天然气压缩机密封系统常见故障及处理对策

赵忠

摘 要：天然气是近年来开发的新型能源，已经逐渐被推广使用，在缓解能源危机的同时，为环境保护作出很大贡献。在压缩机的作用下，天然气被存储起来，并发往各个地区使用。下面围绕压缩机的密封系统展开讨论，对密封原理、密封形式进行介绍，并总结其常见故障，针对故障提出几点可行的优化策略。

关键词：天然气;密封系统;常见故障;优化策略

1 密封原理

其原理是通过流体力学衍生出来的，通过静力和动力的平衡原理，实现对气体的密封。密封系统的组成包括动静环、密封圈等，其工作原理如下：动环外表面区别于静环，其上有螺旋槽且具有较高的光滑度。当外环处于旋转状态时，天然气会随着螺旋从外部向中心进行运动，密封堰接收直径方向的部分气体。密封堰具有良好的节流性能，能够完成对气体的挤压，使其压力增加。在压力上升到一定程度后动静环接触面被分开，压力较大的气体会在两环之间形成气膜，从而将泄漏间隙阻塞，达到良好的密封效果。

2 密封形式

在天然气压缩工艺中，目前最常见的压缩机为离心式，因此本文针对该种压缩机对密封形式进行总结：

机械密封：此方式是利用机械设备间的相互作用，实现对气体的密封。利用该方法对气体进行密封效果并不理想，现代工业生产中以逐渐淘汰此方式;浮环：在机械密封的基础上进行改进，其密封效果得到显著提升;螺旋槽密封。利用品质较好的油，在槽口断面处形成一层致密性的薄膜，从而实现对气体的密封，此密封形式目前在国外非常流行;干气密封：这是我国目前使用最为广泛的密封形式;迷宫密封。经过大量的试验验证，此形式的密封效果最好，但其运用条件较为苛刻，还没有达到能够大量普及的程度。通常情况下各类密封形式需要相互配合，才能使密封系统更加完善。

3 常见故障及优化策略

3.1 仪表卡盘

浮子流量计是密封系统常用的计量装置，其位置设置在系统的进出口处。若在压缩气体的过程中出现脉冲气流，计量装置的表针会卡住。卡在低位时对系统的影响不大，若卡在高位会使压缩机出现停机现象。若在检修过程中确定是卡盘故障，可以对管线进行敲击即可，同时将压缩件前端的过滤器进行清理，并保持计量装置干净，就能有效减少卡盘故障的发生。

3.2 泄露超限

通常干气密封分为两极，且两极间存在较强的连贯性。在一级密封波动较大的情况下，若伴随着较大的泄漏量，此时针型阀还未进行放空操作，其开度较小。放火炬还未完全打开，不能及时将气体排放出去，密封腔气体增多，压力随之增大，进而导致连锁停机。此故障在压缩机工作过程中出现次数较少。

3.3 选型失误

干气密封过程中，具有较小的泄漏量，其设计值有时会远远超出实际值，因此需要根据实际泄露情况，选择合适的计量装置量程。若量程过大，计量的精确程度会大大降低，从而触发连锁导致停机。

3.4 密封失效

此故障时压缩机运行中最易出现的，在反复开关压缩机的情况下，极易出现密封失效现象，下面对失效原因进行总结：

密封面洁净度被破坏：过滤器出现故障、管网被腐蚀等因素，会使大颗粒物质附着在密封面上，对其造成污染。天然气出现冷凝现象，其中含有的烃类物质会粘在密封面上;安装时未做好零件的清洁工作;隔离气通入前，润滑油就已经通入设备。在上述情况发生时需要将密封件全部拆除，清理完成并检查无异常再重组，若出现坏损需返厂维修。

喘振现象：喘振的发生会使内部气体流量剧增，且压力出现强烈波动，压缩机内的气体流量会呈现出大幅波动状态，这会破坏压缩机的稳定运行，从而导致密封失效。此现象在压缩机运行中很少出现，因此只需对相关密封元件的质量进行检测即可，通常不需要更换新的组件。若系统部件使用超过一年或故障次数达到5次，需要联系厂家对相关元件进行测试，老化严重的部件需及时进行更换。

平衡管：当火炬压力出现较大波动，会影响平衡管作用的正常发挥，在形成的反压作用下，气流无法推动密封面，气膜形成失败，造成密封失效。

3.5 优化策略

检查设备：设备运行过程中难免会出现磨损现象，因此相关人员必须做好对设备的检修工作。对磨损较小的位置进行修复，对磨损较大的构件及时更换，并分析原因，便于后期改进。此外为防止干磨现象，需要提升气膜厚度。

合理组合：在压缩气体的过程中，根据业主要求的变化，密封形式也要不断改变。通常压缩过程将几种密封形式组合在一起，首先选定几种组合方式，然后对每种方式进行测试试验，从而选出密封性能最好的组合。

设备优选：现阶段我国压缩机的生产规格并没有统一的标准，因此相关企业在设备选型时要根据实际情况，選择最合适的规格。

4 结束语

综上所述，是对压缩机密封系统的相关介绍，首先对密封原理进行阐述，然后介绍几种常见的密封形式，最后总结常见故障并提出相应的优化策略。在天然气的制造和运输中，压缩机占据着不可或缺的地位。密封系统作为压缩机的重要组成部分，其内部构造较为复杂，若能遵循上述优化对策，系统故障的频率会大大降低。

参考文献：

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[2]杨烨，渠建儒.离心式压缩机干气密封系统常见故障分析[J].天然气与石油，2015（3）：87-89+94.