天然氣凈化裝置克勞斯風機低速軸劃傷解決方案

宋雷

摘 要：油封是流體機械和動力機械中不可或缺的零部件，對整臺設備、裝置甚至整個工廠的安全生產影響重大[1-3]。本文就普光天然氣凈化廠克勞斯風機運行過程中由油封故障頻繁引發的低速軸劃傷事件，結合機組實際運行工況，提出有效解決方案：⑴去除原有骨架式油封；⑵增設外部氣封裝置配套使用原有梳齒迷宮密封。

關鍵詞：油封；氣封裝置；軸；劃傷

一、項目背景

中國石化達州天然氣凈化有限公司天然氣凈化廠第一聯合裝置克勞斯風機檢修期間發現如下問題：111-K-301A（汽驅）、112-K-301B（電驅）低速軸油封部位存在劃傷，嚴重影響設備的平穩運行，綜合考慮檢修節點及修復費用各方面因素，決定在國內采用激光熔敷修復，單臺維修費用為6.58萬元/臺。

為避免類似事件再次發生，結合機組本體設計，提出低速軸骨架式油封技改為氣封，同時配套使用原有梳齒密封的設想。

二、技改方案

將原有骨架式油封去除，在梳齒油封底部齒輪箱體上增設儀表風管線，提供儀表風，采用過濾減壓閥調整儀表風壓，保證密封效果。

圖1 低速軸原油封設計 圖2 損傷部位及技改管線接口

具體施工方案如下：1、將原密封系統中骨架式油封去除；2、在風機入口導葉（IGV）氣動執行機構處增設儀表三通，用于提供恒定儀表風氣源；3、增設外部氣封裝置：儀表三通、316L不銹鋼管（Φ10）、德國薩姆森過濾減壓閥、管線球閥及儀表接頭。

薩姆森過濾減壓閥用于供給風機低速軸油封部位恒定氣源，防止出現潤滑油滲漏。過濾減壓閥調壓范圍：0.2～12bar，綜合考慮節能降耗及運行工況，壓力設定為2bar。過濾減壓閥輸入側配備有精度為20μm的濾芯，用于過濾儀表風中微小固體顆粒或冷凝水，可通過排污塞進行排污或排凝。

管線球閥位于管路上過濾減壓閥前，用于機組檢維修、維護保養或過濾減壓閥排污、保養期間的工藝隔離。（見圖3）

三、實際效果及應用

目前已對第二、第三、第四聯合裝置的12臺克勞斯風機低速軸油封部位實施技改，技改后克勞斯風機低速軸油封系統運行良好，滿足現場使用工況，技改齒輪箱油封部位無“跑、冒、滴、漏”現象，同時避免了低速軸油封部位劃傷事件再次發生的可能。

四、經濟、社會效益分析

克勞斯風機低速軸劃傷后，采用激光熔敷技術修復價格為6.58萬元/臺，原廠骨架油封價格為2000元/個。技改后克勞斯風機低速軸油封系統去除原有骨架式油封，增設儀表三通、德國薩姆森過濾減壓閥等零部件，累計費用約4000元，則24臺風機此項技改費用約9.6萬元；

按原有設計，24臺克勞斯風機將不斷出現低速軸劃傷事件，修復費用約157.92萬元，機組恢復采購原廠油封費用約4.8萬元；則次項技改可節省費用153.12萬元。

以上效益分析前提是及時發現低速軸劃傷事件，但石化企業設備實際運行中，轉動設備疲勞失效具有突然性，往往造成轉子及其配合零部件同時報廢。

五、結語

從工程技術角度來講，選擇合理的克勞斯天然氣凈化處理工藝流程，改擴建或是技術改造，充分利用本廠現有條件，是節約投資的有效手段。從工程經濟角度來講，遵循克勞斯天然氣凈化處理裝置的投資構成規律，對項目建設決策階段的投資確定有重要參考作用，對項目建設工程設計階段的投資控制也有重要參考價值，也是項目建設后期階段投資費用控制的依據。

綜上，凈化廠克勞斯風機低速軸油封系統改造帶來的經濟效益至少為153.12萬元，尚未考慮低速軸劃傷對機組配套零部件造成的傷害，以及故障停車對生產運行造成的影響。

參考文獻：

[1]李和春.化工維修鉗工[M].北京：化學工業出版社，2009.

[2]管來霞.化工設備與機械[M].北京：化學工業出版社，2010.

[3]高安全，劉明海.化工設備機械基礎[M].北京：化學工業出版社，2011.