干氣密封的控制系統(tǒng)——供應(yīng)氣體分類及要求

干氣密封在依據(jù)操作條件正確設(shè)計(jì)的條件下，其運(yùn)行的好壞主要取決于密封兩端面，即動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間的正常匹配，如進(jìn)入密封腔的氣體混有微小雜質(zhì)，會(huì)嚴(yán)重影響整套干氣密封系統(tǒng)的可靠性和壽命，因此，為確保其安全運(yùn)行提供一個(gè)密封氣過濾單元。密封泄漏量的多少標(biāo)志著干氣密封是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。因此，需要一套泄漏監(jiān)測(cè)單元來監(jiān)測(cè)其泄漏量以判斷干氣密封是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。當(dāng)干氣密封泄漏量超過一定值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)為密封已經(jīng)失效，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，甚至聯(lián)鎖停車，保證機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)安全。此外，為了防止干氣密封受潤(rùn)滑油的影響，還需要匹配密封氣隔離單元，阻止軸承潤(rùn)滑油進(jìn)入干氣密封系統(tǒng)。綜上，密封氣過濾單元、干氣密封泄漏控制單元和密封隔離氣單元三部分組成了干氣密封的控制系統(tǒng)（也稱“ 支持系統(tǒng)”）。它從流量、壓力 、溫度及潔凈度等方面來控制、監(jiān)控密封系統(tǒng)中的氣體。但由于密封結(jié)構(gòu)布置形式、密封介質(zhì)的種類 、壓力以及溫度等不同，干氣密封控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)也有所不同。

干氣密封的供應(yīng)氣體主要分為密封氣、緩沖氣和隔離氣三種。

1. 密封氣  

密封氣一般指主密封端面的氣體 。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一定要確保機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中密封氣的供給。密封氣的中斷會(huì)導(dǎo)致密封面干磨，很短時(shí)間內(nèi)密封就會(huì)燒壞；另外，如果密封氣內(nèi)含有雜質(zhì)（液、固）也會(huì)損傷密封面，影響整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行。因此，連續(xù)、潔凈的密封氣供應(yīng)對(duì)于整個(gè)密封裝置的運(yùn)行是至關(guān)重要的。

密封氣的選取要從安全、經(jīng)濟(jì)兩方面考慮。一般情況下，對(duì)于像輸送一氧化碳、氮?dú)狻錃饧翱諝獾葰怏w時(shí)， 采用壓縮機(jī)出口工藝氣作為密封氣。當(dāng)輸送石油氣或氣體內(nèi)含烴類物質(zhì)較多時(shí)，密封氣采用氮?dú)?，泵用和釜用干氣密封多采用氮?dú)饣蚩諝?。但有時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)性或運(yùn)行的安全性，具體情況也有變化。釆用壓縮機(jī)出口工藝氣作為密封氣的干氣密封， 起停機(jī)或發(fā)生故障時(shí)要采用輔助密封氣（如氮?dú)饣蚩諝猓?。起?dòng)前先通入輔助密封氣，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行到工作轉(zhuǎn)速范圍后或壓縮機(jī)出口工藝氣到達(dá)入口壓力的1.4倍以上時(shí)，將壓縮機(jī)出口工藝氣切換到主密封流程中，機(jī)組停車前要將壓縮機(jī)出口氣切回到輔助密封氣，以保證密封的正常運(yùn)行。

在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，干氣密封關(guān)鍵的是要保證動(dòng)靜環(huán)之間產(chǎn)生一定厚度和剛度的氣膜。這種氣膜的形成完全依賴于動(dòng)環(huán)上的槽型，而這些槽的深度較淺，只有 3~8um較小的雜質(zhì)或者油污就能將槽型填充起來；另外如果氣體中含有水分等液相物質(zhì)，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體汽化破壞氣膜，同樣會(huì)導(dǎo)致動(dòng)靜環(huán)接觸發(fā)生磨損。因此，密封氣中含固體雜質(zhì)和帶液是干氣密封的敵人。密封氣系統(tǒng)的供氣連續(xù)可靠，氣體不得含有固體雜質(zhì)，不得帶液，干氣密封從字面上來理解，密封氣是干凈的、干燥的。
密封氣過濾單元是干氣密封控制系統(tǒng)的核心，密封氣通過過濾單元進(jìn)入干氣密封， 保證密封面不受顆粒雜質(zhì)的損壞，為干氣密封長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)提供保證。過濾器前后設(shè)有壓差報(bào)警，當(dāng)壓差超過一定值時(shí)，切換過濾器，同時(shí)清洗或更換濾芯，保證過濾氣體的質(zhì)量。

2. 緩沖氣  

緩沖氣（也稱前置氣）實(shí)際上是密封氣在進(jìn)人干氣密封之前分離出來的一路氣體。它通過限流孔板進(jìn)人緩沖器腔，然后經(jīng)過迷宮密封后進(jìn)入機(jī)內(nèi)，作用是阻止機(jī)內(nèi)未處理的工藝氣體向外擴(kuò)散污染密封端面， 而影響密封的正常運(yùn)行。

3.隔離氣  

為了防止軸承潤(rùn)滑油進(jìn)入干氣密封而污染密封面，為其提供一套隔離氣系統(tǒng)。隔離氣指干氣密封端面和軸承之間引人的用于隔離干氣密封和軸承潤(rùn)滑油之間的氣體。隔離氣一般采用氮?dú)?。隔離氣先于潤(rùn)滑油系統(tǒng)投用前啟用，后于潤(rùn)滑油系統(tǒng)停用后關(guān)閉。保證潤(rùn)滑油不會(huì)進(jìn)入密封接觸面，以保證干氣密封系統(tǒng)的安全。如果隔離氣含有固體或者含有液體可以采用與密封氣相同的方式處理。