干气密封故障原因分析
合成气压缩机干气密封损坏原因分析及措施侯锁成崔志强
合成气压缩机干气密封损坏原因分析及措施侯锁成崔志强发布时间：2023-07-04T09:08:31.616Z 来源：《中国科技人才》2023年8期作者：侯锁成崔志强[导读] 甲醇合成压缩机主要用于以煤或者天然气为原料合成甲醇时对合成气进行增压以保证甲醇制备所需条件的一种设备。
合成压缩机作为制备甲醇的核心设备，一旦停机将会影响全线生产。
实践表明，导致甲醇合成压缩机停机常见且主要原因为密封失效。
干气密封作为现场主流、新型的密封方式，与传统接触式机械密封相比具有极大的优势[1]。
干气密封失效严重制约着甲醇合成反应的正常连续运行，轻则造成设备停机抢修，重则导致整个工厂停工。
因此，针对甲醇合成压缩机干气密封失效的原因分析并针对性的提出技术改造措施对于保证甲醇合成具有重大意义。
本文针对合成气压缩机在运行中发生干气密封损坏，分析故障原因，并提出处理方案，保证了合成气压缩机组长周期安全运行。
内蒙古久泰新材料有限公司内蒙古自治区呼和浩特市 010000摘要：甲醇合成压缩机主要用于以煤或者天然气为原料合成甲醇时对合成气进行增压以保证甲醇制备所需条件的一种设备。
合成压缩机作为制备甲醇的核心设备，一旦停机将会影响全线生产。
实践表明，导致甲醇合成压缩机停机常见且主要原因为密封失效。
干气密封作为现场主流、新型的密封方式，与传统接触式机械密封相比具有极大的优势[1]。
干气密封失效严重制约着甲醇合成反应的正常连续运行，轻则造成设备停机抢修，重则导致整个工厂停工。
因此，针对甲醇合成压缩机干气密封失效的原因分析并针对性的提出技术改造措施对于保证甲醇合成具有重大意义。
本文针对合成气压缩机在运行中发生干气密封损坏，分析故障原因，并提出处理方案，保证了合成气压缩机组长周期安全运行。
关键词：压缩机；干气密封；损坏；原因分析；措施1干气密封失效问题及原因分析1.1干气密封存在的问题分析干气密封一次气泄露量是对甲醇合成压缩机密封效果反应的主要参数。
离心式压缩机干气密封典型故障 案例分析
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基础上发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发展,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、干气密封技术基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。
要求动环组件和静环配合表面平面度和光洁度很高,动环组件配合表面上有一系列的螺旋槽,如图2所示。
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、改善配合表面压力分布的作用,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。
配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离,保持一个很小的间隙,一般为3μm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膜,使得在一般的动力运行条件下端面能保持分离、不接触、不易磨损,延长了使用寿命。
循环气压缩机干气密封堵塞原因分析及解决措施
循环气压缩机干气密封堵塞原因分析及解决措施摘要：循环气压缩机是化工企业生产组织的重要组成部分，如果它的气密性和封闭性出现故障或者问题，就会在一定程度上影响机械正常运转，同时由于循环气压机干气密闭封堵实效，对生产组织带来了阻碍和危险，因此我们非常有必要从技术角度对此类设备的气密性进行研究。
有鉴于此，文章将在通过查阅相关文献资料以及结合自身多年工作经验背景下，首先分析循环气压缩机干气密封堵塞的原因，然后针对其制定有针对性的措施，从而保证生产顺利进行。
