壓縮機，需監(jiān)測密封氣控制模板，以確定密封氣泄漏率和可能的問題。
3. 檢查吸入罐視鏡處的液位：這是交叉檢查，以確認吸入罐液位儀表和控制正常工作，吸入罐的液體夾帶會對壓縮機造成嚴重損害。
透平壓縮機一般選用迷宮密封、浮環(huán)密封、機械密封、干氣密封等類型的密封。干氣密封這類非接觸式密封，由于具有可靠性高、無油污染、功率消耗低、壽命長等優(yōu)點，已成為危險性氣體軸端密封的主要選擇。SY/T 6651標準中對各類軸端密封都做了詳細規(guī)定，并附了典型的結構剖面圖。
