摘　要 ：介紹串聯(lián)式干氣密封結(jié)構(gòu)及工作原理，分析造成低壓缸干氣密封一級泄漏氣流量增大的原因及解決方法。

1 概述

中海石油華鶴煤化有限公司“3052”裝置生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)30萬 t 液氨、52萬 t 大顆粒尿素。自 2015年 6月投產(chǎn)至2018年7月，合成蒸汽流量計低壓缸干氣密封一級泄漏氣流量有持續(xù)走高的趨勢并逐漸接近報警值，已威脅機組的平穩(wěn)運行和公司的穩(wěn)定生產(chǎn)。因此探究干氣密封的使用規(guī)律、采取正確的維護手段顯得尤為重要。

2 合成蒸汽流量計組工藝流程介紹

合成蒸汽流量計主體由透平汽輪機、壓縮機低壓缸、壓縮機高壓缸三部分組成，均由日本三菱公司生產(chǎn)制造，壓縮機低壓缸將液氮洗單元送來的新鮮合成氣進行壓縮。壓縮后的新鮮合成氣，在高壓缸與合成單元返回的循環(huán)合成氣混合壓縮至14.25MPa、56.9℃，以294 393m 3 /h 的流量送合成單元進行合成氨反應(yīng)。合成蒸汽流量計驅(qū)動裝置汽輪機的抽汽系統(tǒng)，為蒸汽管網(wǎng)提供4.3MPa、437℃、50.4t/h 的過熱中壓蒸汽。排汽由表冷器冷凝后形成合格的蒸汽冷凝液，經(jīng)加壓送往水處理單元回收再利用。

3 合成蒸汽流量計組干氣密封工作原理介紹

合成蒸汽流量計軸端密封使用的是由約翰克蘭（JOHNCRANE）公司生產(chǎn)的串聯(lián)式螺旋槽干氣密封。螺旋槽干氣密封的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在密封面上加工有一定數(shù)量的螺旋槽，其深度一般為3μm。隨著動環(huán)組件的旋轉(zhuǎn)，螺旋槽里的氣體被剪切，從外緣流向中心（即低壓側(cè)），而密封堰對氣體的流出有抑制作用，限制氣體流向低壓側(cè)，使得氣體流動受阻，氣體壓力升高，這一升高的壓力將撓性安裝的靜環(huán)與配對動環(huán)分開 ；當(dāng)氣體壓力與彈簧恢復(fù)力平衡后，維持一個#小的間隙。氣體隨著螺旋槽截面形狀的變化被壓縮，在槽根部形成局部的高壓區(qū)，使端面分開形成一定厚度的氣膜，使得在一般動力運行條件下端面能保持分離、因此不易磨損。閉合力 F C 是氣體壓力和彈簧力的總和。開啟力 F O 是端面間的壓力分布對端面面積積分而形成的。在正常的平衡條件下閉合力 F C = 開啟力 F O ，運行間隙約為3μm ；如果由于某種干擾使密封間隙變小，則端面間壓力就會升高這時開啟力 F O > 閉合力 F C ，端面間隙自動加大直到平衡為止。如果某種干擾使密封間隙增大，則端面間壓力就會降低這時閉合力 F C > 開啟力 F O ，端面間隙會自動減小直到新的平衡為止，見圖2~ 圖4。 [1]

4 干氣密封流程介紹（以低壓缸為例）

4.1 一級密封氣流程

正常運行時機組高壓缸出口氣（開車前用高壓氮氣、停車用增壓泵氣）經(jīng)過濾器 F1和 F2（過濾精度1μm），再經(jīng)氣動薄膜調(diào)節(jié)閥PDCV04419將壓力穩(wěn)定在高于平衡管壓力0.1MPa，然后經(jīng)流量計 FI04405、FI04406下游的節(jié)流閥將流量控制在164m 3 /h 分別進入低壓缸低壓端的一級密封腔和低壓缸高壓端的一級密封腔，一級密封氣絕大部分經(jīng)機組迷宮密封返回到機內(nèi)，阻止機內(nèi)氣體外漏污染密封，少量氣體經(jīng)過密封端面泄漏至一級密封排氣腔。

4.2 二級密封氣流程

0.45MPa 氮氣經(jīng)過濾器 F4和 F5（過濾精度1μm）后分為四路，其中兩路作為二級密封氣源分別經(jīng)流量計 FI04482、FI04483進入二級密封腔 ；大部分二級密封氣經(jīng)中間迷宮后與一級密封泄漏氣混合后放火炬，少量經(jīng)二級密封端面泄漏后安全放空。

4.3 隔離氣流程

0.45MPa 氮氣經(jīng)過濾器 F4和 F5過濾后再經(jīng)自勵式調(diào)節(jié)閥將壓力穩(wěn)定在0.15MPa 的另外兩路經(jīng)音速孔板分別進入低壓缸低壓端的隔離氣室和低壓缸高壓端的隔離氣室，一部分經(jīng)后置迷宮的前端后與二級密封端面泄漏氣體混合，引至安全地點放空 ；另一部分經(jīng)后置迷宮的后端，通過軸承回油放空口就地放空，此部分氣體是為了阻止?jié)櫥�油污染密封端面�?/div>