加氢压缩机干气密封的失效与改进[1]

首先受 到污染 ，这在主 密封 未被污染时影响并不 明 显 ，但如果 隔离密封得不到及 时恢复 ，紧接着 主密 封也将受到污染 ，直至损坏 。 （） ３ 密封气造 成的污染 。这种情 况发生在 密封
气 密封造成的影响较 大 ，轻则 引起 泄漏量增大 ，严 重 时会导致密封面 及动压槽 的损伤 ，如果持续下 去
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还会使动 、静环端面 问的剪 切力增加 ，密封元 件温
复式压缩 机和离心压缩 机大量采用 干气密封作 为其
轴封装 置 （ １ 图 ）。干气 密封相对 于传统 油膜密 封 的优越性 非常明显 ，但 若设 汁及操 作不 当 ，压缩 机 的干气 密封 装置运行 会经 常 出现运行 故障 ，造成 机 组的联锁 、 加气装置的停车 。在密封失效的案例 中 ， 很大一部分 是 由于密封受 到污染所致 ，本 文主要介 绍干气密封常见污染情况及改正预防措施 。
的质量都有相当严格 的要求 ，一般都要求密封气干
燥 ，并不含大于 ３ ｍ （ 绝对值 ）的颗粒 ：
情况发生在排放 口故障 、导致气体 回流至干气密封 的时候 。一般密封制造商都对排放 口的背压最大值 进行限制 ，如果排放 口跟 火炬相连 则需要安装一 个
止回阀 。
（ 主排放 口和■级排放 口造成的污染 。 ４） 这种
体经迷宫密封 ，向干气 密封 的反向流动而使 其污染
（ 即倒 灌 ），使密封摩擦副擦伤失效 （ ２） 图 。
（） ２ 密封气供给污染 ：在密封运行过程中 ， 密
（ ） 艺气污染 ＝在启动和停车时 ，密封气 的 １工
２０ 年第１ 总 ６ ０９ 期 第３ 卷
维 修 与 改造
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封气 中尤其是循环氢 中 Ｃ Ｃ ５ ６等重组分在操作参数 下为液相存在 ，这 就直接造 成了对密封 的污染 。但 密封卸压后液 相组 分很快挥发 ，密封 即使拆 卸分解 后也未能发现 。但 从控制 系统 中过滤器 中可发 现大
量带液 。该干气 密封系统设 计未 充分考虑 工艺气带 液的影响 。而制造 商在 出厂 试验 时 ，无法模 拟现场 工艺气条件 ，可能造成密封失效 。
的流动 ，造 成脏 的工 艺气和 密封环 面的直接接触 。
ｌ干 气 密 封 污 染 的概 述
在运 行过程 中 ，干气密封动 、静环之 问的端 面 间隙仅为几个微米 。固体或液体 杂质进入端面对 干
（ 轴承润滑油污染 。这种情况在隔离密封失 ２） 效时可能发生 。 轴承润滑油沿压缩机转子表面流动 ， 并流入 干气密封 。在 串联式 干气密封 中 ，二级 密封
关键词 ：干气密封 ；工 艺气；密封 系统设计 ；自动差 压控制 中图 分类 号：Ｔ ４ Ｂ２ 文献 标识码：Ｂ 文章编号：１０ —０ １ ２ ０ ） １ ０ ７—０ ０ ６ ３ ６（０ ９ ０ —０ ７ ４
Ｔｈｅｅ ｐｉａｔｏ ｎｄ ｉ ｐｒ ｖ ｍ ｅ ｆｔ ｅ ｈ ｘ ｒ ｉ ｎ ａ ｍ ｏｅ ｎｔｏ ｈ ｙｄｒ ｅ ｔ０ｎ ｃ ｍ ｐｒ ｓ ｏ ｙ ｇａ ｅ ｌ ０ｇ ｎａ ｉ ｏ ｅ ｓ ｒ ｄｒ ｓｓ ａ ＪＮ ｉ ＬＩＤ ａ Ｉ Ｌｅ ， ｎ
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３ 干 气 密 封 结 构 改 进
３１干气 密 封 的供气 系统 改进 ．
针对 上述原 因的分析 ，用 户及 密封制造商对 密
封 系统 做了如下改进 ：①密封气 源 由另一装置 的新 氢提供 ，而不再 由压缩机 出口引出 。新氢具有足 够 的压力 ，在开停车时可 保证向密封腔 的注入 ，能 有
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目前 石化化工 企业输 送危险性气体 的大功率 往
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度升高 ，容易导致一些元件变形失效 ，如 Ｏ形 圈老 化 、动环破 裂等 ，动环 的碎裂 甚至会损坏压缩机转
子和密封腔 ，所 以必须 引起重视 。 干气密封污染主要有四种形式 ： （ ） 艺气污 染。这种情况发生在 密封气流量 １工 或压 力不足时 ，密封气难 以阻止 内部工艺气向密封
