氣壓機機械密封泄漏原因簡析

郭鴻鈞，張向龍

（蘭州石化公司，甘肅 蘭州 730060）

1 概述

某石油煉化單元氣壓機組開機后，前后機封發生泄漏，密封油因此進入氣壓機內部，每天需補充大量密封油，這不僅影響到設備的正常運行，也無法保證排氣質量。

2 機封構架

該機封為動壓機械密封，由天津某機封制造廠研制，具體結構，如圖1所示。

圖1 機封總裝圖

該機封為雙端面機封，動環面燒制螺旋溝槽，工作時對密封油做功，形成動壓密封油膜，達到密封工作介質作用。

3 拆檢

3.1 機體拆檢

將氣壓機拆檢后，對各部件進行檢查，轉子、軸承等各部件完好無損傷，中分面完好無損傷，無密封油過流痕跡。但氣壓機進氣側內部有大量過油痕跡，排氣側無明顯過油痕跡。

3.2 機封拆檢

拆檢后各部件完好，彈簧完好、動靜環完好無磨損。但其裝配情況出現4點問題。

（1）氣壓機進氣側一靜環內部密封圈在隨靜環軸向滑動時有卡澀現象，這可能造成其密封端面有與動環產生夾角（如圖2）；且南北兩套機封密封圈均有不同程度硬化變形情況。南側機封動靜環產生夾角后，動靜環因此構成的楔形空間，而不是均勻環狀空間，沖洗油進入到楔形空間后，隨動靜環一起旋轉運動，此時動環上的螺旋溝槽對楔形槽大空間區域的沖洗喪失擠壓作用，油膜因此無法形成，造成大量沖洗油從此處泄漏至機體之內。

圖2 機封靜環端面夾角示意圖

（2）兩套機封為雙端面密封，且兩個靜環格蘭對合，由螺栓緊固連接，但因兩格蘭配合面為平面，且無子扣、定位銷，這樣就造成兩格蘭配合時產生徑向錯位現象，經測量，兩套機封都有徑向偏移現象，其中徑向偏移量最大值為0.67mm，如圖3所示。

圖3 徑向偏移量示意圖

機封的配合格蘭發生偏移現象后，直接導致動靜環環面對中錯位，排除其他因素影響，當液流在動靜環構筑的空間內隨動環運動形成環流后，液流方向應為動靜環圓周切向方向，這種定向環流在動環面的螺旋溝槽作用下形成密封液膜，但因存在錯位影響，在兩個環面交錯點上，液流為無規則流動，液膜無法形成，故此處產生漏點，造成密封油泄漏。

（3）吸氣側機封在調整壓縮量時需用到調整墊定位，經廠家重新測量，兩個調整墊此次互換位置安裝。具體如下：兩調整墊原安裝位置為：7mm（北面）、6.5mm（南面）；調整后：7mm（南面）、6.5mm（北面）。

壓縮量影響：總壓縮量不變，調整墊更換后南側機封殼體側機封壓縮量增大，軸承側機封壓縮量減少。

北側機封調整墊未更換。

（4）氣壓機機封彈性補償機件為多彈簧結構，兩件機封共有四套彈性機件。但吸氣側機封高壓部位靜環彈性機件彈簧非均布置，有缺失（其他三套彈性機件彈簧為均布），具體情況見圖4。為此，廠家來人解釋為調整彈性機件彈力，使彈力沿軸向均勻分布，不承認彈簧缺失。就此，我們對四件機封靜環分別進行簡單彈力測試（方法：用手對靜環施壓），感覺彈簧均布靜環受壓反彈力均勻，而彈簧不均靜環有明顯反彈力弱區。這樣，當氣壓機運轉時，動靜環間形成的油膜壓力在反彈力弱區“頂開”動靜環，使局部間隙增大，產生油膜壓力泄漏點，從而破壞整個壓力油膜，造成密封油外漏。油膜一旦破壞，油膜壓力消失，動靜環重新回復到貼合狀態，再次具備壓力油膜形成條件，產生油膜、動靜環分離、漏油、恢復，如此周而復始，形成一種脈動泄漏狀態。

4 試車

基于機封出現的以上4點問題，我們對機封進行了完全整改，全部整改完成后，機封靜態測試，無漏點，機組試車，性能良好。