【壓縮機網(wǎng)】密封系統為串聯(lián)式雙端面干氣密封，由連續放置的兩組單端面干氣密封組成。經(jīng)過(guò)濾的純凈合成氣作為主密封氣進(jìn)入一級密封腔，其壓力比工藝氣體壓力高0.2-0.3MPa，起到阻隔作用，有少量密封氣會(huì )進(jìn)入缸內，但其為純凈的合成氣，故不會(huì )產(chǎn)生污染。
另一部分氣體經(jīng)過(guò)兩級干氣密封之間的梳齒密封分為兩路，一部分作為一級泄漏（也稱(chēng)一次泄漏）直接排至火炬系統，另一部分進(jìn)入二級密封腔充當二級密封氣。然后再經(jīng)梳齒密封由二級泄漏管道與隔離氣一起排出引至火炬系統。隔離氣（氮氣）起著(zhù)最后一道密封作用，其壓力略高于二級密封氣，確保二級密封氣不會(huì )泄漏至大氣側。
1導言
隨著(zhù)石油、化工行業(yè)的快速發(fā)展，低能耗、高效益、零污染、長(cháng)周期的發(fā)展方向已成為石油化工行業(yè)的發(fā)展趨勢。大型壓縮機組是石化行業(yè)的關(guān)鍵設備，其密封性能的好壞決定裝置能否平穩安全運行。干氣密封以其低泄漏、經(jīng)濟實(shí)用性好、密封壽命長(cháng)和運行可靠等特點(diǎn)脫穎而出。干氣密封是一種新型的旋轉軸用非接觸密封，它是在氣體潤滑軸承的基礎上，由接觸型液膜機械密封改進(jìn)而來(lái)。上世紀60年代末，約翰克蘭公司研制出首套干氣密封并應用于離心壓縮機。隨著(zhù)密封行業(yè)以及流體動(dòng)力學(xué)的快速發(fā)展，已經(jīng)衍生出各種型式的干氣密封。目前，干氣密封已在石油、化工、冶金、航空等行業(yè)中廣泛使用。因此在本文之中，主要是對離心壓縮機干氣密封系統原理及泄漏原因進(jìn)行了全面的分析研究，并且也是在這基礎之上提出了下文中的一些內容，希望能夠給予相同行業(yè)進(jìn)行工作的人員提供出一定價(jià)值的參考。
2.干氣密封工作原理
干氣密封是一種新型非接觸式密封，其利用流體動(dòng)力學(xué)原理，通過(guò)開(kāi)設在密封端面上的動(dòng)壓槽來(lái)達到密封端面的非接觸運行。由旋彈簧、旋轉環(huán)、靜環(huán)、密封圈以及彈簧座和軸套組成。旋轉環(huán)密封面經(jīng)過(guò)研磨、拋光處理，并在其上面加工出有特殊作用的流體動(dòng)壓槽。干氣密封旋轉環(huán)旋轉時(shí)，將密封氣體吸入動(dòng)壓槽內，沿著(zhù)密封堰流動(dòng)。在密封堰的節流作用下，氣體被壓縮，壓力升高，將密封面推開(kāi)，在兩個(gè)密封面間形成一層很薄的氣膜。氣體動(dòng)力學(xué)研究表明，當干氣密封兩端面的氣膜厚度在2-3微米時(shí)，氣體流動(dòng)層最為穩定，因此，干氣密封氣膜厚度設計值選定在2-3微米。當氣體靜壓力、彈簧力形成的閉合力與氣膜反力相等時(shí)，氣膜厚度保持恒定，干氣密封穩定運轉。
當外部存在干擾，氣膜厚度減小，而氣膜反向力增大，此時(shí)開(kāi)啟力大于閉合力，在開(kāi)啟力的作用下，密封面間隙增加，隨著(zhù)密封間隙的增加，開(kāi)啟力相應減小，直至開(kāi)啟力與閉合力相等時(shí)，此時(shí)密封間隙恢復到正常值。若密封氣膜受外部干擾而厚度增大，此時(shí)氣膜反向力減小，閉合力大于開(kāi)啟力，在閉合力的作用下，密封間隙減小，隨著(zhù)密封間隙的減小，閉合力也相應減小，直至閉合力與開(kāi)啟力相等時(shí)，密封面恢復至正常值。因此，只要保證在安裝時(shí)密封間隙處于設計范圍內，當外部干擾消失以后，密封系統就會(huì )恢復穩定。
