压缩机浮环密封失效的原因分析与控制-天然气与石油.doc

BCL506离心压缩机浮环密封故障原因分析与控制 方晓庆 摘 要: 本文介绍了离心式天然气压缩机浮环密封的性能、特点及失效的原因。同时指出如何在操作、检修过程中进行控制，防止浮环密封失效，保证压缩机长周期运行。 关键词: 离心式压缩机；浮环密封；失效原因分析；控制 浮环密封是离心式天然气压缩机轴端密封的常见型式,红压浅冷装置BCL506型离心压缩机采用的就是浮环密封, 该压缩机是意大利新比隆公司制造的。机组曾经多次因为浮环密封故障而停机抢修, 造成一定的经济损失。因此, 弄清浮环密封失效的各种原因,在操作、检修过程中进行有效地控制，保证压缩机安全运行, 是设备管理人员、操作人员和检修人员的重要责任。 1 浮环密封 1.1 浮环密封的结构 浮环密封由内浮环(介质侧浮环)、外浮环(大气侧浮环)、浮环座、压盖、弹簧、防转销组成，如图1所示。 1.2 浮环密封的密封机理 浮环密封是一种非接触密封，是以轴与浮环之间的狭窄间隙中所产生的节流作用为基础，并在间隙中注入压力高于介质压力的密封油。密封油充满在间隙里, 从而达到以压力油封住工艺气的目的。浮环密封由内、外两个浮环组成，轴与浮环之间留有很小的间隙,密封油从内、外环之间注入。当转子旋转时, 密封油能在轴与浮环之间形成压力油膜, 阻止机内介质向外泄漏[1]。而密封油经过内、外浮环与轴的间隙向两端排泄，与机内介质接触的一侧形成油气混合物,将其引入油气分离器进行分离, 再经脱气箱把含有腐蚀性成分的回油加热,使腐蚀性气体蒸发, 剩下的洁净油(内回油)流回油箱。与大气接触的密封油(外回油)因为没受到污染,所以直接流回油箱,浮环密封所产生的热量主要靠外回油带走。 浮环密封的内、外环之间装有弹簧，以使浮环端面与浮环座端面、压盖端面压紧；防止压缩机在启动或停机过程中密封油从浮环端面泄漏而影响密封效果。 2 浮环密封与压差控制系统 浮环密封的可靠性与整个压差控制系统有直接关系,尤其是压差控制的是否正常、稳定。除了调节阀和仪表外,最关键的是密封油控制系统,其原理如图2所示。密封油与密封气压力自动控制系统的控制原则是：取平衡气压力作为密封气压力的控制依据；取参考气压力作为密封油压力的控制依据。平衡气的压力取决于压缩机入口的压力；参考气的压力取决于密封气的压力。 图1?? 浮环密封结构示意图 图2 密封油/气系统流程图 3 浮环密封故障原因分析 3.1 密封油与密封气压差失控 BCL506压缩机密封油与参考气的压差控制是通过控制高位油罐油液位，压差的大小取决于压缩机转子中心线到高位油罐液面的垂直高度，控制值为0.05 MPa。油气压差控制失灵或密封油压力剧烈波动,都会造成浮环密封失效。如果油气压差太小或无差压,密封气就会冲破浮环密封的油膜进入浮环座和轴承室,造成密封油和润滑油严重污染。如果油气压差过大,则内、外回油量剧增。外回油大量增加,回油腔被充满,内回油大量增加，将会有一部分密封油窜入机内,同时还将造成油气分离器、脱气箱负担过重，作用降低[2]。未分离好的密封油回到油箱中又污染了整个油系统。 3.2 密封气系统故障 用工艺系统天然气作密封气时，天然气中的炭黑等杂质会和密封油接触后在浮环密封表面逐步结焦，浮环表面结焦会使浮环间隙变小，严重时失去浮动性,与轴干摩擦而损坏浮环[3]。另外，如果密封气过滤网堵塞，密封气供应不足，会造成密封油窜入机腔随工艺气大量消耗。 3.3 安装、检修质量差 浮环密封是由多个零部件组成的,如果不严格按技术要求检查、安装, 就可能导致浮环密封工作不正常, 甚至失效。 4 防止浮环密封失效的措施 4.1 严格控制密封油、密封气的质量及压差 密封气压力高于平衡气压力0.05MPa；密封油压力高于参考气压力0.05MPa；密封油油质合格,油温正常；密封气压力正常，过滤器无堵塞。 4.2 保证辅助设备运行正常 酸性油分离器、脱气箱工作正常；密封气净化合格，避免带液；压缩机前、后端迷宫密封工作正常。 4.3 安装、检修质量可靠 控制好内、外浮环与轴的间隙,内浮环的间隙为0.04mm~0.07mm；外浮环的间隙为0.25mm~0.29mm；内、外浮环之间的弹簧弹力一致, 高度相同；浮环座O型橡胶圈采用氟橡胶圈，且不得重复使用，也不可用粘接的O型橡胶圈，检修时必须更换；保证浮环座端面与轴的垂直度、浮环座内圆与轴的同轴度；组装过程应保持清洁，各密封表面、轴(轴套)表面不允许有锈斑或灰尘杂质；组装时保证各密封面不被划伤、碰破，不允许用工具敲打浮环和密封面 5 结束语 如果操作人员能够精心操作，严格控制密封气、密封油压力和压差，控制好密封油的质量和温度；检修人员组装浮环密封时严格把关，保证安装质量；那么，就能够防止浮环密封失效，既可以保证平稳