离心式压缩机干气密封故障分析及处理

王臣，肖婷方

（中国石油辽阳石化分公司，辽宁 辽阳 111003）

离心式压缩机干气密封是一种借助于流体动力学基本原理来实现气体密封处理的技术类型，被广泛的应用于现代工业生产活动当中。相比于传统的机械密封模式而言，其具有许多领域的优势与价值，包括可以实现非接触式密封，能够有效降低磨损与功率消耗，同时也有助于提升运行的平稳度，满足高速、高压生产设备的实际需求。但是，由于其对于人员的技术操作以及养护管理具有较高的要求，所以在实际使用过程中如果操作不到位，很容易出现离心式压缩机干气密封故障问题，影响经济效益的实现，现结合具体的案例，就离心式压缩机干气密封的故障处理说明如下。

1 离心式压缩机干气密封的构成与技术原理

分析离心式压缩机干气密封的故障类型，往往离不开其基本构成与技术条件，分别探讨如下。

1.1 基本定义与构成

离心式压缩机干气密封是采取非接触方式实现气体密封的处理技术，该处理过程中需要借助于动环、弹簧、静环、密封圈以及其他轴套设备来实现。其中，静环与动环是主要的设备元器件，其通过碳化硅、碳化钨处理的方式来提升耐磨度以及抛光水平，经过特殊处理后，能够借助于流体动力学的特征来满足密封的实际需求。

1.2 主要工作原理

从技术原理上来看，离心式压缩机干气密封的工作原理并不复杂。在轴处于静止未提升压力的状态下，静环借助于背后的弹簧推力来实现动环的接触，同时处于相对封闭的状态。在机组充压旋转过程中，密封气体会持续吸入到动压槽内部，同时受到密封堰的影响而出现局部气体压力增加的情况，在持续压力作用影响下，密封面会被推开，此时会形成一个相对密封的气膜结构，这个结构的推力与气体静压力能够形成很好的力学平衡，密封面与其之间则会形成更为稳定的分离环境，间隙会随着需要持续增加。流体动力学的主要功能在于端面分离，所以间隙也会相应的降低。干气密封的自动平衡是离心式压缩机干气密封的核心原理，通过平衡间隙与泄漏量来达到动态平衡的效果，既不会影响耐磨性能，同样也可以进一步延长设备的使用寿命，达到一举两得的效果。

1.3 基本工作特征

离心式压缩机干气密封的工作往往需要遵从一定的工作特征与技术原则，分别分析如下：一是避免出现反压。从技术上来看，干气密封主要借助于下游泵送处理模式，在旋转过程中密封气泵会被传送到螺旋槽的内部，同时在坝的作用与影响下形成新的气膜，进而达到密封端面的效果。在上游压力低于下游的条件下，气体不会从侧面进入到螺旋槽的内部，此时气膜无法形成，端面也就无法定向打开，更多的情况下密封磨损程度加剧，逐渐出现损坏问题；二是密封气内部避免携带颗粒。携带颗粒不但会导致端面的打开间隙变化，同样也会影响到密封面的控制，导致内部的密封面划痕数量增加，甚至会导致不洁密封气的存在而影响到微小颗粒的变化，对气膜的形成也会形成一些影响，是导致故障出现的重要原因。

2 离心式压缩机干气密封故障分析

离心式压缩机干气密封故障的类型具有多样化特征，现选择几个有代表性的故障分析如下。

2.1 O 型圈破损

O 型圈破损故障主要出现于运行过程中压缩机的驱动端，该故障发生时会引发二级放空管报警，导致设备停机，随后对现场进行检查后发现机组润滑油箱体内存在有可燃气体超标问题，此为故障背景。通过故障分析诊断后发现，机组进出口的阀门部分经过管段憋压测试，管段的内部没有出现明显的压力下降问题，根据该特征可以推断出压缩机驱动端的干气密封动静环的接触并没有发生异常，同时也可以排除由于动静环间隙较大导致干气密封泄漏问题。进一步分析后发现，离心式压缩机干气密封在原理上更接近于压缩机的壳体，通过三个O 型圈来实现接触，干气密封与动力轴借助于圈体来达到密封处理效果，根据这个特征可以判断出O 型圈破损是导致干气密封失效的重要原因。做好分析工作后进入到故障处理环节，分别需要做好外观分析以及内部干气密封机芯的更换，同时对壳体之间的O 型圈形状进行分析判断，做好干气密封与动力轴的破损分析，避免密封失效问题发生，并且在试验后确保无误即可使用。

