离心式压缩机干气密封典型故障案例分析.docx
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1、离心式压缩机干气密封典型故障【案例背景】干气密封是20世纪60年代末在气体润滑轴承根底上开展起来的 一种新型产品。1968年约翰克兰公司最先研制出圆弧面螺旋槽非接 触式机械密封,随后几年内研制出平面螺旋槽非接触式气体端面密封 并在得到实际应用。80年代后期约翰克兰公司开始研制双向转动干 气密封。国内干气密封研制起步较晚,在1996年底,才有天津鼎铭密 封公司研制的第一套国产干气密封应用成功。随着石油化工行业的不 断开展,离心式压缩机组作为行业内的核心设备 ,对轴封的使用要求 也越来越严格,干气密封作为目前最先进的密封形式 ,得到了广泛的 应用。伴随着应用范围的逐渐增大,干气密封在使用过程中的故
2、障频 率也在不断增加,因此对干气密封在使用过程中出现的故障进行准确 的判断分析并采取有效的处理方法,防止故障的发生,显得更加重要。【案例描述】一、干气密封技术根本结构原理典型的干气密封结构包含有静环、动环组件旋转环、副密封“O 暠形圈、静密封、弹簧和弹簧座等零部件。静环位于不锈钢弹簧座内, 用副密封“O暠形圈密封。弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在 转子上的动环组件配合,如图1所示。静坏碳动环组件般质合金轴套 不锈钢弹羸座推坏 不锈钢0形圈 氧橡胶定位环PTFE锁紧套不锈钢干气密封结构示意要求动环组件和静环配合外表平面度和光洁度很高,动环组件配 合外表上有一系列的螺旋槽,如图2所示。动环组件
3、旋向图2动环结构示意随着转子转动,气体被向内泵送到螺旋槽的根部,根部以外的一段无槽区称为密封坝。密封坝对气体流动产生阻力作用,增加气体膜压力。该密封坝的内侧还有一系列的反向螺旋槽 ,这些反向螺旋槽起 着反向泵送、改善配合外表压力分布的作用,从而加大了开启静环与 动环组件间气隙的能力。反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝,对气体流动产生阻力作用,增加气体膜压力。配合外表间的压力使静环外表 与动环组件脱离,保持一个很小的间隙,一般为3am左右。当由气体 压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时,便建立了 稳定的平衡间隙,起到密封作用。这种机制将在静环和动环组件之间 产生一层稳定性相当高的气体薄
4、膜,使得在一般的动力运行条件下端 面能保持别离、不接触、不易磨损,延长了使用寿命。【案例分析】一、隔离气中断由于公用工程发生故障造成化工区装置全线停车。裂解气压缩机组为透平驱动 ,透平停 机后需要盘车冷却,润滑油泵需正常向透平及机组轴承部位供油。此 时氮气管网停止供气,干气密封隔离气发生中断。隔离气注入如图 3 所示。图占干气密封操作示意待公用工程故障处理完毕,机组重新启动运行,转速升至工作转 速后,密封一级泄漏量急剧增大,超过报警值,孔板前的压力仍有继续 增大趋势。将孔板旁路截止阀翻开到一定角度,将孔板前压力降至正 常,进行长时间观察。在观察一段时间后,孔板前压力未继续上升。但 拆检泄漏孔板
5、时发现上面存有石墨粉。随即停机检修、更换新干气密封,检修时发现非驱动端干气密封 壳体防转销已经剪断,而且发生了 90的相对转动,隔离气密封拆下 来后,腔体中发现大量动环 SiC、静环石墨的粉碎物并夹带大量润滑 油,传动套和轴已经发生相对转动。密封解体后发现一级密封动环产 生两处径向裂纹,静环端面有严重磨损痕迹,二级密封已经完全破碎 性损坏。如图4、图5所示。图4 损坏密封外形现场图5 损坏的二级密封现场驱动端干气密封现场解体,隔离气密封、二级密封端面、一级密 圭寸端面均发现大量油状物存在,同时,一级密圭寸、二级密圭寸端面有轻微 磨损。故障原因分析:隔离气中断,在机组盘车过程中,大量润滑油进入
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