離心壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)原理及泄漏原因分析

干氣密封工作原理干氣密封是一種新型非接觸式密封，其利用流體動(dòng)力學(xué)原理，通過開設(shè)在密封端面上的動(dòng)壓槽來達(dá)到密封端面的非接觸運(yùn)行。由旋彈簧、旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)、密封圈以及彈簧座和軸套組成。旋轉(zhuǎn)環(huán)密封面經(jīng)過研磨、拋光處理，并在其上面加工出有特殊作用的流體動(dòng)壓槽。干氣密封旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，將密封氣體吸入動(dòng)壓槽內(nèi)，沿著密封堰流動(dòng)。在密封堰的節(jié)流作用下，氣體被壓縮，壓力升高，將密封面推開，在兩個(gè)密封面間形成一層很薄的氣膜。氣體動(dòng)力學(xué)研究表明，當(dāng)干氣密封兩端面的氣膜厚度在2-3微米時(shí)，氣體流動(dòng)層最為穩(wěn)定，因此，干氣密封氣膜厚度設(shè)計(jì)值選定在2-3微米。當(dāng)氣體靜壓力、彈簧力形成的閉合力與氣膜反力相等時(shí)，氣膜厚度保持恒定，干氣密封穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)外部存在干擾，氣膜厚度減小，而氣膜反向力增大，此時(shí)開啟力大于閉合力，在開啟力的作用下，密封面間隙增加，隨著密封間隙的增加，開啟力相應(yīng)減小，直至開啟力與閉合力相等時(shí)，此時(shí)密封間隙恢復(fù)到正常值。若密封氣膜受外部干擾而厚度增大，此時(shí)氣膜反向力減小，閉合力大于開啟力，在閉合力的作用下，密封間隙減小，隨著密封間隙的減小，閉合力也相應(yīng)減小，直至閉合力與開啟力相等時(shí)，密封面恢復(fù)至正常值。因此，只要保證在安裝時(shí)密封間隙處于設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，當(dāng)外部干擾消失以后，密封系統(tǒng)就會(huì)恢復(fù)穩(wěn)定。密封失效原因一是干氣密封失效調(diào)取壓縮機(jī)前端干氣密封（聯(lián)軸器側(cè)）近半年的運(yùn)行數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)可以看出，例如某壓縮機(jī)前端干氣密封一級泄漏壓力自2011年12月起從原來的0.15MPa升高到0.2MPa，長達(dá)3個(gè)月一直波動(dòng)異常，說明干氣密封出現(xiàn)問題。二是橡膠密封圈失效干氣密封的密封氣是合成氣，工藝介質(zhì)為循環(huán)氣（包括合成氣、丙烯及醛氣），工藝介質(zhì)對干氣密封系統(tǒng)的橡膠密封圈存在腐蝕，可能導(dǎo)致密封圈泄漏。三是殼體中分面密封失效如果壓縮機(jī)殼體中分面密封膠老化或失效，工藝介質(zhì)會(huì)通過中分面進(jìn)入軸承箱。由于干氣密封一級泄漏管道接口在此中分面附近，也可能出現(xiàn)合成氣通過中分面進(jìn)入一級泄漏管線中，導(dǎo)致干氣密封一級泄漏壓力增大，因此必須要對其引起足夠的重視。泄漏情況分析一是干氣密封的一級泄漏氣通過中分面連接處竄入軸承箱內(nèi)，現(xiàn)象是軸承箱內(nèi)帶有合成氣，現(xiàn)場情況即是軸承箱內(nèi)帶有合成氣，故此種情況有可能。二是主密封氣（合成氣）通過中分面泄漏至軸承箱，說明中分面密封膠失效，現(xiàn)場實(shí)際檢修發(fā)現(xiàn)，接觸部位中分面有密封膠皮脫落，并且泄漏發(fā)生時(shí)軸承箱內(nèi)帶有合成氣，故此種情況有可能。三是泄漏途徑。主密封氣（合成氣）通過干氣密封的一級密封后，至一級泄漏密封腔內(nèi)，一部分排至火炬，另一部分一級泄漏氣通過與一級泄漏密封腔連接的壓縮機(jī)殼體大蓋中分面處，泄漏至軸承箱。另一泄漏途徑是主密封氣通過一級密封腔與壓縮機(jī)殼體大蓋中分面密封處，直接泄漏至軸承箱。四是失效原因。殼體中分面為剛性密封面，檢修時(shí)涂抹一層704密封膠，解體檢查中分面并沒有凹坑、劃痕等缺陷，可判定為密封膠失效。失效原因：首先密封膠質(zhì)量不合格或貯存不當(dāng)，或是超過有效期繼續(xù)使用，同時(shí)混用多個(gè)廠家密封膠。其次檢維修質(zhì)量不嚴(yán)格，密封膠涂抹不均勻，密封膠固化時(shí)間不夠（要求12～24h），大蓋螺栓預(yù)緊力不均勻。最后操作工藝不穩(wěn)定。生產(chǎn)切換頻繁，工藝參數(shù)調(diào)整，生產(chǎn)負(fù)荷變化或崗位操作不當(dāng)。處理措施更換前后兩套干氣密封；清潔殼體中分面表面，除去殘余膠皮、銹跡、灰塵和油污等雜質(zhì)。選用同一廠家生產(chǎn)的同種規(guī)格704密封膠，檢查有效期。沿中分面用膩刀均勻涂抹密封膠，涂抹厚度約1mm。中分面內(nèi)側(cè)約留3mm空白，防止密封膠擠壓后進(jìn)入缸內(nèi)?；匮b大蓋，使用力矩扳手對稱均勻擰緊螺栓至規(guī)定的預(yù)緊力。壓縮機(jī)殼體回裝完畢，隨后等待24h使中分面密封膠完全固化。油系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行正常后，進(jìn)行干氣密封測試、系統(tǒng)充壓各密封點(diǎn)進(jìn)行氣密試驗(yàn)。經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)一是做好設(shè)備預(yù)知維修。針對干氣密封的使用壽命，提前做好監(jiān)測、評價(jià)和檢修更換工作，避免等干氣密封出現(xiàn)故障時(shí)再進(jìn)行事后維修的被動(dòng)。廠原計(jì)劃裝置停工檢修時(shí)對壓縮機(jī)進(jìn)行大修，如果上一年大檢修時(shí)對設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制檢修，應(yīng)該不會(huì)發(fā)生此次泄漏。二是注重檢修質(zhì)量控制。按照壓縮機(jī)殼體大蓋所用的704密封膠使用規(guī)范，注意密封膠的規(guī)格型號和產(chǎn)品性能，嚴(yán)格控制使用有效期、實(shí)際涂抹厚度、固化時(shí)間等指標(biāo)。按照壓縮機(jī)安裝要求，使用力矩扳手按照緊固順序?qū)ΨQ均衡把緊螺栓至規(guī)定的預(yù)緊力，保證受力均勻且緊固到位。三是健全機(jī)組特護(hù)制度。完善細(xì)化壓縮機(jī)大機(jī)組特護(hù)制度和重點(diǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測制度，提高故障分析判斷和及時(shí)搶修能力。當(dāng)發(fā)現(xiàn)前機(jī)封泄漏壓力有波動(dòng)時(shí)，未引起重視，拖到停工大檢修時(shí)再解體檢修，沒有做出合理、準(zhǔn)確的運(yùn)行評估報(bào)告。四是盡管