2.2 干气密封动静环匹配出现故障

离心式压缩机干气密封动静环匹配异常主要表现为压缩机更换机芯后状态不稳定，分析过程中出现驱动端放空管漏油以及润滑油内部检测到高浓度可燃气体等。通过合理故障分析后，对离心式压缩机干气密封装置动静环接触情况进行进一步梳理，发现动静环接触不良是异常发生的主要原因。故障处理依然通过外观到内部逐步进行梳理，主要做好手动旋转密封机芯的转动与调整，弹性稳定且O 型圈形状完好即可达到故障处理要求。

3 离心式压缩机干气密封故障处理的注意事项

3.1 加强操作与维护人员队伍建设

选择合适的操作模式并建立完善的人员队伍对于更好的开展离心式压缩机干气密封故障处理工作具有积极的意义。就目前来看，装置大修前的工艺流程需要进一步进行理顺，包括做好存水处理，完善机组运行条件，加强相关装置的设置等。做好基本操作规程要求后，还需要根据紧急放空的要求来做好系统压力的调整，避免出现大量火炬内部压力异常增加的情况。如果在冬季，那么需要做好低处的处理，避免由于大量结冰导致堵塞，进一步酿成事故。选择合适的检查模式能够更好的适应分液罐的滤芯控制需要，避免过滤遭受阻碍。压差报警问题出现后，则需要及时对密封气的过滤滤芯进行清洁，确保密封气的整体净化效果。除了需要做好定期密封分液罐的处理，也要做好压差警报的处理，确保密封气的实际使用效果，避免液体越积越多的情况发生。最后，还需要进一步提升平稳工艺的应用比例，避免由于工艺选择问题导致出现介质带液的情况，同时进一步做好压缩机的入口液位管理，及时完成切液处理。

3.2 改进干气密封操作技术

干气密封是基于单轴离心压缩机实现密封处理的设备，所以在机械设备的选择与技术改造上也应该紧紧围绕设备的结构与特征。其中，齿轮压缩机、透平膨胀机以及高速透平机械设备等都是应用广泛的设备类型。在不同类型的行业当中，技术改进的策略与标准也不尽相同。为了确保干气密封技术的合理应用，要采取必要的干气密封策略，提升手段的技术标准与先进性，同时做好机组的密封改造与处置，提升技术适应性，确保离心式压缩机干气密封技术改造的整体效果。在实施技术改造过程中，要特别做好新老机组的更替管理工作，既要确保新机组的正常使用效率，也要兼顾一些老机组的使用效益与投资回报率，从而提升整体收益率。

3.3 做好事故的分析总结工作

针对离心式压缩机干气密封故障类型做好故障的总结反思对于进一步改善生产效率也具有重要的意义。就目前来看，压缩机的运行负荷较高、运行时间过久都是导致设备故障的重要原因。长期的使用缺乏合理的维护，导致动静环的端面磨损加剧，同时干气密封内部受到污染物的影响与侵蚀，出现整体腐蚀加剧的问题。为了进一步解决生产问题，需要特别关注机组运行的状态，及时发现问题并予以处理。另外，干气密封的附属设备也需要做好针对性的维护管理，包括做好定期的检查与密封气增压调整，密封气调压装置与压差控制装置的稳定高效运行也是不可或缺的组成部分。最后还需要做好压缩机的跟踪监控，确保运行工况的整体稳定性，在整体运行稳定的条件下还要保持转速的恒定，这样才能够尽可能满足操作的效果要求，避免转动波动影响过大对干气密封产生了不良的影响。

4 结语

综上所述，离心式压缩机干气密封是现阶段压缩机核心组成要素之一，同时也是提升生产效益与稳定性的关键设备类型。从客观上来看，干气密封的质量与效率就是压缩机的效率，所以辅助设备的选择以及操作人员的培训都是显著提升离心式压缩机干气密封使用效果的基本前提。在做好故障分析的基础上，还需要进一步改善操作技术，选择更多具有针对性的技术来适应事故分析的实际需求，为提升干气密封故障处理效果，满足现代化的发展需要创造条件。