氨压缩机干气密封泄漏原因及改造措施

氨压缩机干气密封泄漏原因及改造措施

蒋晓东    

新疆和山巨力化工有限公司    833200

摘要：近年来，我国很多企业都应用氨压缩机，这种机器设备具有质地轻、体积小以及使用寿命长等特点，而干气密封在氨压缩机中是不可或缺的重要组成部分，为了可以将氨压缩机的干气密封泄漏发生几率控制在最小化，必须要对其积极改造，这是尤为重要的。基于此，本文从机组的基本概况、氨压缩机干气密封的组成、干气密封的拆检和基本工作原理、干气密封故障的主要原因以及氨压缩机干气密封的有效改造措施五个方面进行详细分析，以供参考。

关键词：氨压缩机；干气；密封；泄漏；改造

干气密封，简单来讲，是指在气体密封中运用的新型轴端密封，是一种非接触密封。氨压缩机介质侧和大气侧分别是压缩机缸体和轴承座腔室。而很多氨压缩机干气密封在运作中容易出现泄漏的情况，所以必须要加强对氨压缩机干气密封的改造，这样才可以保证其可以正常运作。

一、机组的基本概况

某公司化肥二部合成装置氨压缩机是由国外公司进行制造的，型号是5H—6C。汽轮车驱动包括：压缩机缸体和轴端密封分别是水平剖分式结构、英国 John Crane28AT 型2级串联式干气密封。装置是在2018年10月建成投产的，由于干气密封泄漏，在2020年11月的装置计划检修中将两端干气密封进行更换。在三个月的正常运行后，2021年1月正常运行，但是又过了两个月后，由于其他设备发生事故，导致装置必须要停车检修[1]。在重新开车运行过程中压缩机两端密封发生泄漏，泄漏量如下：进气端和排气端分别是每小时3立方米、每小时2.58立方米，都大于报警值每小时1.32立方米，排放严重超标，产生环境污染。2021年10月停气进行检修，将干气密封进行更换，而且结合拆卸检查实际情况，发现导致干气密封多次泄漏的主要原因，而且彻底消除，使干气密封有更强的耐久性，保证设备正常运行[2]。

二、氨压缩机干气密封的组成

氨压缩机运用串联式干气密封结构。在实际工作中一级气体密封作为主密封承受介质所有压差，而二级气体密封作为辅助密封，仅仅承受一些很小的压力。一级密封与二级密封之间的泄漏能够利用接口引进火炬放空燃烧，其中一级密封承受的压力和火炬压力是一样的，所以介质通常不会泄漏到排气口以及大气侧中。在实际使用中如果主密封失效，这时辅助密封能够作为安全密封，确保介质不会向大气泄漏。密封系统通常包括多个部分，比如：密封气体供给系统以及泄漏气体控制系统等等。首先，就气体供给系统来讲，其是对来自压缩机排气的密封气体的流量以及压力进行控制，而且将过滤气体中包含的杂质都过滤干净，而且分离水分，以确保密封气的质量。其次，就泄漏气体控制系统来讲，其是对主密封的泄漏量进行检测，而且将泄漏高报警信号及时发送出来。

三、干气密封的拆检和基本工作原理

（一）拆卸检查情况

第一，压缩机两端干气密封强制存在油以及黑色粉状磨损物。第二，驱动侧干气密封一级密封和二级密封中也存在润滑油。第三，进气侧干气密封一级密封面虽然非常干净，然而密封槽中存在水渍。第四，两端干气密封表面都出现一些细微的划痕以及磨损。第五，检修人员对现场安装工艺管道进行认真检查，可以看出，压缩机两端轴承箱的油气排放与干气密封二级泄漏气排放在相同的排放管中汇总，将干气密封二级泄漏气排放导淋打开，管道中存在很多油。

