離心式壓縮機(jī)干氣密封工作原理分析

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近年來(lái)，石化工業(yè)為國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。離心壓縮機(jī)在石化行業(yè)中起著舉足輕重的作用，它的安全、可靠地使用將對(duì)整個(gè)石化行業(yè)的穩(wěn)定性產(chǎn)生很大的影響。由于石化行業(yè)的工作環(huán)境比較復(fù)雜，其運(yùn)行中的各種外界因素會(huì)對(duì)其產(chǎn)生各種故障，從而導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程的非連續(xù)性。

1離心式壓縮機(jī)干氣密封工作原理概述

1.1離心式壓縮機(jī)工作原理

離心壓縮機(jī)的主要功能是對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，從而滿(mǎn)足人們?cè)诠ぷ髦械哪承┬枰?。工作時(shí)，由于葉輪的轉(zhuǎn)速較快，所以葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣流會(huì)以較快的速度旋轉(zhuǎn)，從而使氣流在管道中的流動(dòng)速度加快，從而產(chǎn)生一種氣體擴(kuò)散裝置。離心壓縮機(jī)的工作原理是由它的葉輪旋轉(zhuǎn)，然后產(chǎn)生空氣作為推力。在氣流的作用下，葉輪和擴(kuò)壓器所產(chǎn)生的氣流被壓縮到流動(dòng)通道中，再利用離心原理和減速原理，將離心機(jī)的機(jī)械特性轉(zhuǎn)化成氣壓。由于膨脹器的壓力越來(lái)越大，氣流的流動(dòng)速度也會(huì)越來(lái)越快，導(dǎo)致通道底部的空氣加速下降，氣流的速度也會(huì)變慢，而后面的氣流則會(huì)繼續(xù)向前，繼續(xù)向下擠壓，將空氣中的能量轉(zhuǎn)化為靜止的壓力，最終將空氣壓縮。本文從分析了離心壓氣機(jī)的軸系結(jié)構(gòu)入手，指出了其在實(shí)際工作中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)其整體結(jié)構(gòu)的檢查和維護(hù)，以確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2干氣密封工作原理

干氣體密封是一種典型的密封裝置，它包括密封圈、旋轉(zhuǎn)環(huán)、彈簧座和靜環(huán)。對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)圈的密封表面進(jìn)行研磨和拋光，然后在其上加工成具有特定作用的液體動(dòng)壓槽。在干氣體密封的摩擦表面槽型中，T型槽、單向螺旋槽等是典型的槽型，在實(shí)際應(yīng)用中，單向轉(zhuǎn)動(dòng)槽型能夠確保液體的順暢流動(dòng)。氣膜剛性好，能在高壓作用下維持原狀。在此條件下，它的負(fù)載承載能力可以將暫態(tài)工作狀態(tài)，或在變動(dòng)狀態(tài)中長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)表示基礎(chǔ)的危險(xiǎn)降至最低，通常，改進(jìn)此特性的關(guān)鍵在于螺線(xiàn)槽內(nèi)部的抽動(dòng)作用。在干燥氣體密封工藝中，瞬變工況對(duì)離心壓縮機(jī)非常重要，同時(shí)該技術(shù)也是干燥氣體密封的核心技術(shù)。

2離心壓縮機(jī)干氣密封故障原因分析

2.1干氣密封內(nèi)有液體進(jìn)入

在正常情況下，當(dāng)液體進(jìn)入干氣密封時(shí)，動(dòng)靜環(huán)的端面會(huì)受到很大的影響，從而不能形成一個(gè)穩(wěn)定的、可靠的氣膜，而且在此過(guò)程中，兩個(gè)端面都會(huì)產(chǎn)生摩擦，從而造成干氣密封失效。另外，液體進(jìn)入到離心壓縮機(jī)中的方式有兩種，一種是潤(rùn)滑油的進(jìn)入，一種是碳?xì)浠衔锏倪M(jìn)入，一種是讓氮?dú)夤┙o系統(tǒng)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，另一種是由于壓力的原因，會(huì)讓潤(rùn)滑油進(jìn)入到干燥的空氣中。當(dāng)離心壓縮機(jī)內(nèi)的油壓高于設(shè)定的壓力時(shí)，潤(rùn)滑油就會(huì)滲入到空氣中，從而導(dǎo)致密封失效。

