离心式压缩机干气密封系统常见故障分析及运行维护措施

离心式压缩机干气密封系统常见故障分析及运行维护措施

吴宁

中国石油锦西石化分公司，辽宁省葫芦岛市 125000

摘 要：无论是在石油化工领域，还是在冶金制冷制造行业，离心式压缩机都有着较为广泛应用，这些行业的生产过程通常涉及对易燃、有毒、有害气体压缩操作，这就对压缩机密封性提出了极高要求。而干气密封具备少泄露、易操作、低消耗，以及受PV值限制小的优势，在离心式压缩机密封系统中得到来较为普遍使用。然而在实际使用过程中干气密封系统仍然存在一些较为常见故障，严重影响着离心式压缩机密封效果。基于此，文章对离心式压缩机干性密封系统常见故障进行了深入分析，进而对相关预防、解决的技术、对策进行了有效探讨，希望能够为相关人员提供有效参考。

关键词：离心式压缩机；杆密封系统；故障；措施

一、干气密封系统结构相关概述

在干气密封系统中，主要包括了动环、静环、弹簧、密封圈、弹簧座、轴套等组成部分。其工作原理主要为：当压缩机轴静止与机组压力未上升时，静环在弹簧推力作用下和动环接触，使密封系统保持封闭状态。当机组旋转冲压时，密封气体进入动压槽受到压缩使气体压力升高。密封面受力被推开，并在两个密封面之间形成流动气体膜。若是弹簧推力和气体静压力，槽和密封堰的受力相等，则在密封面之间形成较为稳定气膜间隙，当弹簧推力与气体压力变大时，间隙将扩大。同理，气体通过间隙后压力变小，间隙也变小。干气密封系统自动平衡功能，可以使得在密封端面之间保持动态稳定间隙大小与一定泄漏量，进而使压缩机机组处于稳定运行状态。

二、离心式压缩机干气密封系统常见故障分析

（一）联锁停机

随着离心机的停机、运行，干气密封系统运行、停止都是较为常见，其过程受到DCS自我检测系统的严格保护。在系统自我 保护过程中若是出现参数超限现象，则会引发报警系统，进而导致联锁停机。诱发联锁停机主要因素包括以下三个方面：

1.仪表卡盘

浮子流量是干气密封系统进出口常用计量方式，受到不稳定脉冲气流冲击极易发生表针卡盘。当表针刚好卡在高位时就会在逻辑关系影响下发生联锁停机。因此，在进行现场检修过程中，应采用木槌敲击管线的方式来避免出现仪表卡盘问题，同时还应确保前端过滤器完好，以及仪表气无污染，一般来说10%的干气密封故障都是由仪表卡盘引起的。

2.泄漏超限

在干气密封系统中，分为一级密封和二级密封，并且与放空火炬相连，具有连贯性特征。如果一级密封出现波动，泄漏量陡增，在放空前针型阀开度不足影响下，干气密封系统中出现放火炬排放不迅速、不及时，造成密封压力短时间内大幅上升，此时也会触发逻辑关系导致联锁停机故障。一般来说，由于泄露超限而导致的密封故障的概率大概在百分之五左右。

3.错误选型

一般来说，干气密封发生泄漏的量都比较小，不会超出设计范围，甚至有时连设计量20%都不到。但是如果在流量计选择方面，使用了过大的规格型号，将会导致低流量计量误差较大，进而引发联锁停机锁。此外，仪表、线路出现故障也会为密封系统传递假信号进而引发联锁故障，需要在设计阶段引起一定重视。

（二）密封失效

导致干气密封系统失效最直接、最致命的原因就是密封失效，这一现象较常见于压缩机开、停机或者反复开停机过程。尤其是在试车时，必须按照规章、流程进行操作，对于压缩机机械运行不正常，或者出现联锁停机，都必须在完成试车后完成后对干气密封系统进行仔细检查。

1.密封面污染导致密封失效

主要包括以下几方面的原因，一是过滤器损坏、管网腐蚀等导致大颗粒物质进入密封腔而导致密封面受损；二是介质气中含有轻烃物质，这些物质冷却凝固或者形成液体对密封面造成污染；三是密封系统安装时安装不到位、或者是零件受到油污污染，进而导致密封面污染；四是在操作过程中，错误的操作导致润滑油进入密封面引起污染。对于密封面污染的处理应对密封原件进行完全拆解、清洗、更换、重新安装，并认真检查机组缸体、轴部正常才能投入使用。

2.密封稳定性遭到破坏

主要是由于压缩机运行过程中喘振导致工艺气流量与压力强烈脉动，以及产生周期性振荡，引起压力、流量等大幅度波动，密封系统失去稳定性，进而导致密封失效问题。对于此类问题，则需要对干气密封原件进行彻底检测，对于长时间运行，或者是出现多从异常联锁停车的零部件进行更换。

3.密封面干磨

密封面干磨主要是由于平衡管作用失效，或者火炬出现压力异常波动，进而造成平衡管压力小于火炬系统压力，密封面无法打开，无法形成气膜导致密封面直接接触发生干磨现象，进而导致密封失效。此类问题大多是由于人为误操作关闭联锁保护导致的，必须对操作流程进行检查、优化、规范，才能有效杜绝错误操作。

三、离心式压缩机干气体密封系统运行与维护对策

（一）确保密封气体较高洁净度

主密封气的洁净程度是影响干气密封长期运行的重要因素机组运行期间由介质气作为主密封气，一般情况下介质气需经过干气密封辅助系统的精过滤器过滤，过滤精度为3微米，精过滤器为一开一备可切换，当过滤器差压升高报警时，要及时切换过滤器并清洗或更换过滤器芯子。由于循环氢中可能会带液，并且含有少量C4及以上组分，C4及以上组分在高压低温下也会凝结成液体，这些液体进入密封端面会污染干气密封导致失效。目前机组的干气密封都增设了介质气预处理脱液系统，介质气经过循环水套管冷却器冷却后，进入分液罐聚结脱液，然后经过过滤器过滤并加热，温度加热至机组的介质循环氢温度，最后洁净的介质气作为主密封气进人密封端面。

（二）防止干气密封进入液体和固体等杂质

机组停工检修时，如果拆卸干气密封，要对各路气的管口进行封堵，特别是有的管口位于机体的下方，必须要进行封堵，避免杂质进入管线内。干气密封拆下后必须对管线进行吹扫。用低压氮气逐条管路进行吹扫和彻底清理，防止运行时气路中的杂质进入密封内，损坏密封。同时要利用停机检修的机会，对干气密封辅助系统的过滤器芯子进行清洗和吹扫，因为经过装置的一个运行周期的使用，过滤器芯子会聚集一些催化剂粉尘颗粒等杂质。用清水对过滤器芯子清洗，清洗干净后，用净化风将水和杂质吹扫干净，最后晾干后，方可安装继续使用。

（三）联锁停机时防止压缩机反转和液体窜入机体

当机组异常停机时，要及时关闭压缩机出入口阀，防止压缩机反转和液体窜入机体。同时定期对压缩机出口单向阀检查维修，确保其完好，防止压缩机反转，密封端面干磨，损坏干气密封。

四、结束论

总之，干气密封系统对于离心式压缩机正常运行而言极为重要，唯有规范化操作才能确保干气密封系统的正常。为此，相关人员必须清晰认识干气密封系统常见故障，并对相关维护措施了然于胸，才能够确保离心式压缩机正常、高效运行。 参考文献：

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