Analysis of the Reason for Floating Ring Seal
Failure and Its Remoual
B@C,DEF21
（B28G,1H-I8o04-J02l KoJ+216，B28G,19?00?<，K4,12）
Abstract：L-,1I8o.F0-.I4-MI8F0IF8-21.No8O,15+8,10,+l-oP Plo2I,158,15M-2l oP0-1I8,PF52l0oJ+8-MMo8，21.212l6M-.I4-8-2Mo1Po8Plo2I,158,15M-2l P2,lF8-.7o8-oQ-8，N-0oJ+28-.I48--O,1.M oP0oJJo1M-2l21. J-2MF8-M I2O-1Po8P2,lF8-8-JoQ2l.
Key words：0-1I8,PF52l0oJ+8-MMo8；Plo2I,158,15M-2l；P2,lF8-；212l6M,M；I8-2IJ-1I
0 引言
哈尔滨石化分公司第二套催化裂化装置中，离心式压缩机为沈鼓厂制造（型号：)7KCA?<），中压背压式汽轮机为杭州汽轮机厂制造（型号：RS)?T)0），投产以来，出现了润滑油和密封油互串及被污染现象，由于润滑油及密封油受到污染后，粘度大幅度下降，流动性增强，机械杂质升高，油膜形成不好，导致以下情况发生。9）浮环密封油膜形成不好，密封失效。)）润滑点润滑不好，烧坏轴瓦，导致停机。3）润滑油和密封油被污染，使密封油稀释几率增加，需要不断更换润滑油及密封油，成本消耗大幅度增加。这些情况严重威胁安全生产，大修期间，将浮环密封改为机械密封，运行几年来效果较好。
9 浮环密封失效原因分析
9.9 浮环密封的结构
浮环密封和迷宫密封不一样，如果装置运转得好，可以做到“绝对密封”。
浮环密封主要用于机壳的两端作为轴封，以防止机内气体逸出或空气吸入机内，密封由几个浮环组成，其结构简图见图9，高压密封油由孔93注入，并向左右两边流出，图中左侧为高压端，右侧为低压端。流入高压端的密封油通过高压浮环、挡油环<及甩油环=，由回油孔99排到油气分离器。因为密封油压力一般是控制在比密封气压力高约0.0?7H2，压差非常小，故向高压端的泄漏量亦很少。但密封油压与低压侧的压差则很大（甚至可达几十7H2），故流入低压端的油是很多的。流入低压端的油通过低压浮环经回油管排至回油箱。这部分油没有与压缩机气体接触，故是干净的，称为外回环油。但由高压端回油孔99流出的油是与高压气体相混的，要经过油气分离处理后才有可能再使用，这部分油称为内回环油。浮环是活动的，在轴转动时它被油膜浮起。为了防止浮环转动，环中装有销钉3.浮环密封装置为
①收稿日期：)00);03;)<
作者简介：何丽娟（9:<3;），女，哈尔滨石化分公司工程师，主要研究方向：设备设计。
了使浮环与固定环间贴住，用弹簧4将浮环压向固定环，轴上装有轴套5.轴套与浮环间的径向间隙很小，一般是轴径的0.0005～0.0010倍，具体大小按设计要求定出。
图1 浮环密封结构简图
1.2 浮环密封的原理
浮环密封的原理是靠高压密封油在浮环与轴套间形成油膜，产生节流降压，阻止高压侧气体流向低压侧。因为主要是油膜起作用，故又称为油膜密封。在工作时，浮环受力情况与轴承相似，所不同的是：对轴承而言，轴浮动而轴瓦固定不动，因此当轴转动而产生油膜力时，会将轴抬起；而对浮环来说，由于浮环重量很小，故轴转动而在浮环与轴的间隙中产生油膜浮力时，浮起的将是浮环，轴是相对固定的。根据轴承油膜原理知道，浮环与轴完全同心，则不会产生油膜浮力，反之，如浮环与轴承偏心，则轴转动时会产生油膜浮力，这浮力使浮环浮起而使偏心减小。当偏心减小到一定程度，即对应产生的浮力正好与浮环重量相等时，便达到了动态平衡。由于浮环很轻，因此这个动态平衡时的偏心是很小的，即浮环会自动与轴保持基本同心，这是浮环的优点。1.3 浮环密封失效原因分析
1）从浮环密封的结构和原理可知，密封效果与浮环间隙有直接关系，从减少密封油泄漏、提高密封效果来看，浮环间隙尽量减小，但间隙太小又会导致浮环工作条件的恶化，导致浮环抱轴发生；浮环间隙过大，卸油量增加，使密封油、滑油互串，密封油跑损、稀释。所以，浮环间隙的选取范围一般是
内浮环半径间隙S =（0.0005～0.0010）D 外浮环半径间隙S =（0.001～0.0020）D 其中，D 为浮环公称直径，单位是mm.2）润滑油流入机器时压力高、或润滑油温度高，会导致油的粘性下降，流动性差，导致润滑油
串到密封油中，密封失效。
3）密封气带液体或压力差不符合要求值，有2种情况发生：一种是封不住密封油，密封油串到机内，密封油跑损；另一种是密封气串到密封油中，造成密封油和润滑油污染，密封油稀释。
4）密封油质量太差，粘度达不到要求值，流动性太强，油膜形成不好，密封点泄油量增加。
5）运转密封油泵出现故障，使密封油压力低，密封油流量减小，油膜形成不理想，密封油、润滑油受污染，甚至密封油中断，导致烧坏。
6）由于机组检修时装配质量问题，或零件损坏，使浮环卡死，形成带缺陷的油膜，使润滑油串入密封油中，密封油失效。
7）由于装置操作波动大，导致压缩机流量波动频繁，也会影响浮环密封油膜的形成，使得密封失效。
2 几种密封形式比较
浮环密封和机械密封是油密封形式。浮环密封系径向非接触密封，密封环与轴之间有间隙，运行时在间隙中产生油膜，使密封环在主轴上浮动，同时浮动环工作，与静端面有径向贴合面，封住气体。它的泄漏量略大于机械密封，耗功小于机械密封；机械密封系面接触密封，运动时动环随主轴转动，动环与静环接触构成一对摩擦副。由弹簧预紧力和介质压力压紧密封。产生的摩擦热由循环油带走，静环与动环的浮动可保证端面摩擦副的良好贴合；干气密封系端面非接触密封。在动环的工作面上刻有2～10µm 的螺旋槽，旋转时由于气体动压效应在螺旋槽根部产生一定压力的气堰，其压力与弹簧力、介质压力平衡。动环与静环不接触，不受密封面的pv 值限制。3种密封结构特性见图2.通过对3种密封在实际应用中比较，有几点不同：1）浮环密封及机械密封（以下简称油密封）必须配有维持密封部件正常稳定运行所需的一套油系统（包括油箱、油泵、油冷却器、油过滤器、高位油箱），而干气密封只需要一套包含油过滤器、流量计、压力表及阀门构成的仪表盘作为供气系统。2）油密封的密封油耗量为5～300L /d ，而干气密封没有密封油消耗。3）油密封连续运转周期小于等于3年，而干气密封连续运转周期大于3年。4）油密封计划外停车时有发生，而干气密封很少发生。通过对3种密封结构特性的比较，以及在生产实践中的验证，按密封效
・01・应 用 科 技 第30卷