2.2干氣密封內(nèi)有固體雜質(zhì)進(jìn)入

從目前的情況來(lái)看，在使用過(guò)程中，可能會(huì)有一些因素會(huì)影響到空氣中的固體雜質(zhì)。有些離心壓縮機(jī)的密封氣體在過(guò)濾過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，從而導(dǎo)致固態(tài)雜質(zhì)通過(guò)密封氣體進(jìn)入到干燥氣體的內(nèi)部。由于固體雜質(zhì)和內(nèi)端表面的摩擦，會(huì)對(duì)端面造成一定的損傷，從而導(dǎo)致密封效果下降，從而導(dǎo)致干氣密封失效。有些管道中有一些雜質(zhì)是不能完全清除的，當(dāng)離心壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，這些雜質(zhì)會(huì)通過(guò)空氣的沖刷作用，流入到干燥的空氣中，從而導(dǎo)致了設(shè)備的失效。當(dāng)壓氣機(jī)本身的壓力達(dá)不到要求的時(shí)候，壓力就會(huì)被壓縮到干氣密封中，但是由于工藝氣體中的固體雜質(zhì)比較多，所以干氣密封就會(huì)受到損傷。

2.3動(dòng)靜環(huán)之間干摩擦引起故障

當(dāng)壓力變大的時(shí)候，當(dāng)壓力變大的時(shí)候，壓力就會(huì)隨之消失，而當(dāng)壓力變大的時(shí)候，電機(jī)就會(huì)出現(xiàn)逆向的情況。此外，在動(dòng)靜環(huán)與離心式壓縮機(jī)的內(nèi)部，還存在著一個(gè)單向的螺旋溝槽，雖然在此過(guò)程中，氣膜并沒(méi)有被反向作用，但也會(huì)產(chǎn)生干燥的摩擦。在離心壓縮機(jī)中，干燥空氣的密封性將不會(huì)得到最好地發(fā)揮。

3離心壓縮機(jī)干氣密封故障的有效處理措施

3.1確保密封氣體較高潔凈度

主密封氣的潔凈程度是影響干氣密封長(zhǎng)期運(yùn)行的重要因素機(jī)組運(yùn)行期間由介質(zhì)氣作為主密封氣，一般情況下介質(zhì)氣需經(jīng)過(guò)干氣密封輔助系統(tǒng)的精過(guò)濾器過(guò)濾，過(guò)濾精度為3微米，精過(guò)濾器為一開(kāi)一備可切換，當(dāng)過(guò)濾器差壓升高報(bào)警時(shí)，要及時(shí)切換過(guò)濾器并清洗或更換過(guò)濾器芯子。由于循環(huán)氣中可能會(huì)帶液，并且含有少量C4及以上組分，C4及以上組分在高壓低溫下也會(huì)凝結(jié)成液體，這些液體進(jìn)入密封端面會(huì)污染干氣密封導(dǎo)致失效。

3.2預(yù)防液體進(jìn)入到干氣密封內(nèi)部

石化企業(yè)的有關(guān)主管部門(mén)要充分關(guān)注氮的供給，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在供氮設(shè)備的出口處設(shè)置相應(yīng)的壓力檢測(cè)設(shè)備，以便將檢測(cè)到的壓力信號(hào)及時(shí)傳遞給控制中心，當(dāng)壓力小于一定值時(shí)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，從而在最短的時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)。這樣既可以避免液體進(jìn)入干氣密封內(nèi)部引起失效，又可以保證干氣體密封的內(nèi)部壓力足夠。

3.3預(yù)防固體雜質(zhì)進(jìn)入干氣密封內(nèi)

有關(guān)工作人員應(yīng)依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌惭b，充分注意濾芯的壓力差，并落實(shí)好替換工作。一般情況下，密封空氣過(guò)濾裝置會(huì)用一套和備用一套在過(guò)濾器裝置當(dāng)中會(huì)有兩個(gè)部分組成，其中包括粗過(guò)濾器和精過(guò)濾器，不僅在過(guò)濾過(guò)程中精度可以達(dá)到規(guī)定范圍，而且還不會(huì)對(duì)密封端面帶來(lái)相應(yīng)的劃傷。同時(shí)，工作人員要做好通風(fēng)管道的清潔工作，防止空氣中的微量雜質(zhì)混入到管道中，從而達(dá)到控制雜質(zhì)的目的，從而進(jìn)一步改善干氣密封的性能。另外，在進(jìn)入壓縮機(jī)氣缸之前，必須先放入對(duì)應(yīng)的主密封氣體，這樣，主密封的氣壓就能保持在一定的范圍內(nèi)，而不會(huì)有任何的雜質(zhì)滲入到干燥的空氣中。

3.4降低密封面干摩擦的發(fā)生次數(shù)

