[发明专利]一种多级离心式压缩机级间分级密封系统

说明书

本发明涉及一种多级离心式压缩机级间分级密封系统，该系统包括转轴、密封梳齿、密封基体和密封层，所述密封梳齿设置于所述转轴上表面，所述密封层设置于所述密封基体下表面，将所述密封层与所述密封梳齿闭合进行密封，其特征在于，所述密封层包括平衡毂密封层和/或低压级密封层，所述平衡毂密封层为蜂窝式密封结构，在所述蜂窝式密封结构内充气后进行密封。

背景技术

本发明属于压缩机密封技术领域，具体涉及一种多级离心式压缩机级间分级密封系统。

技术背景

钢铁企业是一个耗能性企业，其能源消耗量占全国能源总能耗的16％，占工业部门总能耗的23％，能源消耗费用占企业生产成本约25％，而在钢铁生产中产生的煤气更是占整个能源的30-40％，是钢铁企业重要的二次能源。如何降低能源消耗、提高能源综合利用率，必将是钢铁企业提高经济效益的关键因素之一。CCPP做为钢铁企业主要的二次能源高效利用的节能装置，其发电机组的发电效率和运行率对钢铁企业能源的二次利用具有重大意义。

压缩机压缩是CCPP机组的重要组成部分，其压缩效率一定程度上决定了CCPP机组发电效率，提高多级离心式压缩机密封效率，减少压缩过程中级与级之间的泄露量是提高压缩机效率最直接、最有效的办法。据计算统计级间密封泄露的动力损失约占压缩机总动力的3％，因此合理的级间密封结构及密封涂层对提高CCPP机组发电效率和实现节能减排具有重大意义。目前，多级离心式压缩机级间密封主要采用中低温可磨耗密封涂层结构密封，由于多级离心式压缩机多应用于钢铁企业CCPP，而实际应用中现有结构的可磨耗密封涂层结构已经不能满足机组运行需求，严重影响机组安全高效稳定运行。

CCPP主要燃料为副产的高炉、焦炉煤气，煤气中含有大量的焦油、萘、苯等污染物，压缩过程中高温高压的污染物容易腐蚀密封涂层造成密封层腐蚀破损失效；压缩介质中的大量固体颗粒运行中冲蚀密封涂层致使级间密封涂层破损失效；多级离心式压缩机运行过程中由于离心力作用以及机组发生喘振效应时，级间密封涂层经常会与转轴发生碰撞致使级间密封涂层破损脱落，使得级与级间密封气隙增大，大量压缩介质通过间隙从高压侧流向低压侧导致级间窜气；目前现有结构的可磨耗涂层密封存在结合强度不够，机组运行启动或停止过程中，由于密封涂层基体(金属材质)和涂层材料(复合材料)在导热性能上差异，频繁的启动停止使得涂层中热应力集中释放致使密封涂层与基体脱落失效；同时多级离心式压缩机高压端平衡毂轴封一般采用压力(6.0MPa)等级更高的干气密封(一般是氮气)防止压缩过程中大量压缩介质泄漏影响生产安全，而目前现有可磨耗涂层密封结合强度和抗冲蚀能力上均不能满足运行需求，因此急需研究一种新型结构的级间密封装置，高压端平衡毂具备较高的结合强度和密封性能，低压级涂层密封具有一定抗磨损、抗腐蚀、抗热震功能的复合结构密封装置，同时还需具备一定的可恢复的弹性功能避免密封装置与转子发生刮碰时，既不损伤转子，又能迅速的恢复原来形状，可以确保级间密封的高效密封性能和抗破损失效使用寿命。

经检索，专利“一种等离子喷涂制备封严涂层的方法，申请号200910011931.0”，“一种基于热喷涂制备耐冲蚀高温可磨耗封严涂层的方法，申请号：201310045723.9”，“一种高温可磨耗封严涂层，申请号：200910272123.X”，均不能解决密封梳齿磨损后密封间隙增大和涂层附着力低易剥落失效问题；专利“一种高抗剥落失效的封严涂层的制备方法，申请号201410785439.X”，具有局限性仅提高了密封涂层抗剥落失效性能，不能解决密封梳齿磨损后在不更换密封梳齿情况如何保证密封效果。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明，以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的多级离心式压缩机级间分级密封系统。