为备 用气 源 。经过该改进 后压缩机 已正常运行近 三 年 ，没再 出任何泄漏量过 大或密封气凝 液的现象 。
密封气控制系统 的改造非常成功 。
根 据该变化趋 势 ，推测驱动端平 衡盘 内侧迷宫
密封遭受磨损 ，导 致迷宫密封和压缩 机转子间 间隙 增大 ，大量高压 的工艺气体经过迷宫 密封流到平衡 腔 内 ，造成密封 两端参考气压 力的差异 。而控制系 统 又不能提供足够压 力的气体阻止工 艺气的倒灌 。 拆 下驱 动端的迷宫 密封 ，通过检查证实 其梳齿 已经
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封 气 封 Ｉ 气 Ｊ 气
的供 气 系统 改 进 和 结构 改 进 ，改 进 后 压 缩机 运 行 良 好 ．采 取 了重 新 加 工 轴 承腔 、建 立逻 辑 控制 系 统及 二 级排 放 口 开 在 密 ．
封腔 上端等三种措施 ，解 决 了润滑油向干 气密封的流动 问题 。提 出 了干气密封 系统 污染 的预 防措施。
过度磨 损 。引起磨损 的原因 ，确定为 密封平衡梳 齿
如果企业 没有其它可供选 择的密封气 源 ，上述
这种改造 则无法实施 。即必 须使 用压缩机 出 口端工
艺气作为密封气源 ， 时可 以采用一气液分离装置 ， 此
将 出 口端工 艺 气经 除液 后 再进 入 干 气 密封控 制 系 统 。而且 ，在任 何工况下 都必 须确保压缩机进 出 口 有 足够的压 比 ，以保持密封 中气 体的正 向流动 。现
等同于入 口压 力。但 实际上 ，因该压 缩机平衡盘 内 侧迷 宫密封存在少 量内侧高压气泄漏 到密封平衡腔 内 ，驱 动端 （ 高压端 ）密封压 力值显 得稍高 。正常 情 况 下 密封 气应 以 略高 于参 考 气 的压 力注 入 密封 腔 ，该压 差设 计值 为 ２ Ｐ ，这在密封运行之初的 ０ｋ ａ 几个 星期该数值较稳 定 ，然而之后该 值呈现 明显的 下 降 ，在压缩机最终停 车之 前下降到一 ｋ ａ １ Ｐ 左右 。 ０
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效避免工艺气的反 向流动 。新 氢中 Ｃ Ｃ ５ ６等重组分
图 ２气体倒灌造成 的 端面擦伤
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图 ３气体 带液造成 的 严重磨损和石墨粉附着
３ 干气 密封 的结构 改进 ． ２
极少 ，基本 不会有冷凝 的液相存在 。②建立高压氮 气备用 系统 。当新氢无法 提供时 ，可 用高压氮气作
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毫
管道氮气
图 １ 干气 密封 控 制 系 统 流 程 图
２干气密封污染失效 的原 因
中石化某公司加氢装置在运行过程 中 ，发生主
排放 口气流量过大 ，造 成密封失效机组停车 。经过 密封专业人 员的现场调查及密封分解检查 ，发现导 致干气密封污染的原 因是两方面的。
供给不充分 ，难 以有效地阻止未经净化 的工艺气进 入密封端面 ，这也是很 多压缩机常发生 的。通常密 封气 由压缩机 出口端 引出 ，但是在开车初期 ，压缩 机压 力的提升不足 ，造 成机壳 内未经 处理 的工艺气
会 导致密封损坏 、失效 。当外 界物 质进入端面 时 ，
收 稿 Ｂ期 ：２ ０ —０ ０ ８ ８—２ ７
作 者 简介 ：金 磊 （ ９ ２ ）．工 程师 ，主 要从 事设 备管 理 工作 １７ 一
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维修 与改造
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气不够 洁净 、带液 时 ，干气密封制造厂家对密封气
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维 修 与改造
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加 氢压 缩 机 干气 密 封 的失 效 与 改进
金 磊 ，李丹
（湖 北 荆 门 石 化 ． 湖 北 荆 门 ４ ８ ３ ） ４ ０９
摘要 ：分析 了加 氢密封 的压 缩机 干气密封常见的损坏失效方式 ，通过 实例分析 了干 气密封污染的原 因， 出了干 气密封 提