3.密封失效原因
一是干氣密封失效調取壓縮機前端干氣密封（聯(lián)軸器側）近半年的運行數據，從數據可以看出，例如某壓縮機前端干氣密封一級泄漏壓力自2011年12月起從原來(lái)的0.15MPa升高到0.2MPa，長(cháng)達3個(gè)月一直波動(dòng)異常，說(shuō)明干氣密封出現問(wèn)題。
二是橡膠密封圈失效干氣密封的密封氣是合成氣，工藝介質(zhì)為循環(huán)氣（包括合成氣、丙烯及醛氣），工藝介質(zhì)對干氣密封系統的橡膠密封圈存在腐蝕，可能導致密封圈泄漏。
三是殼體中分面密封失效如果壓縮機殼體中分面密封膠老化或失效，工藝介質(zhì)會(huì )通過(guò)中分面進(jìn)入軸承箱。由于干氣密封一級泄漏管道接口在此中分面附近，也可能出現合成氣通過(guò)中分面進(jìn)入一級泄漏管線(xiàn)中，導致干氣密封一級泄漏壓力增大，因此必須要對其引起足夠的重視。
4.泄漏情況分析
一是干氣密封的一級泄漏氣通過(guò)中分面連接處竄入軸承箱內，現象是軸承箱內帶有合成氣，現場(chǎng)情況即是軸承箱內帶有合成氣，故此種情況有可能。
二是主密封氣（合成氣）通過(guò)中分面泄漏至軸承箱，說(shuō)明中分面密封膠失效，現場(chǎng)實(shí)際檢修發(fā)現，接觸部位中分面有密封膠皮脫落，并且泄漏發(fā)生時(shí)軸承箱內帶有合成氣，故此種情況有可能。
三是泄漏途徑。主密封氣（合成氣）通過(guò)干氣密封的一級密封后，至一級泄漏密封腔內，一部分排至火炬，另一部分一級泄漏氣通過(guò)與一級泄漏密封腔連接的壓縮機殼體大蓋中分面處，泄漏至軸承箱。另一泄漏途徑是主密封氣通過(guò)一級密封腔與壓縮機殼體大蓋中分面密封處，直接泄漏至軸承箱。
四是失效原因。殼體中分面為剛性密封面，檢修時(shí)涂抹一層704密封膠，解體檢查中分面并沒(méi)有凹坑、劃痕等缺陷，可判定為密封膠失效。
失效原因：首先密封膠質(zhì)量不合格或貯存不當，或是超過(guò)有效期繼續使用，同時(shí)混用多個(gè)廠(chǎng)家密封膠。其次檢維修質(zhì)量不嚴格，密封膠涂抹不均勻，密封膠固化時(shí)間不夠（要求12～24h），大蓋螺栓預緊力不均勻。最后操作工藝不穩定。生產(chǎn)切換頻繁，工藝參數調整，生產(chǎn)負荷變化或崗位操作不當。
5.處理措施
更換前后兩套干氣密封；清潔殼體中分面表面，除去殘余膠皮、銹跡、灰塵和油污等雜質(zhì)。選用同一廠(chǎng)家生產(chǎn)的同種規格704密封膠，檢查有效期。沿中分面用膩刀均勻涂抹密封膠，涂抹厚度約1mm。中分面內側約留3mm空白，防止密封膠擠壓后進(jìn)入缸內?；匮b大蓋，使用力矩扳手對稱(chēng)均勻擰緊螺栓至規定的預緊力。壓縮機殼體回裝完畢，隨后等待24h使中分面密封膠完全固化。油系統調試及運行正常后，進(jìn)行干氣密封測試、系統充壓各密封點(diǎn)進(jìn)行氣密試驗。
6.經(jīng)驗與教訓
一是做好設備預知維修。針對干氣密封的使用壽命，提前做好監測、評價(jià)和檢修更換工作，避免等干氣密封出現故障時(shí)再進(jìn)行事后維修的被動(dòng)。廠(chǎng)原計劃裝置停工檢修時(shí)對壓縮機進(jìn)行大修，如果上一年大檢修時(shí)對設備進(jìn)行強制檢修，應該不會(huì )發(fā)生此次泄漏。
二是注重檢修質(zhì)量控制。按照壓縮機殼體大蓋所用的704密封膠使用規范，注意密封膠的規格型號和產(chǎn)品性能，嚴格控制使用有效期、實(shí)際涂抹厚度、固化時(shí)間等指標。按照壓縮機安裝要求，使用力矩扳手按照緊固順序對稱(chēng)均衡把緊螺栓至規定的預緊力，保證受力均勻且緊固到位。