关键词：循环气压缩机；气密；封堵；原因；措施一、循环气压缩机干气密封堵塞原因从技术角度分析，一般情况下循环气压缩机干气密封结构形式主要有单向形式密封和多种方向的密封，而按照它所储存的介质进行分类的话，则要根据介质种类、不同压力和运转速度，具体来就是双向干、串联干密封两种形式。
单向布置适用于小的工艺气体排放到大气中，并且没有危险条件，在实际操作中，比如压缩机、二氧化碳或者是氮气压缩机等等，而双端面布置则适用于不允许工艺气体泄漏到大气中，但允许氮气进入机组组成的工作条件，比如说在实际操作中的工艺气体不稳定或者负压风险比较大。
另外，在操作原理方面来看，在生产条件允许少量工艺气体泄漏到空气之中的情况下，我们可以采用顺序排列形式，主要是以两级串联布置。
总得来说，循环气压缩机干气密封堵塞原因主要有以下几个方面：（一）单槽倒车或低速模式此种情况，主要是在使用干式气密密封过程中，由于安装错误，导致传动装置和非进水端反向输入，不可避免地存在相反的机组停堆模式、低速供暖等条件，导致密封性损坏，发生严重环裂。
（二）后续绝缘密封失效在运行过程中，由于当初设计或运行原因，极有可能发生机械油封表面的污染。
比如说，我们在生产组织过程中的轴承腔中，由于气体供应不稳妥，所设计气体流速低，就会导致过多的空气，迷宫齿数或间隙不合适，机械涉笔的隔膜设计小，容易出现系统控制问题，氮气振荡或供气中断，停机时操作失误或者操作失误等。
干气密封泄漏原因分析与解决措施
分析 ， 并提 出解决措施 。 干气密封
Ｂ
静环
动环
中 图分 类 号
概 述
文献标识码
一
、
大气泄漏 。 外置大气端 （ 轴 承端 ） 的密封型式为碳 环密封 ， 可以避 免轴承箱中的润滑油进入 干气 密封腔 内 ，保证干气密封在洁净 干燥 的环境 下运行 。 干气密封控制监测系统由密封气过滤单元 、 干气密 封泄漏监测单元 、 密封隔离气单 元组成 ， 见图 １ 。 密封气过滤单元是干气密封控制系统的核心 ，氮气经过过
璃纤维床 ， 另包覆 ４ － ６ 层 １ ０ ０目不锈钢布 ， 回装 并焊牢外部过滤 网。 改进取得很好效果 。 主油箱负压可 以达到一 １ ３ ２ ０ ． ２ Ｐ ａ 。 安装经 改进后 的排油烟风机人 口一级油气分离器后 ， 大的液滴被分离并 凝聚沉 降到主油箱 内， 油烟 内其余 的液滴经过 出口分离器二次分 离后 ， 集 聚在 出 口分离器排油液管路排 出， 彻底解决 了 ４台燃气
气分 离器后 ， 解决 了主油箱负压 问题 。但取 消排油烟 风机人 口
一
机组润滑油排空气 系统故障问题 。
四、 结 论
级 油气分 离器后 ，排空 气系统 出 Ｖ Ｉ 管 路二级 油气 分离 器过
负荷 并导致 油气分 离不彻底 ，油 烟 内大 的油滴 未能 完全 分离 而随着油 烟排 出， 在主厂房 顶部排 出管 口附近凝 聚并 滴落 。部 分油 液滴 到了洗涤器 出 口管路 ， 对设备 安全 运行不 利 ， 一段 时
２ ． 千气 密封原理及控制系统
双端 面干气密 封由两组单端 面干气密封组成 ，在两组密封 之间通过 氮气作 阻塞气体形成一个阻塞密封系统 ，氮气 的压力 始终 控制在 比被密 封介质压力 略高 ０ ． ２ ～ ０ ． ３ ＭＰ ａ的水 平 ，使其 在大气 与介质气之 间起 到阻隔作用 ，保证工艺介质气体不会 向
循环氢压缩机干气密封损坏原因分析及对策
循环氢压缩机干气密封损坏原因分析及对策1. 引言循环氢压缩机在化工和能源行业中广泛应用，在其正常运行过程中，干气密封的损坏会导致能耗的增加和设备的停机维修。
因此，对循环氢压缩机干气密封的损坏原因进行分析，并提出对策，对于提高循环氢压缩机的安全运行和降低维修成本具有重要意义。
2. 循环氢压缩机干气密封的作用循环氢压缩机干气密封的主要作用是防止氢气泄漏，维持高压氢气的良好封闭状态。
它能够保证系统的正常运行，并有效避免外界杂质进入循环氢系统，从而保证循环氢气的纯度。
3. 循环氢压缩机干气密封损坏原因分析循环氢压缩机干气密封的损坏原因主要包括以下几个方面：3.1 磨损由于循环氢压缩机工作时产生的气体压力和摩擦力，干气密封处会发生磨损。
随着磨损的增加，干气密封的密封性能下降，从而导致泄漏的发生。
