试论合成气压缩机干气密封系统的日常应用及维护

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摘 要：本文针对合成气压缩机干气密封系统的日常应用情况进行探讨，以分析应用原理和维修情况为主，总结了合成气压缩机干气密封系统在应用过程中出现的维修经验，并提出自己的一点建议，以期为今后合成气压缩机干气密封系统日常应用和维护提供一定的参考作用。

关键词：合成气压缩机、干气密封、日常应用、维护

合成气压缩机干气密封系统是指将机械密封予以改进发展，使之成为非接触式的密封方式，主要运作原理是将机械密封环上增设动压槽，并设置相应的辅助系统，从而形成的一种新型密封形式，合成气压缩机干气密封较为完善地解决了困扰工作人员已久的高速离心式压缩机的密封问题。也正是由于合成气压缩机干气密封系统具有非接触式密封的特点，所以非常适合应用于高压高速等设备的轴端密封。笔者统计了某公司合成气压缩机干气密封系统的日常应用过程中所发生的4次密封失效问题，并积极对密封失效原因进行分析，以选取最合适的维护措施，来解决密封失效的问题。

一、合成气压缩机干气密封系统的工作原理

合成气压缩机干气密封系统在正常工作的过程中，将开车、停车过程中来自界区的高压氮气（8.1MPa），或者部分工艺气体（71℃、8.2MPa）排出合成气压缩机外所形成的密封气起源，而这里所提到的部分工艺气体在首次经过密封端面之后，于密封端面上形成密封气膜，进而防止压缩机内的工艺气体流入到密封端面内，而密封端面上泄露的少量工艺气体在压力的控制下，经火炬燃烧，然后由来自界区的高压氮气，路经第二次密封气过滤器之后，在被经过PV―15337减压至0.6MPa，随后再进入第二级密封端面，开始逐步向外泄露少量正常氮气，直至被引入安全放空处。来自界区的低压氮气在由经PV―15337控制压力后，可以进入压缩机轴端的密封函内，以实现对轴承与油之间的隔离。

二、合成气压缩机干气密封系统的日常应用情况

一）日常操作要求

合成气压缩机干气密封系统的日常操作要求主要是利用过滤器差压对过滤器的使用情况进行测量，并在差压为80kPa自动报警，以便于工作人员及时更换过滤器芯。这里需要注意的是，工作人员在更换过滤器芯之前应先给另一台过滤器充压，并且关闭已经堵塞过滤器前后阀门，然后打开其过滤器前后的阀门，以放空后及时更换。

合成气压缩机干气密封系统在运行过程中，首先，需有专人观察并调节缸体平衡管与干气密封气压力之间的压差不可以小于250kPa，以此保障第一级干气密封的正压差。其次，还应及时调整干气密封的气流量，以此保障泄漏量绝不超过排气压力高报警值（0.2MPa）、高压缸值（45m3/h）、以及高报警值低压缸（39m3/h），以此对一级密封的泄漏量进行实时监测。最后，还需要对氮气压力与隔离气流量进行观察监测，以保证二级密封气源和隔离气流的正常运行。这里需要注意的是，在氮气停止供应时，干气密封就会失去其隔离气源与二级密封，对此必须及时采取措施，进行相应的处理。

二）基本功能

一般来说，一套完整的合成气压缩机干气密封系统是由密封测控系统与干气密封本体而组成的，并且根据不同的密封形式，其功能也会不同，但是大多会具有如下几种基本功能：

1、实时对泄漏气体进行监控，其中包括室外高点放空和放火炬等；

2、为系统运行提供一个稳定、干燥、洁净的气源，其中包括轴承油隔离气、中间缓冲气、主密封气、前置密封气等；

3、对密封的运行情况和运转条件进行监控，其中包括测量流量、压差、压力等参数，以及连锁和报警等；

三）实际应用情况调查

1、失效情况介绍

笔者记录了合成气压缩机干气密封系统于2012年9月底的成功试车情况，该系统达到了预期的密封效果。但是在此后的运行过程中，该系统也出现了密封失效的情况，笔者记录了该系统在2012年9月30～2013年5月30号阶段内共计发生了4次密封失效情况，具体情况为

第一次发生密封失效情况是在低压缸出口端，而发生密封失效前共计开停车1次；

第二次发生密封失效情况是在高压缸进口，而发生密封失效前共计开停车2次；

第三次发生密封失效情况是在高压缸出口，而发生密封失效前共计开停车9次；

第四次发生密封失效情况是在高压缸进口，而发生密封失效前共计开停车14次。

从上述数据记录中不难看出，发生的密封失效的位置具有很强的随机性。

2、密封失效机组的拆检情况

将密封失效的机组进行拆检，由此得到以下共性结论：发生密封失效的机组的动静环的磨损痕迹大体上是相似的。磨损特征为一级动环表面痕迹比较一致，一级静环内侧表面磨损痕迹具有非常明显的接触痕迹，一级密封动环表面明显碎裂，而没有碎裂的二级密封动环所对应的二级静环的磨损痕迹呈现出较为一致的接触磨损特征。而这种痕迹正属于典型的低速接触运转的特征

三、合成气压缩机干气密封系统的检查与维护

一）使用维护

在使用一段时间后，无论其装置是否特殊，合成气压缩机干气密封系统在选择设计方案和设计材料时，必须确保其能够在连续运转的情况下的使用寿命至少为50000h左右，因此笔者建议在投入应用后60个月左右进行相应的维护。

二）制定标准的检查计划

在对合成气压缩机干气密封系统中的隔离气系统与干气密封进行检查时，需要制定标准的检查计划，并且还应进行相应的试验，试验材料也应当按照标准进行，应遵守的具体标准如下：

1）动环需要进行旋转试验（速度试验）和表面破裂试验；

2）金属零件，特别是对于关键性的零件必须符合金属产品材料认证标准；

3）平衡需要符合平衡等级；

4）动压和静压需要进行功能试验；

三）功能试验

合成气压缩机干气密封系统通常由制造商来进行动压与静压的功能试验，该试验往往是处于工况值最高的情况下进行的，这里可以将空气用作试验的介质。

结语

合成气压缩机干气密封系统采用的密封方式是气膜密封，这种密封方式不仅具有运行稳定可靠、使用寿命长、磨损小、泄漏量少等优点，而且密封的介质不易受到油污染，且功率消耗较小，辅助系统可靠性强，操作简单。由于密封气的流量相对较小，与工艺气量的影响相比较，较为微弱。所以对于密封气，可以存在进入机内的工况。但是对于工艺气，绝对不允许出现泄漏的工况。如果定期对合成气压缩机干气密封系统进行维护和检修，并及时针对出现的问题进行调整与修复，那么系统设备运行情况将会比较稳定，而笔者记录的案例则在维护后已连续稳定运转了12个月，这足以证明合成气压缩机干气密封系统的安全可靠。

参考资料

[1]杨任中.《浅析循环气压缩机干气密封堵塞原因及措施》[J].化工机械：2012（5）

[2]王树术，刘春艳.《离心压缩机干气密封损坏原因分析》[J].风机技术：2009（2）

[3]姜世庆，刘经伟.《富气离心压缩机的干气密封改造》[J].风机技术：2009（5）