干氣密封問題分析及處理措施

1、LOGO 2021年6月28日星期一 干氣密封問題分析及處理措施干氣密封問題分析及處理措施 2021年6月28日星期一 簡簡 介介 根據(jù)云南天安化工有限公司有限公司合成氣壓縮機(jī)根據(jù)云南天安化工有限公司有限公司合成氣壓縮機(jī) 103J干氣密封使用及維護(hù)情況總結(jié)，從以下幾方面對(duì)干氣密封使用及維護(hù)情況總結(jié)，從以下幾方面對(duì) 干氣密封做簡單介紹：干氣密封做簡單介紹： v 密封結(jié)構(gòu)原理密封結(jié)構(gòu)原理 v 使用維護(hù)總結(jié)使用維護(hù)總結(jié) v 頻繁泄漏原因分析頻繁泄漏原因分析 v 初步處理措施初步處理措施 2021年6月28日星期一 1 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 干氣密封主要由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、軸套、靜環(huán)座、干氣密封主要由動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、軸套

2、、靜環(huán)座、 級(jí)間梳齒密封、級(jí)間梳齒密封、O形圈、彈簧及殼體等零部件構(gòu)形圈、彈簧及殼體等零部件構(gòu) 成，另外還輔助了相關(guān)的裝拆專用工具。常用的成，另外還輔助了相關(guān)的裝拆專用工具。常用的 干氣密封分為油封組件（與軸承緊密相連，主要干氣密封分為油封組件（與軸承緊密相連，主要 起隔離油氣的作用）、一級(jí)密封組件和二級(jí)密封起隔離油氣的作用）、一級(jí)密封組件和二級(jí)密封 組件，其主要結(jié)構(gòu)形式如圖組件，其主要結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。所示。 2021年6月28日星期一 圖圖1 1 干氣密封結(jié)構(gòu)示意圖干氣密封結(jié)構(gòu)示意圖 2021年6月28日星期一 1.1 1.1 動(dòng)環(huán)結(jié)構(gòu)形式動(dòng)環(huán)結(jié)構(gòu)形式 動(dòng)環(huán)通常有螺旋槽和梯形槽兩種結(jié)構(gòu)形

3、式，槽深小于動(dòng)環(huán)通常有螺旋槽和梯形槽兩種結(jié)構(gòu)形式，槽深小于 10微米。主要形狀見圖微米。主要形狀見圖2、圖、圖3所示。所示。 圖圖2 螺旋槽結(jié)構(gòu)螺旋槽結(jié)構(gòu) 圖圖3 梯形槽結(jié)構(gòu)梯形槽結(jié)構(gòu) 2021年6月28日星期一 1.1.1 1.1.1 螺旋槽結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)螺旋槽結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn) v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1、氣膜剛度強(qiáng)、氣膜剛度強(qiáng) 2、氣膜穩(wěn)定、氣膜穩(wěn)定 v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1、無防反轉(zhuǎn)功能、無防反轉(zhuǎn)功能 由于其自身優(yōu)點(diǎn)，目前使用較廣泛由于其自身優(yōu)點(diǎn)，目前使用較廣泛 2021年6月28日星期一 1.1.2 1.1.2 梯形槽結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)梯形槽結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn) v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1、結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，具有防反轉(zhuǎn)功能、結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，

4、具有防反轉(zhuǎn)功能 v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1、氣膜剛度不如螺旋槽結(jié)構(gòu)強(qiáng)、氣膜剛度不如螺旋槽結(jié)構(gòu)強(qiáng) 2、氣膜不如螺旋槽結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、氣膜不如螺旋槽結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 綜合因素決定，目前使用較少綜合因素決定，目前使用較少 2021年6月28日星期一 1.2 1.2 彈彈 簧簧 v 單彈簧單彈簧 產(chǎn)生的彈簧力較大，安裝簡單，較少因?yàn)榘惭b問產(chǎn)生的彈簧力較大，安裝簡單，較少因?yàn)榘惭b問 題導(dǎo)致干氣密封失效，但產(chǎn)生的彈簧力不夠均勻，一題導(dǎo)致干氣密封失效，但產(chǎn)生的彈簧力不夠均勻，一 旦失效將導(dǎo)致整個(gè)干氣密封失效。旦失效將導(dǎo)致整個(gè)干氣密封失效。 v 多彈簧多彈簧 產(chǎn)生的彈簧力較均勻，更穩(wěn)定，且一個(gè)彈簧失效產(chǎn)生的彈簧力較均勻，更穩(wěn)定，且

