天然氣壓縮機(jī)密封系統(tǒng)常見故障及處理對(duì)策

趙忠

摘 要：天然氣是近年來(lái)開發(fā)的新型能源，已經(jīng)逐漸被推廣使用，在緩解能源危機(jī)的同時(shí)，為環(huán)境保護(hù)作出很大貢獻(xiàn)。在壓縮機(jī)的作用下，天然氣被存儲(chǔ)起來(lái)，并發(fā)往各個(gè)地區(qū)使用。下面圍繞壓縮機(jī)的密封系統(tǒng)展開討論，對(duì)密封原理、密封形式進(jìn)行介紹，并總結(jié)其常見故障，針對(duì)故障提出幾點(diǎn)可行的優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：天然氣;密封系統(tǒng);常見故障;優(yōu)化策略

1 密封原理

其原理是通過(guò)流體力學(xué)衍生出來(lái)的，通過(guò)靜力和動(dòng)力的平衡原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的密封。密封系統(tǒng)的組成包括動(dòng)靜環(huán)、密封圈等，其工作原理如下：動(dòng)環(huán)外表面區(qū)別于靜環(huán)，其上有螺旋槽且具有較高的光滑度。當(dāng)外環(huán)處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，天然氣會(huì)隨著螺旋從外部向中心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，密封堰接收直徑方向的部分氣體。密封堰具有良好的節(jié)流性能，能夠完成對(duì)氣體的擠壓，使其壓力增加。在壓力上升到一定程度后動(dòng)靜環(huán)接觸面被分開，壓力較大的氣體會(huì)在兩環(huán)之間形成氣膜，從而將泄漏間隙阻塞，達(dá)到良好的密封效果。

2 密封形式

在天然氣壓縮工藝中，目前最常見的壓縮機(jī)為離心式，因此本文針對(duì)該種壓縮機(jī)對(duì)密封形式進(jìn)行總結(jié)：

機(jī)械密封：此方式是利用機(jī)械設(shè)備間的相互作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的密封。利用該方法對(duì)氣體進(jìn)行密封效果并不理想，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中以逐漸淘汰此方式;浮環(huán)：在機(jī)械密封的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，其密封效果得到顯著提升;螺旋槽密封。利用品質(zhì)較好的油，在槽口斷面處形成一層致密性的薄膜，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的密封，此密封形式目前在國(guó)外非常流行;干氣密封：這是我國(guó)目前使用最為廣泛的密封形式;迷宮密封。經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，此形式的密封效果最好，但其運(yùn)用條件較為苛刻，還沒(méi)有達(dá)到能夠大量普及的程度。通常情況下各類密封形式需要相互配合，才能使密封系統(tǒng)更加完善。

3 常見故障及優(yōu)化策略

3.1 儀表卡盤

浮子流量計(jì)是密封系統(tǒng)常用的計(jì)量裝置，其位置設(shè)置在系統(tǒng)的進(jìn)出口處。若在壓縮氣體的過(guò)程中出現(xiàn)脈沖氣流，計(jì)量裝置的表針會(huì)卡住?？ㄔ诘臀粫r(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響不大，若卡在高位會(huì)使壓縮機(jī)出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象。若在檢修過(guò)程中確定是卡盤故障，可以對(duì)管線進(jìn)行敲擊即可，同時(shí)將壓縮件前端的過(guò)濾器進(jìn)行清理，并保持計(jì)量裝置干凈，就能有效減少卡盤故障的發(fā)生。

3.2 泄露超限

通常干氣密封分為兩極，且兩極間存在較強(qiáng)的連貫性。在一級(jí)密封波動(dòng)較大的情況下，若伴隨著較大的泄漏量，此時(shí)針型閥還未進(jìn)行放空操作，其開度較小。放火炬還未完全打開，不能及時(shí)將氣體排放出去，密封腔氣體增多，壓力隨之增大，進(jìn)而導(dǎo)致連鎖停機(jī)。此故障在壓縮機(jī)工作過(guò)程中出現(xiàn)次數(shù)較少。