為了有效地防止密封表面的干摩擦，工作人員可以在離心泵的出口管路上安裝止回閥，這是石化行業(yè)最常見(jiàn)的一種方式，通過(guò)單向閥，可以切斷壓力，不會(huì)干擾和干擾離心壓縮機(jī)，從而減少密封表面的摩擦力。同時(shí)，工作人員還可以在離心式壓縮機(jī)的出線(xiàn)上安裝一個(gè)泄壓閥，這樣在離心機(jī)關(guān)掉之后，泄壓閥就可以將一部分的高壓氣體排出，從而保證管道內(nèi)的壓力在一定的范圍內(nèi)。盤(pán)車(chē)措施在離心式壓縮機(jī)維修中不能起到很好的效果，既能防止干氣密封損壞，又能有效地控制盤(pán)車(chē)時(shí)間、轉(zhuǎn)速等。

3.5加強(qiáng)操作與維護(hù)人員隊(duì)伍建設(shè)

正確地選擇運(yùn)行方式，建立健全的工作隊(duì)伍，是解決離心壓縮機(jī)干氣密封問(wèn)題的有效途徑。從目前的情況來(lái)看，在設(shè)備檢修前，應(yīng)對(duì)設(shè)備的存水、改善設(shè)備的操作、加強(qiáng)設(shè)備的安裝等方面進(jìn)行了梳理。在完成了基本的工作規(guī)范后，還要按照應(yīng)急放氣的要求調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力，防止火炬內(nèi)部的壓力異常增大。選用適當(dāng)?shù)臋z驗(yàn)方式，可以更好地滿(mǎn)足分液箱的濾芯控制要求，防止濾料受到阻礙。

3.6改進(jìn)干氣密封操作技術(shù)

干氣密封是一種以單軸離心壓縮機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行密封處理的設(shè)備，因此，在機(jī)械設(shè)備的選用和工藝改進(jìn)上，必須緊緊圍繞其結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)進(jìn)行。在這些設(shè)備中，有齒輪壓縮機(jī)，透平膨脹機(jī)，高速透平機(jī)械等。在不同的產(chǎn)業(yè)中，技術(shù)進(jìn)步的方法和標(biāo)準(zhǔn)也是不一樣的。為保證干、氣密封技術(shù)的合理運(yùn)用，必須采用必要的干氣密封措施，提高技術(shù)水平和技術(shù)水平，并加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的密封和處理，提高技術(shù)適應(yīng)性，以保證離心壓縮機(jī)干氣密封技術(shù)改造的總體效果。在技術(shù)改造中，尤其要注意新舊設(shè)備的更換，以保證其正常運(yùn)行，同時(shí)考慮到某些舊設(shè)備的使用和投資回報(bào)，以提高總體的收益。

3.7嚴(yán)把密封圈質(zhì)量關(guān)

密封墊的質(zhì)量直接關(guān)系到干氣體密封的結(jié)構(gòu)性能，如有質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)使其工作時(shí)不穩(wěn)定。密封件生產(chǎn)商在制造過(guò)程中，一定要建立起一套嚴(yán)密的品質(zhì)管理制度，并對(duì)每一件產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的控制。采購(gòu)有關(guān)零件時(shí)，請(qǐng)各廠(chǎng)家對(duì)各零件進(jìn)行檢驗(yàn)，尤其是尺寸精度、材質(zhì)等。3.8做好事故的分析總結(jié)工作對(duì)離心壓縮機(jī)干氣密封失效的原因進(jìn)行了總結(jié)和反思，對(duì)提高離心壓縮機(jī)的工作效率也有一定的參考價(jià)值。目前，壓縮機(jī)運(yùn)行負(fù)荷大、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，是造成設(shè)備失效的主要因素。由于長(zhǎng)時(shí)間的不定期維修，動(dòng)靜環(huán)端面磨損嚴(yán)重，而干氣密封的內(nèi)部也會(huì)受到污染的影響和侵蝕，從而造成整體的腐蝕。要想進(jìn)一步解決生產(chǎn)中的問(wèn)題，就必須對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，并能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和處理這些問(wèn)題。

4結(jié)束語(yǔ)

總之，要想防止離心壓縮機(jī)內(nèi)的過(guò)程氣體泄漏，最好的辦法就是干氣密封，只要對(duì)它進(jìn)行規(guī)范的操作和保養(yǎng)，就可以大大地提高它的使用壽命，保證它的工作性能。在日常工作中，要注意關(guān)鍵參數(shù)的變化，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采取相應(yīng)的對(duì)策，確保離心壓縮機(jī)的正常工作。

參考文獻(xiàn)

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[2]蔣靜.離心式壓縮機(jī)干氣密封系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析[J].設(shè)備管理與維修，2021（2）:77-78.

作者:高文江 單位:中國(guó)石油哈爾濱石化分公司維修車(chē)間