天然氣壓縮機干氣密封系統的常見故障及應對措施

汪耀林（中原輸油氣分公司,山東 德州 253020）

天然氣壓縮機干氣密封系統的常見故障及應對措施

汪耀林
（中原輸油氣分公司,山東 德州 253020）

摘 要：隨著社會經濟的發展和國家可持續發展戰略的實施，人們更加關注環境與經濟、社會三者之間的協調可持續發展，為此，清潔能源得到了越來越廣泛的關注和應用。天然氣作為清潔能源，在社會經濟發展當中占有著重要的地位，天然氣壓縮機尤其是離心式壓縮機在天然氣管道輸送中得到了廣泛應用，但天然氣壓縮機干氣密封系統的常見故障也成為人們較為關注的話題，如何解決天然氣壓縮機干氣密封系統的常見故障，對于天然氣壓縮機的發展以及天然氣能源的應用，具有著重要意義。

關鍵詞：天然氣壓縮機；密封系統；常見故障

0 前言

在西氣東輸管道、陜京輸氣管道等國家大型長輸天然氣管道中，離心式壓縮機得到了越來越廣泛的應用。就目前這些單位使用的天然氣壓縮機系統來看，多以干氣密封系統為主，為了保證壓縮機的經濟性和可靠性，針對天然氣壓縮機干氣密封系統常見故障的運行維護和檢修，就變得尤為重要了。

1 天然氣壓縮機的密封主要形式

我們要對天然氣壓縮機干氣密封系統的常見故障進行分析，首先要了解天然氣壓縮機的密封主要形式。目前天然氣壓縮機當中，其密封主要形式有機械密封、浮環密封、油膜螺旋槽端面密封、干氣密封等。

本文提到的干氣密封形式，是氣膜螺旋槽端面密封，該密封方式始于上世紀60年代，到了上世紀80年代初，得到了廣泛的應用和推廣。干氣密封主要有以下優點：第一，端面非接觸，使用壽命較長，并且具有很高的可靠性；第二，密封時的功耗低，對于節約能源具有重要意義；第三，不需要龐大的密封油系統，占有空間小；第四，對工藝回路的污染小；第五，運行和日常維護成本低?；诟蓺饷芊獾膬烖c，加上天然氣壓縮機更傾向于可靠性的維修策略，干氣密封系統得到了廣泛的發展和關注，使其成為當下天然氣壓縮機的密封主要形式。干氣密封系統使用成本低，壽命周期長，加上干氣密封系統較強的可靠性，干氣密封系統自然廣泛的得到了應用。

2 干氣密封系統的常見故障

干氣密封出現的主要問題就是干氣密封泄露故障，之所以發生這種現象，最為主要的原因就是干氣密封的動、靜環磨損嚴重。有關于干氣密封動、靜環磨損嚴重故障，如下圖所示：

如圖所示，動、靜環的磨損對于干氣密封使用來說具有重要意義，針對于這一問題，如何解決、維護其良好的運行狀態，這對于天然氣壓縮機干氣密封系統來說，十分重要。

除此之外，干氣密封系統常見故障主要有以下幾個方面：（1）干氣密封失效問題，這對于干氣密封系統來說，也是常見故障之一；

（2）密封氣輔助系統布置的合理性問題；（3）迷宮密封和平衡管問題，這是關系壓縮氣進入干氣密封的途徑，但通常會出現缸內壓縮氣突破迷宮密封和密封氣阻擋，進入密封腔的問題。

3 針對于干氣密封系統常見故障的應對措施

3.1 干氣密封失效問題

針對于干氣密封實效問題，通常要對干氣密封的合理性設計進行驗證，主要涉及到干氣密封的螺旋槽數、旋轉角、槽深、密封端面內半徑、槽底半徑、密封端面外半徑幾個要素進行性能測試，之后通過方程計算，得出密封氣膜的厚度，以此來進行密封失效問題的研究，確保干氣密封不存在失效問題。

3.2 密封氣輔助系統布置的合理性

密封氣輔助系統設計上的合理性，對于干氣密封系統來說具有重要意義，對于干氣密封系統的靜環磨損和動環磨損保護問題，意義重大。通過對天然氣壓縮機的干氣密封系統進行對比分析后，我們可以發現干氣密封的失效，是一種機械失效，與一氧化碳和天然氣的本身物質特性并沒有太多聯系，而造成干氣密封系統故障的主要原因則在于介質中的粉塵存在。

3.3 迷宮密封和平衡管問題

迷宮密封和平衡管問題涉及到了壓縮氣進入干氣密封的途徑，而高壓側密封腔內有大量粉塵，這些粉塵對于干氣密封系統影響很大，容易導致天然氣在進入干氣密封腔后，一部分通過迷宮密封腔，一部分作為干氣密封的密封介質，引起密封端面的泄露。因此，對于這一問題，就需要對迷宮密封和平衡管內的灰塵進行清潔，確保密封腔的干凈整潔，讓天然氣不受到粉塵影響，順利通過迷宮密封腔和平衡管，確保干氣密封系統的平衡和穩定。

4 結束語

干氣密封設計以及制造問題對于天然氣壓縮機使用來說，具有重要意義，因此在干氣密封問題上，要采取有效措施進行解決，提升干氣密封系統性能，保證干氣密封系統的穩定性和使用壽命，確保干氣密封系統的正常運轉，針對失效性問題、密封氣輔助系統布置的合理性問題、迷宮密封和平衡管問題采取有效措施解決，確保干氣密封系統在天然氣壓縮機系統中發揮重要作用。

參考文獻：

[1]陳志,干氣密封的工作原理及設計計算[J].機械工業,2012,10(02):152-158.

[2]廣延洪，汪德濤.密封件使用手冊[M].北京：機械工業出版社,2011:142-148.

作者簡介：汪耀林（1979-），男，本科，工程師。