5、一個(gè)彈簧失效 還有其他彈簧起到保護(hù)作用，但安裝不方便。還有其他彈簧起到保護(hù)作用，但安裝不方便。 v 目前多彈簧使用范圍較廣目前多彈簧使用范圍較廣 2021年6月28日星期一 1.3 1.3 動(dòng)靜環(huán)材質(zhì)配合動(dòng)靜環(huán)材質(zhì)配合 v硬對(duì)硬配合，動(dòng)環(huán)為碳化硅，靜環(huán)為碳化硅硬對(duì)硬配合，動(dòng)環(huán)為碳化硅，靜環(huán)為碳化硅 并經(jīng)表面涂覆并經(jīng)表面涂覆DLC處理，以處理，以FLOWSERVE 制造廠為代表。制造廠為代表。 v硬對(duì)軟配合，動(dòng)環(huán)為硬質(zhì)合金或氮化硅，靜硬對(duì)軟配合，動(dòng)環(huán)為硬質(zhì)合金或氮化硅，靜 環(huán)為石墨（較軟且具有自潤滑性），以約翰環(huán)為石墨（較軟且具有自潤滑性），以約翰 克蘭制造廠為代表?？颂m制造廠為代表。 2021

6、年6月28日星期一 2 2 工作原理工作原理 多采用串聯(lián)式干氣密封，其結(jié)構(gòu)見圖多采用串聯(lián)式干氣密封，其結(jié)構(gòu)見圖4所示，所示， 相當(dāng)于前后串聯(lián)布置的兩組單端面干氣密封。第相當(dāng)于前后串聯(lián)布置的兩組單端面干氣密封。第 一級(jí)干氣密封為主密封，承受全部差壓。第二級(jí)一級(jí)干氣密封為主密封，承受全部差壓。第二級(jí) 干氣密封為輔助完全密封，通常情況在很低的壓干氣密封為輔助完全密封，通常情況在很低的壓 差下工作。由于其摩擦副始終保持在非接觸狀態(tài)差下工作。由于其摩擦副始終保持在非接觸狀態(tài) 下運(yùn)行，沒有任何磨損，故能夠一直處于理想的下運(yùn)行，沒有任何磨損，故能夠一直處于理想的 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在第一級(jí)密封失效時(shí)會(huì)迅速的做出反運(yùn)

7、轉(zhuǎn)狀態(tài)。在第一級(jí)密封失效時(shí)會(huì)迅速的做出反 應(yīng)起到密封作用，達(dá)到一級(jí)密封泄漏緊急停車過應(yīng)起到密封作用，達(dá)到一級(jí)密封泄漏緊急停車過 程臨時(shí)密封效果。程臨時(shí)密封效果。 2021年6月28日星期一 圖圖4 4 串聯(lián)式干氣密封結(jié)構(gòu)示意圖串聯(lián)式干氣密封結(jié)構(gòu)示意圖 一級(jí)密封氣一級(jí)密封氣 二級(jí)密封氣二級(jí)密封氣 一級(jí)放空一級(jí)放空 二級(jí)放空二級(jí)放空 2021年6月28日星期一 2.1 2.1 一級(jí)密封工作原理一級(jí)密封工作原理 一級(jí)密封也叫主密封，當(dāng)機(jī)組達(dá)到一定工作轉(zhuǎn)速時(shí)，一級(jí)密封也叫主密封，當(dāng)機(jī)組達(dá)到一定工作轉(zhuǎn)速時(shí)， 密封氣沿動(dòng)環(huán)槽進(jìn)入動(dòng)靜環(huán)之間形成剛度較強(qiáng)的氣膜，從密封氣沿動(dòng)環(huán)槽進(jìn)入動(dòng)靜環(huán)之間形成剛度較強(qiáng)的氣膜