3.3 選型失誤

干氣密封過(guò)程中，具有較小的泄漏量，其設(shè)計(jì)值有時(shí)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出實(shí)際值，因此需要根據(jù)實(shí)際泄露情況，選擇合適的計(jì)量裝置量程。若量程過(guò)大，計(jì)量的精確程度會(huì)大大降低，從而觸發(fā)連鎖導(dǎo)致停機(jī)。

3.4 密封失效

此故障時(shí)壓縮機(jī)運(yùn)行中最易出現(xiàn)的，在反復(fù)開關(guān)壓縮機(jī)的情況下，極易出現(xiàn)密封失效現(xiàn)象，下面對(duì)失效原因進(jìn)行總結(jié)：

密封面潔凈度被破壞：過(guò)濾器出現(xiàn)故障、管網(wǎng)被腐蝕等因素，會(huì)使大顆粒物質(zhì)附著在密封面上，對(duì)其造成污染。天然氣出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，其中含有的烴類物質(zhì)會(huì)粘在密封面上;安裝時(shí)未做好零件的清潔工作;隔離氣通入前，潤(rùn)滑油就已經(jīng)通入設(shè)備。在上述情況發(fā)生時(shí)需要將密封件全部拆除，清理完成并檢查無(wú)異常再重組，若出現(xiàn)壞損需返廠維修。

喘振現(xiàn)象：喘振的發(fā)生會(huì)使內(nèi)部氣體流量劇增，且壓力出現(xiàn)強(qiáng)烈波動(dòng)，壓縮機(jī)內(nèi)的氣體流量會(huì)呈現(xiàn)出大幅波動(dòng)狀態(tài)，這會(huì)破壞壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，從而導(dǎo)致密封失效。此現(xiàn)象在壓縮機(jī)運(yùn)行中很少出現(xiàn)，因此只需對(duì)相關(guān)密封元件的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)即可，通常不需要更換新的組件。若系統(tǒng)部件使用超過(guò)一年或故障次數(shù)達(dá)到5次，需要聯(lián)系廠家對(duì)相關(guān)元件進(jìn)行測(cè)試，老化嚴(yán)重的部件需及時(shí)進(jìn)行更換。

平衡管：當(dāng)火炬壓力出現(xiàn)較大波動(dòng)，會(huì)影響平衡管作用的正常發(fā)揮，在形成的反壓作用下，氣流無(wú)法推動(dòng)密封面，氣膜形成失敗，造成密封失效。

3.5 優(yōu)化策略

檢查設(shè)備：設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，因此相關(guān)人員必須做好對(duì)設(shè)備的檢修工作。對(duì)磨損較小的位置進(jìn)行修復(fù)，對(duì)磨損較大的構(gòu)件及時(shí)更換，并分析原因，便于后期改進(jìn)。此外為防止干磨現(xiàn)象，需要提升氣膜厚度。

合理組合：在壓縮氣體的過(guò)程中，根據(jù)業(yè)主要求的變化，密封形式也要不斷改變。通常壓縮過(guò)程將幾種密封形式組合在一起，首先選定幾種組合方式，然后對(duì)每種方式進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，從而選出密封性能最好的組合。

設(shè)備優(yōu)選：現(xiàn)階段我國(guó)壓縮機(jī)的生產(chǎn)規(guī)格并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此相關(guān)企業(yè)在設(shè)備選型時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況，選擇最合適的規(guī)格。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，是對(duì)壓縮機(jī)密封系統(tǒng)的相關(guān)介紹，首先對(duì)密封原理進(jìn)行闡述，然后介紹幾種常見的密封形式，最后總結(jié)常見故障并提出相應(yīng)的優(yōu)化策略。在天然氣的制造和運(yùn)輸中，壓縮機(jī)占據(jù)著不可或缺的地位。密封系統(tǒng)作為壓縮機(jī)的重要組成部分，其內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜，若能遵循上述優(yōu)化對(duì)策，系統(tǒng)故障的頻率會(huì)大大降低。

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