天然气压缩机干气密封系统的常见故障及应对措施

汪耀林（中原输油气分公司,山东 德州 253020）

天然气压缩机干气密封系统的常见故障及应对措施

汪耀林
（中原输油气分公司,山东 德州 253020）

摘 要：随着社会经济的发展和国家可持续发展战略的实施，人们更加关注环境与经济、社会三者之间的协调可持续发展，为此，清洁能源得到了越来越广泛的关注和应用。天然气作为清洁能源，在社会经济发展当中占有着重要的地位，天然气压缩机尤其是离心式压缩机在天然气管道输送中得到了广泛应用，但天然气压缩机干气密封系统的常见故障也成为人们较为关注的话题，如何解决天然气压缩机干气密封系统的常见故障，对于天然气压缩机的发展以及天然气能源的应用，具有着重要意义。

关键词：天然气压缩机；密封系统；常见故障

0 前言

在西气东输管道、陕京输气管道等国家大型长输天然气管道中，离心式压缩机得到了越来越广泛的应用。就目前这些单位使用的天然气压缩机系统来看，多以干气密封系统为主，为了保证压缩机的经济性和可靠性，针对天然气压缩机干气密封系统常见故障的运行维护和检修，就变得尤为重要了。

1 天然气压缩机的密封主要形式

我们要对天然气压缩机干气密封系统的常见故障进行分析，首先要了解天然气压缩机的密封主要形式。目前天然气压缩机当中，其密封主要形式有机械密封、浮环密封、油膜螺旋槽端面密封、干气密封等。

本文提到的干气密封形式，是气膜螺旋槽端面密封，该密封方式始于上世纪60年代，到了上世纪80年代初，得到了广泛的应用和推广。干气密封主要有以下优点：第一，端面非接触，使用寿命较长，并且具有很高的可靠性；第二，密封时的功耗低，对于节约能源具有重要意义；第三，不需要庞大的密封油系统，占有空间小；第四，对工艺回路的污染小；第五，运行和日常维护成本低。基于干气密封的优点，加上天然气压缩机更倾向于可靠性的维修策略，干气密封系统得到了广泛的发展和关注，使其成为当下天然气压缩机的密封主要形式。干气密封系统使用成本低，寿命周期长，加上干气密封系统较强的可靠性，干气密封系统自然广泛的得到了应用。

2 干气密封系统的常见故障

干气密封出现的主要问题就是干气密封泄露故障，之所以发生这种现象，最为主要的原因就是干气密封的动、静环磨损严重。有关于干气密封动、静环磨损严重故障，如下图所示：

如图所示，动、静环的磨损对于干气密封使用来说具有重要意义，针对于这一问题，如何解决、维护其良好的运行状态，这对于天然气压缩机干气密封系统来说，十分重要。

除此之外，干气密封系统常见故障主要有以下几个方面：（1）干气密封失效问题，这对于干气密封系统来说，也是常见故障之一；

（2）密封气辅助系统布置的合理性问题；（3）迷宫密封和平衡管问题，这是关系压缩气进入干气密封的途径，但通常会出现缸内压缩气突破迷宫密封和密封气阻挡，进入密封腔的问题。

3 针对于干气密封系统常见故障的应对措施

3.1 干气密封失效问题

针对于干气密封实效问题，通常要对干气密封的合理性设计进行验证，主要涉及到干气密封的螺旋槽数、旋转角、槽深、密封端面内半径、槽底半径、密封端面外半径几个要素进行性能测试，之后通过方程计算，得出密封气膜的厚度，以此来进行密封失效问题的研究，确保干气密封不存在失效问题。

3.2 密封气辅助系统布置的合理性

密封气辅助系统设计上的合理性，对于干气密封系统来说具有重要意义，对于干气密封系统的静环磨损和动环磨损保护问题，意义重大。通过对天然气压缩机的干气密封系统进行对比分析后，我们可以发现干气密封的失效，是一种机械失效，与一氧化碳和天然气的本身物质特性并没有太多联系，而造成干气密封系统故障的主要原因则在于介质中的粉尘存在。

3.3 迷宫密封和平衡管问题

迷宫密封和平衡管问题涉及到了压缩气进入干气密封的途径，而高压侧密封腔内有大量粉尘，这些粉尘对于干气密封系统影响很大，容易导致天然气在进入干气密封腔后，一部分通过迷宫密封腔，一部分作为干气密封的密封介质，引起密封端面的泄露。因此，对于这一问题，就需要对迷宫密封和平衡管内的灰尘进行清洁，确保密封腔的干净整洁，让天然气不受到粉尘影响，顺利通过迷宫密封腔和平衡管，确保干气密封系统的平衡和稳定。

4 结束语

干气密封设计以及制造问题对于天然气压缩机使用来说，具有重要意义，因此在干气密封问题上，要采取有效措施进行解决，提升干气密封系统性能，保证干气密封系统的稳定性和使用寿命，确保干气密封系统的正常运转，针对失效性问题、密封气辅助系统布置的合理性问题、迷宫密封和平衡管问题采取有效措施解决，确保干气密封系统在天然气压缩机系统中发挥重要作用。

参考文献：

[1]陈志,干气密封的工作原理及设计计算[J].机械工业,2012,10(02):152-158.

[2]广延洪，汪德涛.密封件使用手册[M].北京：机械工业出版社,2011:142-148.

作者简介：汪耀林（1979-），男，本科，工程师。