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创新型干气密封在乙烷泵上应用

  美国一家NGL天然气凝液生产厂特殊分馏设备生产情况展示:怎样才能分析出液态碳氢化合物输送泵在特殊压力条件下密封件即将发生的故障,如何利用密封系统结构设计来彻底地解决问题。德克萨斯州休斯顿的这套流程设备把NGL液化混合天然气分馏成纯的液化气体,例如分馏成纯乙烷,丙烷,丁烷,异丁烷和汽油。

  这一设备的核心部件是它的乙烷喷射泵,这台乙烷喷射泵的工作压力范围在28~76 bar之间。喷射泵入口处的乙烷温度不得超过16℃,只有这样乙烷喷射泵轴密封的蒸汽压力才不会过低。但在气候条件的影响下此处的温度常常会明显地升高,乙烷受热蒸发,密封件失效,产品损失等等都是它带来的恶果。

  美国德克萨斯州休斯敦NGL液化天然气厂中使用的Sulzer公司研发生产的乙烷泵,从2011年起改用Eagle Burgmann公司研发生产的创新性密封解决方案DF-DGS6之后无故障地运行至今

  原来的液态乙烷输送泵难题的解决方案是使用有着Diamond-Face涂层的滑动密封件,但这种密封件是针对纯气体介质研发设计的Eagle Burgmann公司的DF-DGS6型滑动密封件。这种创新性的密封解决方案自上市以来就被视为一种非常可靠的、长寿命的低压蒸汽介质密封解决方案,并迅速在世界各地得到推广、应用。它替代了液态润滑的密封件,因为液态润滑密封件在恶劣的工作条件下和在含有相变的介质密封中是不适用的。

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  •启动阶段:输送泵开始吸入液体介质。液体乙烷在吸力作用下进入密封的滑动表面,并因压力下降而在滑环和静环之间的缝隙中气化。有时候这一过程会持续相当长的时间,直到密封空间里重新获得正常的、超过了介质蒸发的压力为止。而此时,密封面间的热量,即便是非常低的一点热量也可以将液体介质的压力提高,提高到足以使密封面间隙中的液体蒸发。滑动表面的破坏就是它们带来的恶果,表面损毁的图片就是最清楚的表述。

  •缓慢运转:低速旋转时的问题与启动时的问题相同,但后果更加严重。因为没有足够高的转速就不会得到最终所需的高压力。而密封空间中的压力不能快速升到理想高度来保证乙烷蒸发压力之间有着足够的压力差。这样,滑动表面间的温度会升高,润滑不良的概率会增加,同时密封失效的概率也提高了。

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  •高效工作运行时:当输送泵在最佳工作点之外的条件下以及在错误的工作参数条件下,运行时都要消耗更多的驱动能源并损失一些输送功率。这两种情况都在保持与蒸发压力的压力差方面有不利影响——会在滑动表面出现失油干运行情况。

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迎接新的挑战

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  有些密封件生产厂家,其中就包括Eagle Burgmann公司在内已经在很长时间前就成功提供这种气体润滑的泵用密封件了。但在恶劣的工作条件下它们也常常失效,因为气体润滑密封件需要连续性向滑动表面的间隙处提供干净、纯洁的润滑气体。若遇到前面提到的可能原因时,这样的气体润滑解决方案就具有很大的失效风险。

  休斯敦生产厂可以应用的另一个解决方案就是,由泵的压力侧直接向密封空间提供有压力的液态润滑密封件。这就保证了可以提供很高的密封压力。

  但这样的密封系统也会不断的失效,尤其是在炎热的夏天、当温度升高的时候。原因何在?就像前面介绍过的那样,当温度升高时液态乙烷挥发成了气体。为了保证液体介质始终保持其液体状态,就必须保持特定的温度和特定的压力(16℃时大约21~28 bar)。当输送泵182929一肖一码红虎论坛手机-182929红虎一肖一码凤凰网-红虎182929论坛金牛-182929红虎论坛开奖结果-182929红虎论坛一肖-红虎182929全新正版冷码在最佳工况下运行时,温度和压力都会保持在理想工作点处:乙烷以液体形式流经输送泵,在轴密封处保持其液体形态。当外部的环境温度因季节变换而提高时,输送泵内部的温度也会相应提高,乙烷就会挥发成气体、进入滑动密封面的缝隙之中。

创新型干气密封在乙烷泵上应用

无法估算的气相过渡

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  气体润滑的大型密封件能够很好地完成乙烷液体的密封,然后就只需在密封件中输入气态密封介质。为了能使液体乙烷转化为气态的形式,不是降低压力就是使蒸汽压力明显的高于密封压力。通过加热可以快速的实现这样的效果,但当采用外部热源加热时,会使整个密封系统变得结构非常复杂,密封系统的维护保养费用也很高,这都不符合使用者的初衷。

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非同寻常的干气密封

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  为了解决这种不利的情况带来的损害,Eagle Burgmann公司为DGS密封系统研发了滑动表面专用的、创新性的微晶金刚砂涂层,并成功地使用了这种涂层DiamondFace。这种涂层材料有着很高的硬度和耐磨性、出色的导热性、最高的耐化学腐蚀性和很低的摩擦系数。而且它的附着力也超过了所有已知的实用要求。已经证实它使滑动密封有着几倍长的使用寿命,密封系统的维护保养周期也相应地延长了,密封系统总寿命周期的成本也明显降低了。

适合于易挥发介质的解决方案

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  使用8个月之后,为保养输送泵的叶轮而停止了输送泵的工作。运营商也想借此机会对密封系统进行一次动态测试,以便能够与原定的使用期限进行对比。为此,他们拆下了密封件,交由美国休斯敦的Eagle Burgmann公司进行检验。结果是密封件的滑环没有一点摩擦的痕迹,就像新的一样。在清理了其他的密封元件之后,就在检测试验台上对重新组装的DF-DGS6密封件进行测试。由于密封系统处于完好无损的状态,因此得出了非常出色的检测结果(密封系统的泄漏量小于验收时的检测值)。因此生产厂家没有采取其他任何措施就把它们重新安装到输送泵中使用了。从那时起,密封系统就毫无问题地运行到现在。利用DF-(P)DGS6密封解决方案可以使密封系统的使用寿命长达5年以上。

  从那时起,Eagle Burgmann公司DF-(P)DGS6(其中的‘P’表示高压力变型)已经成功的在世界各地的150多个不同的NGL天然气凝液生产设备中使用了,不久前也在二氧化碳领域中有应用。


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