離心式壓縮機干氣密封故障分析及處理

王臣，肖婷方

（中國石油遼陽石化分公司，遼寧 遼陽 111003）

離心式壓縮機干氣密封是一種借助于流體動力學基本原理來實現氣體密封處理的技術類型，被廣泛的應用于現代工業生產活動當中。相比于傳統的機械密封模式而言，其具有許多領域的優勢與價值，包括可以實現非接觸式密封，能夠有效降低磨損與功率消耗，同時也有助于提升運行的平穩度，滿足高速、高壓生產設備的實際需求。但是，由于其對于人員的技術操作以及養護管理具有較高的要求，所以在實際使用過程中如果操作不到位，很容易出現離心式壓縮機干氣密封故障問題，影響經濟效益的實現，現結合具體的案例，就離心式壓縮機干氣密封的故障處理說明如下。

1 離心式壓縮機干氣密封的構成與技術原理

分析離心式壓縮機干氣密封的故障類型，往往離不開其基本構成與技術條件，分別探討如下。

1.1 基本定義與構成

離心式壓縮機干氣密封是采取非接觸方式實現氣體密封的處理技術，該處理過程中需要借助于動環、彈簧、靜環、密封圈以及其他軸套設備來實現。其中，靜環與動環是主要的設備元器件，其通過碳化硅、碳化鎢處理的方式來提升耐磨度以及拋光水平，經過特殊處理后，能夠借助于流體動力學的特征來滿足密封的實際需求。

1.2 主要工作原理

從技術原理上來看，離心式壓縮機干氣密封的工作原理并不復雜。在軸處于靜止未提升壓力的狀態下，靜環借助于背后的彈簧推力來實現動環的接觸，同時處于相對封閉的狀態。在機組充壓旋轉過程中，密封氣體會持續吸入到動壓槽內部，同時受到密封堰的影響而出現局部氣體壓力增加的情況，在持續壓力作用影響下，密封面會被推開，此時會形成一個相對密封的氣膜結構，這個結構的推力與氣體靜壓力能夠形成很好的力學平衡，密封面與其之間則會形成更為穩定的分離環境，間隙會隨著需要持續增加。流體動力學的主要功能在于端面分離，所以間隙也會相應的降低。干氣密封的自動平衡是離心式壓縮機干氣密封的核心原理，通過平衡間隙與泄漏量來達到動態平衡的效果，既不會影響耐磨性能，同樣也可以進一步延長設備的使用壽命，達到一舉兩得的效果。

1.3 基本工作特征

離心式壓縮機干氣密封的工作往往需要遵從一定的工作特征與技術原則，分別分析如下：一是避免出現反壓。從技術上來看，干氣密封主要借助于下游泵送處理模式，在旋轉過程中密封氣泵會被傳送到螺旋槽的內部，同時在壩的作用與影響下形成新的氣膜，進而達到密封端面的效果。在上游壓力低于下游的條件下，氣體不會從側面進入到螺旋槽的內部，此時氣膜無法形成，端面也就無法定向打開，更多的情況下密封磨損程度加劇，逐漸出現損壞問題；二是密封氣內部避免攜帶顆粒。攜帶顆粒不但會導致端面的打開間隙變化，同樣也會影響到密封面的控制，導致內部的密封面劃痕數量增加，甚至會導致不潔密封氣的存在而影響到微小顆粒的變化，對氣膜的形成也會形成一些影響，是導致故障出現的重要原因。

2 離心式壓縮機干氣密封故障分析

離心式壓縮機干氣密封故障的類型具有多樣化特征，現選擇幾個有代表性的故障分析如下。

2.1 O 型圈破損

O 型圈破損故障主要出現于運行過程中壓縮機的驅動端，該故障發生時會引發二級放空管報警，導致設備停機，隨后對現場進行檢查后發現機組潤滑油箱體內存在有可燃氣體超標問題，此為故障背景。通過故障分析診斷后發現，機組進出口的閥門部分經過管段憋壓測試，管段的內部沒有出現明顯的壓力下降問題，根據該特征可以推斷出壓縮機驅動端的干氣密封動靜環的接觸并沒有發生異常，同時也可以排除由于動靜環間隙較大導致干氣密封泄漏問題。進一步分析后發現，離心式壓縮機干氣密封在原理上更接近于壓縮機的殼體，通過三個O 型圈來實現接觸，干氣密封與動力軸借助于圈體來達到密封處理效果，根據這個特征可以判斷出O 型圈破損是導致干氣密封失效的重要原因。做好分析工作后進入到故障處理環節，分別需要做好外觀分析以及內部干氣密封機芯的更換，同時對殼體之間的O 型圈形狀進行分析判斷，做好干氣密封與動力軸的破損分析，避免密封失效問題發生，并且在試驗后確保無誤即可使用。