三是健全機組特護制度。完善細化壓縮機大機組特護制度和重點(diǎn)設備狀態(tài)監測制度，提高故障分析判斷和及時(shí)搶修能力。當發(fā)現前機封泄漏壓力有波動(dòng)時(shí)，未引起重視，拖到停工大檢修時(shí)再解體檢修，沒(méi)有做出合理、準確的運行評估報告。
四是盡管此次只是合成氣泄漏，未發(fā)生工藝介質(zhì)泄漏，但應汲取教訓，深刻反思對大機組管理機制和檢修質(zhì)量控制力度，全面了解干氣密封系統可能發(fā)生氣體泄漏的各種情況，有效提高壓縮機氣體泄漏故障的分析判斷和及時(shí)準確解決能力。
7.結論
總之，通過(guò)干氣密封系統工作原理的介紹，并在此基礎上對引起干氣密封泄漏的原因進(jìn)行分析，找出了富氣壓縮機干氣密封主密封氣泄漏量變大的主要原因，并提出解決方案，避免了因干氣密封泄漏而造成裝置非計劃停車(chē)。
參考文獻：
[1]王麗麗，王福生，王斌.煉油裝置離心壓縮機干氣密封的選型設計分析[J].石油和化工設備，2017，20（09）：98-100.
[2]王莉，趙亞攀，張寶.變頻驅動(dòng)離心壓縮機常見(jiàn)故障分析[J].壓縮機技術(shù)，2017（04）：47-51.
[3]韓亮.天然氣壓縮機干氣密封的設計研究與應用[J].風(fēng)機技術(shù)，2017，59（02）：76-82+86.
[4]房宸，任獻濤，包世龍.串聯(lián)迷宮式干氣密封在BCL523離心壓縮機中的應用及改造[J].山東化工，2017，46（07）：165-166.
[5]余化，徐建民.離心壓縮機干氣密封用氣需求及保障措施[J].化肥設計，2016，54（04）：37-40.
[6]朱勇，郭安全.離心壓縮機干氣密封輔助系統改造[J].機械，2016，43（S1）：108-111.
?。ㄗ髡邌挝唬荷蜿?yáng)鼓風(fēng)機集團股份有限公司）
另一部分氣體經(jīng)過(guò)兩級干氣密封之間的梳齒密封分為兩路，一部分作為一級泄漏（也稱(chēng)一次泄漏）直接排至火炬系統，另一部分進(jìn)入二級密封腔充當二級密封氣。然后再經(jīng)梳齒密封由二級泄漏管道與隔離氣一起排出引至火炬系統。隔離氣（氮氣）起著(zhù)最后一道密封作用，其壓力略高于二級密封氣，確保二級密封氣不會(huì )泄漏至大氣側。
1導言
隨著(zhù)石油、化工行業(yè)的快速發(fā)展，低能耗、高效益、零污染、長(cháng)周期的發(fā)展方向已成為石油化工行業(yè)的發(fā)展趨勢。大型壓縮機組是石化行業(yè)的關(guān)鍵設備，其密封性能的好壞決定裝置能否平穩安全運行。干氣密封以其低泄漏、經(jīng)濟實(shí)用性好、密封壽命長(cháng)和運行可靠等特點(diǎn)脫穎而出。干氣密封是一種新型的旋轉軸用非接觸密封，它是在氣體潤滑軸承的基礎上，由接觸型液膜機械密封改進(jìn)而來(lái)。上世紀60年代末，約翰克蘭公司研制出首套干氣密封并應用于離心壓縮機。隨著(zhù)密封行業(yè)以及流體動(dòng)力學(xué)的快速發(fā)展，已經(jīng)衍生出各種型式的干氣密封。目前，干氣密封已在石油、化工、冶金、航空等行業(yè)中廣泛使用。因此在本文之中，主要是對離心壓縮機干氣密封系統原理及泄漏原因進(jìn)行了全面的分析研究，并且也是在這基礎之上提出了下文中的一些內容，希望能夠給予相同行業(yè)進(jìn)行工作的人員提供出一定價(jià)值的參考。
2.干氣密封工作原理