（二）基本工作原理

干气密封属于高效新型密封，密封表面上有形状相对特殊的流体动压槽，通常在动环密封面上。如果密封高速旋转时，槽中吸进气体，密封坝会阻碍气体流动，导致流体压力升高，此压力叫做开启力。若开启力是作用于静环上的弹簧负载力和气体静压力想加的和，那么在动静环密封面必定开启很小的间隙，形成气膜[3]。此气膜除了可以避免内部介质泄漏到外面，也让密封始终处于非接触无磨损的运行环境中，使密封可以使用更久。

四、干气密封故障的主要原因

第一，导致干气密封泄漏的原因。干气密封泄漏气排放与压缩机油气排放在一根管子上进行汇总，而且将排放总管放在压缩机上面，设备经过长期运行后，油气冷凝承德油液积累向导淋管的规定液位进行排放后，顺着管壁向干气密封腔中倒流，但需要多加注意的是，干气密封最忌油和水。如果液体进到密封端面中，因为液体表面的张力相当大，动环密封面和静环密封面紧紧粘着。在机组实际运转过程中不能将密封面分开且形成气膜，转变成接触性摩擦，让密封面受到不同程度的磨损，最终造成密封失效。第二，其他原因。首先，在开停车过程中干气密封没有迅速排放每个排放导淋，密封腔中存在液体。其次，装置刚投产，密封气管道中有些非常微小的颗粒物体没有全部冲刷干净，进到密封面，导致其出现划痕性磨损。然后，主密封气中包含空气。压缩机属于氨冷冻压缩机，没有很高的进气端温度，通常是零下4.4摄氏度。压缩机出口位置的主密封气体温度是99.5摄氏度，经密封气体供给系统以及管道进行输送，在将要进到密封端前又一次受到压缩机温度带来的影响，温度下降，符合空气的露点，而空气中包含的水分子就会立刻凝结成液态，还会进到密封端面中，导致密封失效。最后，机组停车之后如果盘车很久，那么干气密封在转速较低的情况下运行，就很有可能出现接触性摩擦

[4]。

五、氨压缩机干气密封的有效改造措施

一般来说，要想对氨压缩机干气密封进行科学改造，必须要采取有效的措施，具体表现在以下几点：第一，不论是压缩机两端的干气还是干气密封泄漏气排放管道，都必须要改造，将油气排放管与干气密封泄漏气排放管进行分道设置，而且需要将排放管线单独引出来。第二，针对压缩机开停机操作规程，必须要认真执行，只要是开机或者关机，就必须要立刻将干气密封底部位置的导淋阀打开，进而将管道中所有的积液都排放干净。第三，将干气密封入口位置的气过滤器进行更换。第四，结合实际运行情况，在进行检修时看到密封面依旧存在水渍，能够在主密封气供给管上面设置伴热管，使密封气体有更高的温度，让其与空气露点温度工作分开。第五，机组停机后，没有很长的盘车时间，通常在24小时以内[5]。

结语：

总而言之，氨压缩机在进行这次检修改造后，现阶段运行相当稳定，而且两端干气密封都是零泄漏的，表示这次检修改造十分成长。尽管是非常小的改造，然而发现问题的根本原因，获得的效果比较明显。其除了可以延长压缩机气密使用寿命，加强密封性能，也可以使其有更长的检修周期，避免因为泄漏气而导致环境受到污染，大幅度减少检修成本。

参考文献：

[1]蒋军.循环氢压缩机干气密封失效原因分析及操作建议[J].设备管理与维修,2022(11):143-144.DOI:10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2022.06.59.

[2]乔小亮.甲醇合成压缩机干气密封的技术改造及效益分析[J].山西化工,2022,42(02):232-234.DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2022.02.089.

[3]. 柴油加氢装置循环氢压缩机干气密封泄漏分析及改造[C]//.第十七届宁夏青年科学家论坛石油石化专题论坛论文集.,2021:434-435+441.DOI:10.26914/c.cnkihy.2021.033556.

[4]徐晨.氨压缩机干气密封漏油原因分析及对策[J].磷肥与复肥,2019,34(08):46-48.

[5]但天福.二氧化碳压缩机干气密封泄漏分析及处理[J].压缩机技术,2019(03):61-64.DOI:10.16051/j.cnki.ysjjs.2019.03.015.