2.2 干氣密封動靜環匹配出現故障

離心式壓縮機干氣密封動靜環匹配異常主要表現為壓縮機更換機芯后狀態不穩定，分析過程中出現驅動端放空管漏油以及潤滑油內部檢測到高濃度可燃氣體等。通過合理故障分析后，對離心式壓縮機干氣密封裝置動靜環接觸情況進行進一步梳理，發現動靜環接觸不良是異常發生的主要原因。故障處理依然通過外觀到內部逐步進行梳理，主要做好手動旋轉密封機芯的轉動與調整，彈性穩定且O 型圈形狀完好即可達到故障處理要求。

3 離心式壓縮機干氣密封故障處理的注意事項

3.1 加強操作與維護人員隊伍建設

選擇合適的操作模式并建立完善的人員隊伍對于更好的開展離心式壓縮機干氣密封故障處理工作具有積極的意義。就目前來看，裝置大修前的工藝流程需要進一步進行理順，包括做好存水處理，完善機組運行條件，加強相關裝置的設置等。做好基本操作規程要求后，還需要根據緊急放空的要求來做好系統壓力的調整，避免出現大量火炬內部壓力異常增加的情況。如果在冬季，那么需要做好低處的處理，避免由于大量結冰導致堵塞，進一步釀成事故。選擇合適的檢查模式能夠更好的適應分液罐的濾芯控制需要，避免過濾遭受阻礙。壓差報警問題出現后，則需要及時對密封氣的過濾濾芯進行清潔，確保密封氣的整體凈化效果。除了需要做好定期密封分液罐的處理，也要做好壓差警報的處理，確保密封氣的實際使用效果，避免液體越積越多的情況發生。最后，還需要進一步提升平穩工藝的應用比例，避免由于工藝選擇問題導致出現介質帶液的情況，同時進一步做好壓縮機的入口液位管理，及時完成切液處理。

3.2 改進干氣密封操作技術

干氣密封是基于單軸離心壓縮機實現密封處理的設備，所以在機械設備的選擇與技術改造上也應該緊緊圍繞設備的結構與特征。其中，齒輪壓縮機、透平膨脹機以及高速透平機械設備等都是應用廣泛的設備類型。在不同類型的行業當中，技術改進的策略與標準也不盡相同。為了確保干氣密封技術的合理應用，要采取必要的干氣密封策略，提升手段的技術標準與先進性，同時做好機組的密封改造與處置，提升技術適應性，確保離心式壓縮機干氣密封技術改造的整體效果。在實施技術改造過程中，要特別做好新老機組的更替管理工作，既要確保新機組的正常使用效率，也要兼顧一些老機組的使用效益與投資回報率，從而提升整體收益率。

3.3 做好事故的分析總結工作

針對離心式壓縮機干氣密封故障類型做好故障的總結反思對于進一步改善生產效率也具有重要的意義。就目前來看，壓縮機的運行負荷較高、運行時間過久都是導致設備故障的重要原因。長期的使用缺乏合理的維護，導致動靜環的端面磨損加劇，同時干氣密封內部受到污染物的影響與侵蝕，出現整體腐蝕加劇的問題。為了進一步解決生產問題，需要特別關注機組運行的狀態，及時發現問題并予以處理。另外，干氣密封的附屬設備也需要做好針對性的維護管理，包括做好定期的檢查與密封氣增壓調整，密封氣調壓裝置與壓差控制裝置的穩定高效運行也是不可或缺的組成部分。最后還需要做好壓縮機的跟蹤監控，確保運行工況的整體穩定性，在整體運行穩定的條件下還要保持轉速的恒定，這樣才能夠盡可能滿足操作的效果要求，避免轉動波動影響過大對干氣密封產生了不良的影響。

4 結語

綜上所述，離心式壓縮機干氣密封是現階段壓縮機核心組成要素之一，同時也是提升生產效益與穩定性的關鍵設備類型。從客觀上來看，干氣密封的質量與效率就是壓縮機的效率，所以輔助設備的選擇以及操作人員的培訓都是顯著提升離心式壓縮機干氣密封使用效果的基本前提。在做好故障分析的基礎上，還需要進一步改善操作技術，選擇更多具有針對性的技術來適應事故分析的實際需求，為提升干氣密封故障處理效果，滿足現代化的發展需要創造條件。