干氣密封是一種新型非接觸式密封，其利用流體動(dòng)力學(xué)原理，通過(guò)開(kāi)設在密封端面上的動(dòng)壓槽來(lái)達到密封端面的非接觸運行。由旋彈簧、旋轉環(huán)、靜環(huán)、密封圈以及彈簧座和軸套組成。旋轉環(huán)密封面經(jīng)過(guò)研磨、拋光處理，并在其上面加工出有特殊作用的流體動(dòng)壓槽。干氣密封旋轉環(huán)旋轉時(shí)，將密封氣體吸入動(dòng)壓槽內，沿著(zhù)密封堰流動(dòng)。在密封堰的節流作用下，氣體被壓縮，壓力升高，將密封面推開(kāi)，在兩個(gè)密封面間形成一層很薄的氣膜。氣體動(dòng)力學(xué)研究表明，當干氣密封兩端面的氣膜厚度在2-3微米時(shí)，氣體流動(dòng)層最為穩定，因此，干氣密封氣膜厚度設計值選定在2-3微米。當氣體靜壓力、彈簧力形成的閉合力與氣膜反力相等時(shí)，氣膜厚度保持恒定，干氣密封穩定運轉。
當外部存在干擾，氣膜厚度減小，而氣膜反向力增大，此時(shí)開(kāi)啟力大于閉合力，在開(kāi)啟力的作用下，密封面間隙增加，隨著(zhù)密封間隙的增加，開(kāi)啟力相應減小，直至開(kāi)啟力與閉合力相等時(shí)，此時(shí)密封間隙恢復到正常值。若密封氣膜受外部干擾而厚度增大，此時(shí)氣膜反向力減小，閉合力大于開(kāi)啟力，在閉合力的作用下，密封間隙減小，隨著(zhù)密封間隙的減小，閉合力也相應減小，直至閉合力與開(kāi)啟力相等時(shí)，密封面恢復至正常值。因此，只要保證在安裝時(shí)密封間隙處于設計范圍內，當外部干擾消失以后，密封系統就會(huì )恢復穩定。
3.密封失效原因
一是干氣密封失效調取壓縮機前端干氣密封（聯(lián)軸器側）近半年的運行數據，從數據可以看出，例如某壓縮機前端干氣密封一級泄漏壓力自2011年12月起從原來(lái)的0.15MPa升高到0.2MPa，長(cháng)達3個(gè)月一直波動(dòng)異常，說(shuō)明干氣密封出現問(wèn)題。
二是橡膠密封圈失效干氣密封的密封氣是合成氣，工藝介質(zhì)為循環(huán)氣（包括合成氣、丙烯及醛氣），工藝介質(zhì)對干氣密封系統的橡膠密封圈存在腐蝕，可能導致密封圈泄漏。
三是殼體中分面密封失效如果壓縮機殼體中分面密封膠老化或失效，工藝介質(zhì)會(huì )通過(guò)中分面進(jìn)入軸承箱。由于干氣密封一級泄漏管道接口在此中分面附近，也可能出現合成氣通過(guò)中分面進(jìn)入一級泄漏管線(xiàn)中，導致干氣密封一級泄漏壓力增大，因此必須要對其引起足夠的重視。
4.泄漏情況分析
一是干氣密封的一級泄漏氣通過(guò)中分面連接處竄入軸承箱內，現象是軸承箱內帶有合成氣，現場(chǎng)情況即是軸承箱內帶有合成氣，故此種情況有可能。
二是主密封氣（合成氣）通過(guò)中分面泄漏至軸承箱，說(shuō)明中分面密封膠失效，現場(chǎng)實(shí)際檢修發(fā)現，接觸部位中分面有密封膠皮脫落，并且泄漏發(fā)生時(shí)軸承箱內帶有合成氣，故此種情況有可能。
三是泄漏途徑。主密封氣（合成氣）通過(guò)干氣密封的一級密封后，至一級泄漏密封腔內，一部分排至火炬，另一部分一級泄漏氣通過(guò)與一級泄漏密封腔連接的壓縮機殼體大蓋中分面處，泄漏至軸承箱。另一泄漏途徑是主密封氣通過(guò)一級密封腔與壓縮機殼體大蓋中分面密封處，直接泄漏至軸承箱。
四是失效原因。殼體中分面為剛性密封面，檢修時(shí)涂抹一層704密封膠，解體檢查中分面并沒(méi)有凹坑、劃痕等缺陷，可判定為密封膠失效。