3.2 过热循环氢压缩机在长时间高速运行过程中，由于摩擦和外界温度的影响，干气密封处会出现过热现象。
过热会导致干气密封材料的性能下降，使得密封能力降低。
3.3 杂质侵入外界的杂质如灰尘、氧气等会通过橡胶密封圈的缝隙侵入循环氢压缩机内部，造成干气密封的损坏。
这些杂质会磨损干气密封处的表面，降低其密封性能。
3.4 腐蚀循环氢压缩机在特殊环境下工作时容易受到腐蚀的影响。
腐蚀会使干气密封的材料发生膨胀或松动，进而降低其密封性能。
4. 循环氢压缩机干气密封的对策针对循环氢压缩机干气密封的损坏原因，我们可以采取以下对策来提高循环氢压缩机的干气密封效果：4.1 使用高品质的密封材料选择适当的密封材料对于提高循环氢压缩机的干气密封效果至关重要。
优质的密封材料能够抵抗高温、高压和化学腐蚀等因素的侵蚀，提供较长的使用寿命。
4.2 定期检查和维护定期检查和维护循环氢压缩机的干气密封部件，可以及时发现磨损、过热、杂质侵入等问题，并采取相应措施进行修复或更换，以保证干气密封的正常运行。
4.3 加强氢气净化处理通过加强循环氢压缩机周围环境的净化处理，可以有效防止外界杂质的侵入。
干气密封问题分析及处理措施
2013年2月24日星期日
3.5.1 一级放空差压增大问题判断
因为一级放空主要是二级密封气的放空，然而二级密封气是
通过一、二级级间梳齿传递。若一级放空差压增大，可能是由于：
一、二级级间梳齿磨损，导致二级缓冲气更多的通往一级放空。 判断此问题可在机组停机状态下短时间中断二级密封气源，看一 级放空差压变化情况。 静环座后端O型圈有卡涩现象，此处O型圈结构形式见图10所示。 解决此问题可通过憋压法（一级放空处有一憋压阀门，见图11所 示）瞬间憋压解决，不需要更换干气密封。
2013年2月24日星期日
3.5.3 一级放空导淋有油或其他液体排出
一级放空导淋按要求是不能有任何油污及其他任何液体排出的， 否则此套干气密封肯定失效。若出现油及其他液体，说明二级密 封组件肯定有油存在，这样二级密封动静环肯定不能打开而损坏。 所排出来的油也一定是从润滑油中串到二级密封内部，再从一级 放空排出，部分油还会进入一级密封组件里边，造成一级密封失 效。首先必须检查隔离气密封组件，同时必须对整套干气密封组 件进行更换，更换新的干气密封组件之前，需脱脂吹扫整个干气 密封管路系统，保证系统不带任何液体及其他杂质。 另外，若有液体排出，有可能是一级放空失效，导致工艺气（工 艺气本身带液）从一级放空泄漏出来。同时也可能是二级缓冲气 带液造成。总之，一旦发现一级放空导淋有油或液体排出，都必 须更换整套干气密封组件。
2013年2月24日星期日
3.5.4 二级放空导淋有油或其他液体排出
二级放空有油排出，最有可能的原因是隔离气隔离油的效果不好， 随着油气带入二级放空。若二级放空导淋有少量油排出是正常的， 但量不能多，少量存油时间也不能太长，否则将会带入二级密封 动静环之间，造成二级密封失效。在量的控制上多数是通过经验 判断，从安全方面考虑，最好更换整套干气密封组件，送出检查 清洗后做密封试验。 二级放空有液体排出，可能是二级密封气有带液现象，同时也可 能是隔离气带液造成。需要更换整套干气密封组件，也包括隔离 气密封组件。
建议│干气密封常见损坏原因及维护方法
建议│干气密封常见损坏原因及维护方法干气密封是一种常用的动态密封装置，广泛应用于压缩机、泵、离心机和搅拌器等机械设备中。
然而，由于其特殊的工作环境和使用条件，常常会出现损坏的情况。
本文将介绍干气密封常见的损坏原因和维护方法。
一、干气密封常见损坏原因：1.密封面磨损：由于干气密封的密封面直接接触并摩擦，长时间的磨损会导致密封面失效。
造成密封面磨损的原因包括杂质的进入、摩擦力过大、密封面材料的选择不合适等。
2.密封面泄漏：干气密封的密封面存在微小的间隙，当泄漏流经这个间隙时，会导致泄漏现象。
这种泄漏现象可能是由于密封面的磨损、密封材料的老化、密封面松动等原因造成的。
3.密封面腐蚀：干气密封工作环境中可能存在一些腐蚀性物质，这些物质会侵蚀密封面，导致密封面的腐蚀损坏。
