摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。随着石油、化工行业的快速发展，低能耗、高效益、零污染、长周期的发展方向已成为石油化工行业的发展趋势。大型压缩机组是石化行业的关键设备，其密封性能的好坏决定装置能否平稳安全运行。本文就离心氨压缩机干气密封问题分析及优化措施展开探讨。
关键词：离心式压缩机；密封系统；密封失效
引言
压缩机有很多的种类，按其原理可分为容积型压缩机与速度型压缩机。容积型又分为：往复式压缩机、回转式压缩机；速度型压缩机又分为：轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机，其中离心式压缩机目前在化工领域应用十分广泛，主要应用于制冷领域（如氨压缩机）和工艺气系统升压及集输管网远距离输送有关做功。密封系统能够确保压缩机工艺气体免遭工艺气体泄漏以及环境介质不遭到破坏，因此得到了相关工作者的高度重视。不过离心式压缩机干气密封系统经常会出现一些故障，这就要求相关工作者一定要制定出完善的解决方案。那么下面我们就来具体的讨论一下相关的话题。
1干气密封工作原理
干气密封是一种新型非接触式密封，其利用流体动力学原理，通过开设在密封端面上的动压槽来达到密封端面的非接触运行。典型的干气密封结构如图1所示，由旋弹簧、旋转环、静环、密封圈以及弹簧座和轴套组成。图2为干气密封旋转环示意图，旋转环密封面经过研磨、抛光处理，并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。
图1干气密封结构示意图 图2干气密封端面动压槽简图
干气密封旋转环旋转时，将密封气体吸入动压槽内，沿着密封堰流动。在密封堰的节流作用下，气体被压缩，压力升高，将密封面推开，在两个密封面间形成一层很薄的气膜。气体动力学研究表明，当干气密封两端面的气膜厚度在2-3微米时，气体流动层最为稳定，因此，干气密封气膜厚度设计值选定在2-3微米。当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时，气膜厚度保持恒定，干气密封稳定运转。当外部存在干扰，气膜厚度减小，而气膜反向力增大，此时开启力大于闭合力，在开启力的作用下，密封面间隙增加，随着密封间隙的增加，开启力相应减小，直至开启力与闭合力相等时，此时密封间隙恢复到正常值。若密封气膜受外部干扰而厚度增大，此时气膜反向力减小，闭合力大于开启力，在闭合力的作用下，密封间隙减小，随着密封间隙的减小，闭合力也相应减小，直至闭合力与开启力相等时，密封面恢复至正常值。因此，只要保证在安装时密封间隙处于设计范围内，当外部干扰消失以后，密封系统就会恢复稳定。
2压缩机干气密封泄漏
2.1联锁停机
对干气密封系统的操作已经制定了相关的规定，而且还安装了DCS自我监测系统，目的是为了加强系统的安全性，要是在处理参数的时候存在问题，就会造成联锁情况的出现。而主要的诱发原因包括：（1）仪表卡盘。干气密封系统进出口主要运用的是浮子流量计计量，如果脉冲流量不平稳，那么就很有可能发生卡盘的情况。要是表针卡在高位的话，那么就会引发逻辑关系，从而导致联锁停机，在进行检查期间，最好采用木槌敲打管线，这样就能够防止类似的现象再次出现，从而能够确保前端过滤器不出现故障，以及仪表气的干净程度。（2）泄漏超限。这种情况并不常见，只是占据密封系统故障率的5%。干气密封一共分为两级，而且还具有完善的连贯性，另外还能够和放空火炬进行连接。例如一级密封出现波动，并导致泄漏量增多，那么在还没有放空的时候，会因为针型阀开度不大，干气密封放火炬排放不及时，从而造成密封腔当中的压力马上升高，进而引发逻辑关系，并造成联锁停机。（3）选型失误。通常，这种故障出现的概率并不高。干气密封泄漏量不大，甚至在一些情况下，实际值只是设计量的五分之一，要是流量计选型较大，就会导致在流量少的状况下，计量出现误差，从而引发联锁。另外，仪表，线路如果传送假信号的话，也会引发联锁情况。
2.2干气密封失效原因判断及分析
当工艺气大量带液后，超过了分离罐过滤器对液体的处理能力，并导致过滤器中存在大量液体而失效。未经处理含有大量液态物质的工艺介质直接进入密封腔和密封端面，造成端面间气膜不稳定、密封端面严重磨损。高速转动的密封端面摩擦产生的高温使轴套和弹簧座等金属零件表面产生明显的灼烧痕迹。同时一级密封端面摩擦产生的石墨粉末和少量液态物质进入也到二级密封端面，进而造成二级密封端面磨损。干气密封系统相关组件损坏，也有可能是由于压缩机故障停车后，密封气气源切换不及时及在没有密封气气源的情况下长时间的持续盘车造成的造成干气密封的失效。
2.3操作失误
在运行段时间后，参数会处于稳定的状态，不过依然会出现DCS系统报警。由于之前在出现故障的情况下，已经认真检查了设备、线路，并确定出现故障的原因，和操作失误有关系。在经过认真的分析后了解到，一级密封泄漏量出现波动，那么会因为在还没有进行放空的时候，针型阀开度不大，干气密封放火炬排放不及时，导致密封腔压力迅速变高，并最终引发逻辑关系，进而造成联锁情况的出现。而这就要求相关工作人员对现场进行全面的检查，并做好记录。如果参数比较平稳，那么就说明相关工作人员只是简单的采取检查，而并没有对有可能发生的突发状况采取预防，才导致的故障问题的出现。
2.4故障处理
故障发生后，判断为一级密封端面被污染，动静环间隙变大，造成主密封气泄漏量变大。通过逐步排除后发现，故障前期富气杂质含量较多，初步判断为富气通过前置密封气迷宫密封泄漏至一级密封腔内，富气杂质污染一级密封端面，造成间隙变大，泄漏量变大。处理措施如下：增大前置密封气压力，确保前置密封气压力大于介质气经迷宫密封减压后的压力，使前置密封气进入介质侧，冲洗迷宫密封处的杂质，防止其进入一级密封端面。同时相应地增大主密封气的压力，并注意主密封气与前置密封气的差压大于150kPa，防止差压联锁。通过主密封气将一级密封端面杂质冲洗干净，利用动环轴向自动补偿，进而将一级密封端面间隙恢复至正常值。通过处理措施5个小时后，主密封气流量恢复至正常值。
结语
如果想要让离心式压缩机组保持正常的工作，那么就要确保干气密封系统不遭到故障的干扰。而想要做好这方面的工作，那么就要确保进气质量，掌控好密封气的压差，避免发生泄漏、干磨的情况。在运行期间，要时刻关注干气密封系统相关参数的情况，并发现干气密封运行的规律，以及所存在的故障隐患，并找到合理的解决措施。全面研究干气密封操作，并有效的调试工况，这样一来就能够很大程度的降低离心式压缩设备出现故障的概率，并且还可以减少维修经费，从而加强工作效率。
参考文献
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论文作者:孙浪,赵旭杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：端面论文; 压缩机论文; 联锁论文; 系统论文; 间隙论文; 离心式论文; 至正论文; 《基层建设》2019年第7期论文;