失效原因：首先密封膠質(zhì)量不合格或貯存不當，或是超過(guò)有效期繼續使用，同時(shí)混用多個(gè)廠(chǎng)家密封膠。其次檢維修質(zhì)量不嚴格，密封膠涂抹不均勻，密封膠固化時(shí)間不夠（要求12～24h），大蓋螺栓預緊力不均勻。最后操作工藝不穩定。生產(chǎn)切換頻繁，工藝參數調整，生產(chǎn)負荷變化或崗位操作不當。
5.處理措施
更換前后兩套干氣密封；清潔殼體中分面表面，除去殘余膠皮、銹跡、灰塵和油污等雜質(zhì)。選用同一廠(chǎng)家生產(chǎn)的同種規格704密封膠，檢查有效期。沿中分面用膩刀均勻涂抹密封膠，涂抹厚度約1mm。中分面內側約留3mm空白，防止密封膠擠壓后進(jìn)入缸內?；匮b大蓋，使用力矩扳手對稱(chēng)均勻擰緊螺栓至規定的預緊力。壓縮機殼體回裝完畢，隨后等待24h使中分面密封膠完全固化。油系統調試及運行正常后，進(jìn)行干氣密封測試、系統充壓各密封點(diǎn)進(jìn)行氣密試驗。
6.經(jīng)驗與教訓
一是做好設備預知維修。針對干氣密封的使用壽命，提前做好監測、評價(jià)和檢修更換工作，避免等干氣密封出現故障時(shí)再進(jìn)行事后維修的被動(dòng)。廠(chǎng)原計劃裝置停工檢修時(shí)對壓縮機進(jìn)行大修，如果上一年大檢修時(shí)對設備進(jìn)行強制檢修，應該不會(huì )發(fā)生此次泄漏。
二是注重檢修質(zhì)量控制。按照壓縮機殼體大蓋所用的704密封膠使用規范，注意密封膠的規格型號和產(chǎn)品性能，嚴格控制使用有效期、實(shí)際涂抹厚度、固化時(shí)間等指標。按照壓縮機安裝要求，使用力矩扳手按照緊固順序對稱(chēng)均衡把緊螺栓至規定的預緊力，保證受力均勻且緊固到位。
三是健全機組特護制度。完善細化壓縮機大機組特護制度和重點(diǎn)設備狀態(tài)監測制度，提高故障分析判斷和及時(shí)搶修能力。當發(fā)現前機封泄漏壓力有波動(dòng)時(shí)，未引起重視，拖到停工大檢修時(shí)再解體檢修，沒(méi)有做出合理、準確的運行評估報告。
四是盡管此次只是合成氣泄漏，未發(fā)生工藝介質(zhì)泄漏，但應汲取教訓，深刻反思對大機組管理機制和檢修質(zhì)量控制力度，全面了解干氣密封系統可能發(fā)生氣體泄漏的各種情況，有效提高壓縮機氣體泄漏故障的分析判斷和及時(shí)準確解決能力。
7.結論
總之，通過(guò)干氣密封系統工作原理的介紹，并在此基礎上對引起干氣密封泄漏的原因進(jìn)行分析，找出了富氣壓縮機干氣密封主密封氣泄漏量變大的主要原因，并提出解決方案，避免了因干氣密封泄漏而造成裝置非計劃停車(chē)。
參考文獻：
[1]王麗麗，王福生，王斌.煉油裝置離心壓縮機干氣密封的選型設計分析[J].石油和化工設備，2017，20（09）：98-100.
[2]王莉，趙亞攀，張寶.變頻驅動(dòng)離心壓縮機常見(jiàn)故障分析[J].壓縮機技術(shù)，2017（04）：47-51.
[3]韓亮.天然氣壓縮機干氣密封的設計研究與應用[J].風(fēng)機技術(shù)，2017，59（02）：76-82+86.
[4]房宸，任獻濤，包世龍.串聯(lián)迷宮式干氣密封在BCL523離心壓縮機中的應用及改造[J].山東化工，2017，46（07）：165-166.
[5]余化，徐建民.離心壓縮機干氣密封用氣需求及保障措施[J].化肥設計，2016，54（04）：37-40.
[6]朱勇，郭安全.離心壓縮機干氣密封輔助系統改造[J].機械，2016，43（S1）：108-111.
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