4.密封元件疲劳：干气密封的工作要求密封元件频繁地运动和变形，可能会导致密封元件疲劳，使其失去原有的弹性和密封性能。
5.悬浮环磨损：悬浮环是干气密封中的一个重要组成部分，负责提供紧密的接触作用。
由于工作环境的振动和摩擦力的作用，悬浮环可能会磨损，导致密封效果下降。
二、干气密封的维护方法：1.定期检查和维护：定期检查干气密封的运行状态和工作效果，及时发现和处理问题。
检查的重点包括密封面的磨损情况、密封面的泄漏情况、密封材料的老化程度等。
2.清洁和除尘：干气密封的工作环境中可能存在杂质和灰尘等物质，这些物质会对密封面产生磨损和腐蚀。
因此，应定期对密封装置进行清洁和除尘工作，保持干净的工作环境。
3.正确安装和调整：正确安装干气密封，并进行适当的调整和校正，确保密封装置的运行平稳和密封效果良好。
4.使用合适的润滑剂：干气密封的密封面在工作过程中会产生摩擦，为了减少摩擦损耗，应使用合适的润滑剂进行润滑。
5.定期更换密封件：密封元件是干气密封的重要组成部分，其寿命有限。
应根据实际使用情况，定期更换密封元件，确保密封效果和工作效率。
6.注意工作温度和压力：干气密封的工作温度和压力应控制在允许范围之内，避免因温度和压力过高而导致密封面失效或其他损坏。
干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施
干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施
特点：与高速机械密封相比，密封面宽、旋转环（硬环）密封面刻有微米量级的动压槽，密封面分为槽区和 坝区两部分。
干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施
▪ 旋转环 －碳化钨 / 碳化硅
▪ 静止环 －碳石墨/ Cranite 2000
▪ 金属件 －410不锈钢 / 316不锈钢 / 哈氏合金 / 其它
干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施
▪ —— 密封气严重带液，超出过滤器处理能力。
▪ —— 过滤器堵塞后未及时切换，造成滤芯破损。
▪ ——气源中含大量的细粉，其粒度小于过滤器的精度，超出了过滤器的处理能力，但因量大， 对密封及系统均造成影响。
应对措施：根据介质特性，及时进行相关检查，判断带液情况；严密关注过滤器压差值，对于压 差异常的要及时检查清理或更换
干气密封基本原理及常见故障分析 及应对措施
干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施
1. 定义 干气密封：干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封的简称。 2. 特点 以气封气、非接触、气膜润滑、功耗低、寿命长、可靠性高、运行维护费用低。 干气密封－目前最先进的高速透平压缩机轴端密封型式，是设计院、主机厂和终端用户首选的大机组轴端 密封型式。
推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。
干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施
闭合力
气膜厚度约 0.003mm
弹簧力 和背压
开启力
压缩
膨胀
干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施 闭合力
开启力增加
气膜刚度：气膜开启力的变化与膜厚变化的比值 气膜刚度越大，密封工作越稳定。
KZ
dFo dh
干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施 闭合力
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
干气密封现场失效模式
现场或操作方面：
