关于天然气压缩机干气密封系统故障的研究

关于天然气压缩机干气密封系统故障的研究

作者：孙宏伟 王尚磊

来源：《中国科技博览》2017年第36期

[摘 要]天然气压缩机干气密封系统是确保天然气稳定运输的重要部分，本文结合工作单位的实际状况，针对干气密封的常见失效形式，对天然气压缩机干气密封系统的常见故障进行阐述，并将故障处理方式进行了说明，力求通过更加科学的处理，提高天然气压缩机干气密封系统的安全性和稳定性，同时，希望能够为相关工作人员提供参考。 [关键词]天然气压缩机；干气密封系统；常见故障

中图分类号：TH783 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0257-01 引言

为了更好的进行天然气转化，通常会使用离心式压缩机，以此来提高天然气的压力。通过对目前天然气压缩机使用状况的分析发现，大多采用的是干气密封系统。由于干气密封系统能够很好的避免因密封问题影响操作问题，因而具有明显的可靠性，在实际应用中也就越来越广泛。但是，如果在使用过程中，出现密封破损的问题，就会直接影响压缩机轴承部位的状况，存在一定的安全隐患。

1 天然气压缩机的密封主要形式

通过分析发现，目前使用较多的端面密封方式有以下几种形式：机械密封、油膜螺旋槽端面密封、干气密封和迷宫密封等。1）机械密封是目前使用最广泛的端面密封，其使用寿命在一年以上，摩擦面采用一些新型材料之后使用寿命可达两年。2）螺旋槽机械密封可以利用动压泵吸效应在密封端面上形成一层薄薄的油膜，其使用寿命预期可以超过三年。3）干气密封是端面密封的一种，即气膜螺旋槽端面密封，目前干气密封是技术含量最高的密封，它主要用于管线、海洋平台、炼油厂、石油化工行业等。 2 干气密封失效原因分析

常见的干气密封问题主要有干气密封泄露故障，出现这种问题的原因主要有以下几种：润滑油进入干气密封系统及密封面磨损、杂质进入密封系统及动静环辅助密封圈失效。 2.1 润滑油进入干气密封系统及密封面磨损

在压缩机干气密封系统运行过程中，随着时间的推移，密封气流量会逐渐变大，而由于润滑油回油孔径较小，润滑油回路畅通状况不佳，就会使得油腔内的液位明显增加，支路油压较

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高，导致不能完全密封润滑油，少量润滑油漫入高低压端干气密封系统，形成滞留积液，长时间运转导致密封面磨损。

2.2 杂质进入密封系统及动静环辅助密封圈失效

杂质进入密封面，随着机组的运行，杂质使密封面的损坏逐渐增加；其次也有可能隔离气未能完全隔离油气，使得油气逐渐渗透到密封体，造成流量上升。 3 针对干气密封系统常见故障的应对措施 3.1 改进密封附属系统的解决方案

1）压差调节：密封气的作用主要有两种形式，其中一种是部分密封气泄露途径是通过压缩机的梳齿密封，借助压差调节可以将不干净的工艺气漏阻止在外，避免出现污染和损坏干气密封的现象；另一种，缓冲介质作为密封封面，可以避免密封面的直接接触，有助于稳定泄漏量，并且可以在一定程度上带走密封面剪切气流产生的热量。只要能够保持足够的密封气流通过轴迷宫密封，就能够阻止压缩气进入干气密封腔。当压缩气泄漏量增大时，要求密封气的压力和流量能够跟随升高，保证从干气密封室经过轴迷宫密封流向平衡管的密封气维持正常的流量和压力，才能确保较脏的天然气不致泄漏到干气密封室。2）盲断平衡管：压缩机缸内和干气密封之间只有一道迷宫密封，这一道迷宫密封也称为轴迷宫密封，该迷宫密封和高压侧的轴迷宫密封可以互换。干净密封气进入密封前之后，一部分通过轴迷宫密封直接进入压缩机缸内，而不是向高压端和泄漏出来的压缩气混合在一起通过平衡管回流到缸内。由此可见，低压端的干气密封没有受到损坏，压缩气被直接压制在缸内，根本没有泄漏到干气密封腔的可能性。与此类推，高压端如果采用同样的密封气走向，也就可以解决压缩气外窜到干气密封腔的问题。此时，需要盲断平衡管，让密封气直接进入压缩机缸内，阻止缸内压缩机向外流动（图1）。

3.2 干气密封失效以及密封气辅助系统的布置

在进行干气密封设计的时候，要进行充分的理论验证，对可能涉及到的旋转角、密封端面内等性能进行全面的测试，确保后期干气密封不会出现失效的问题。与此同时，如果干气密封失效，则可能是由于系统中的介质存在粉尘，所以，要合理的进行系统布置，降低粉尘的影响。

3.3 迷宫密封和平衡管问题

如果在高压侧密封内腔存在较多的粉尘，就会给干气密封系统造成严重的影响，会在天然气进入密封腔之后引发泄露现象。要加强对密封面和平衡管的清洁，做好粉尘清理工作，确保密封腔内始终是在干净的状态。与此同时，要使干气密封系统安全可靠地长周期运行，就必须为干气密封提供一个干燥、洁净、稳定的环境，提供纯净的主密封气、前置缓冲气和隔离气以

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及适宜的工作温度和压力，保证轴封上的辅助干气密封腔体有效密封，防止工艺气体对干气密封系统的污染，确保干气密封系统的平衡和稳定。 3.4 干气密封的设计制造、贮存和实用维护

1）在进行干气密封设计的时候，不但要考虑系统密封材料的选择，还要对其附属系统进行科学的设计，坚持密封气系统、压缩机轴封疏齿之间搭配的合理性和科学性。2）在密封面选择的时候，可以选择最优密封面，例如双向槽密封面，如果选择不合适，当存在大量多余气体或者排气阀泄露现象，就有可能在当压缩机停机之后，出现压缩机反转的现象。3）拆卸下来的已经损坏或磨损的密封，最好送原厂家检查和修理。4）干气密封存放，不能使用含油或脂的包装纸或包装袋来包装干气密封，使用干净的塑料袋加上干燥剂密封保存，或放在除湿的空调房内。5）当压缩机启动前，必须先投运轴承缓冲气运行一段时间，然后启动润滑油系统，停机时，必须等润滑油系统停运之后，才能将轴承缓冲气停下来。 结语

天然气压缩机干气密封与其余的压缩机密封种类相比，具有更好的密封性和稳定性，使用时间较长。但是如果相应的辅助系统不能按照规定的程序运行，或者在运行在出现了密封面偏离等现象，都有可能影响干气密封的效果。所以，要深入的分析可能存在的影响因素，加强对干气密封失效的研究以及密封气辅助系统的布置，做好对干气密封的设计制造、贮存和实用维护。 参考文献

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