◆后置隔离密封失效,外侧密封端面进油 ◆开停车处理不当,密封污染 ◆过滤系统失效,密封污染 ◆压缩机前置迷宫失效,密封污染 ◆端面反压 ◆密封供气系统故障(压力中断、带液),引起密封失效
压缩机反转（葫芦岛）
密封损坏案例
过渡盘车造成密封损坏（硬对硬）
密封圈选型错误（晋城）
密封损坏案例
压缩机振动过高（平顶山）
密封损坏案例
压缩机推力瓦装反（唐山）
干气密封失效模式
干气密封现场失效模式
机械方面：
◆单向槽旋向装反或密封反转 ◆低速盘车端面磨损 ◆压缩机振动过高造成密封失效 ◆压缩机平衡系统故障,高压端密封腔压力上升引起失效
串联式密封控制系统
外部气体
过滤器
FO
工艺气体
FI FI
工艺气体
PI FO
FI
FI FI
PCV
过滤后的氮气
FO
隔离气过滤器
过滤后的工艺气体
PI FO FI
工艺气去火炬
火炬 放空
氮气去大气
串联式密封典型故障分析
火炬线流量高 常见原因
◆一级密封磨损或失效 ◆二级密封压力增加或进气量增大 ◆一级密封副密封圈不追随（卡滞） ◆密封端面带液 ◆一级密封腔和火炬腔相通（如密封圈老化或损坏）
干气密封
故障分析及案例
2020年5月7日
目录
干气密封本体 干气密封控制系统 干气密封安装调试 干气密封操作运行维护 干气密封故障分析及案例
双端面干气密封故障分析
双端面密封
要求主密封N2 压力高于工艺气压力2 bar 以上
轴承
工艺气
用于有毒或含颗粒的工艺气和压缩机入口压力低的情况
双端面密封控制系统
解决方案： ·
轴承油污染密封
液滴(喷溅)污染 常见原因 ◆轴承供油压力高 ◆轴承与密封距离过小，直接喷溅
解决方案：
轴承油污染密封
油雾(扩散)污染 常见原因
—设计方面 ◆气体设计流速低造成气量过小 ◆迷宫齿数或间隙不合适 ◆孔板孔径设计过小
解决方案：
轴承油污染密封
油雾(扩散)污染 常见原因
—现场方面 ◆轴承箱排空不畅(呼吸帽过滤网堵塞) ◆孔板堵塞 ◆氮气波动或供气中断 ◆隔离气与油泵的操作顺序错误 ◆误操作，如进气阀门被关闭等
解决方案：
干气密封损坏案例
密封损坏案例
密封被轴承油污染（吕梁）
密封损坏案例
被污染的密封（珠海）
被污染的密封端面（湛江）
密封损坏案例
被颗粒物污染的密封（上海）
一级密封反压（滕州）
密Hale Waihona Puke 损坏案例双端面停供主密封气（驻马店）
密封损坏案例
新密封打静压时损坏（三门峡）
大修拆卸密封时损坏（濮阳）
密封损坏案例
解决方案：
双端面密封典型故障分析
1、主密封与前置气压差低 常见原因
◆密封出现严重损坏 ◆主密封气源压力降低 ◆压缩机高压端梳齿密封损坏 ◆压缩机平衡管堵塞
解决方案：
串联式干气密封故障分析
串联式密封（带中间迷宫）
二级放空
N2 缓冲
一级放火炬
过滤后的工艺气
带中间迷宫的串联式干气密封用于有毒、可燃性和危险气体
N2
双端面密封典型故障分析
1、主密封流量高 常见原因
◆副密封圈不追随（卡滞） ◆端面带液或磨损失效 ◆中分面涂胶不好或胶型号不对（水平剖分机组） ◆腔体外圆密封圈老化（或损坏） ◆流量计后的管路跑气（常见于初始开机）
解决方案：
双端面密封典型故障分析
中分面涂胶
双端面密封典型故障分析
1、主密封流量无显示(或过小) 常见原因 ◆流量计量程过大 ◆端面形成的气膜刚度低（气膜薄）
解决方案：
PI FO
FI
PI FO FI
工艺气去 火炬
火炬 放空
轴承油污染密封分析
轴承油污染密封
轴承油污染密封的方式 —液位（淹） 回油视窗回油波动明显，油量很大 —液滴（喷溅） 有一定的油量 —油雾（扩散） 油量很小
轴承油污染密封
液位(淹)污染 常见原因 ◆轴承供油压力高（进油量过大） ◆轴承内回油面积小造成回油不畅，形成液位
解决方案：
串联式密封典型故障分析
火炬线流量低 常见原因
◆二级进气压力降低或进气量减少 ◆二级端面泄漏量增加
1.二级端面磨损或失效 2.二级端面卡滞 3.二级端面被润滑油污染等 ◆泄漏孔板或泄漏管线堵塞 ◆火炬背压突然增高
解决方案：
串联式密封典型故障分析
火炬线压力或差压高 常见原因
◆火炬流量高的原因（五方面） ◆泄漏孔板或泄漏管线堵塞 ◆火炬背压突然增高（仅适用于压力高）