8、，從 而阻止工藝氣的泄漏。而阻止工藝氣的泄漏。 在機(jī)組未達(dá)到最低工作轉(zhuǎn)速時(shí)，一級(jí)密封氣用在機(jī)組未達(dá)到最低工作轉(zhuǎn)速時(shí)，一級(jí)密封氣用 8.1MPa的氮?dú)庾雒芊鈿庠?。?dāng)機(jī)組達(dá)到最低工作轉(zhuǎn)速的氮?dú)庾雒芊鈿庠?。?dāng)機(jī)組達(dá)到最低工作轉(zhuǎn)速 后，從機(jī)組出口端引出的工藝氣體（壓力超過后，從機(jī)組出口端引出的工藝氣體（壓力超過8.1MPa） 經(jīng)過濾、調(diào)壓后作為其密封氣源，其少量泄漏氣送火炬燃經(jīng)過濾、調(diào)壓后作為其密封氣源，其少量泄漏氣送火炬燃 燒（因含少量合成氣），一級(jí)密封氣源多數(shù)進(jìn)入壓縮機(jī)缸燒（因含少量合成氣），一級(jí)密封氣源多數(shù)進(jìn)入壓縮機(jī)缸 體內(nèi)部，作為機(jī)組工藝氣循環(huán)。體內(nèi)部，作為機(jī)組工藝氣循環(huán)。 2021年6月28

9、日星期一 2.2 2.2 二級(jí)密封工作原理二級(jí)密封工作原理 串聯(lián)是干氣密封的二級(jí)密封也可叫做備用密封，在串聯(lián)是干氣密封的二級(jí)密封也可叫做備用密封，在 一級(jí)密封突然失效的情況下，可阻止工藝氣泄漏，保證一級(jí)密封突然失效的情況下，可阻止工藝氣泄漏，保證 機(jī)組緊急停車過程不會(huì)有工藝氣體泄漏。其工作原理與機(jī)組緊急停車過程不會(huì)有工藝氣體泄漏。其工作原理與 一級(jí)密封完全一樣，結(jié)構(gòu)上可實(shí)現(xiàn)互換使用。一級(jí)密封完全一樣，結(jié)構(gòu)上可實(shí)現(xiàn)互換使用。 第二級(jí)密封通入經(jīng)過濾后的氮?dú)庾鳛槎?jí)密封緩沖第二級(jí)密封通入經(jīng)過濾后的氮?dú)庾鳛槎?jí)密封緩沖 氣，控制其壓力比第一級(jí)密封泄漏氣壓力高幾十氣，控制其壓力比第一級(jí)密封泄漏氣壓力高幾

10、十KPa， 這樣可確保工藝氣不會(huì)泄漏到大氣中這樣可確保工藝氣不會(huì)泄漏到大氣中 。因泄漏氣為氮?dú)?。因泄漏氣為氮?dú)?和隔離氣中的油氣，可直接放空。和隔離氣中的油氣，可直接放空。 2021年6月28日星期一 2.3 2.3 級(jí)間梳齒密封及隔離氣密封原理級(jí)間梳齒密封及隔離氣密封原理 v 級(jí)間梳齒密封級(jí)間梳齒密封 一、二級(jí)密封間加入一級(jí)迷宮密封，減少二級(jí)緩一、二級(jí)密封間加入一級(jí)迷宮密封，減少二級(jí)緩 沖氮?dú)獾南牧俊_氮?dú)獾南牧俊?v 隔離氣密封隔離氣密封 干氣密封的后端（軸承端）采用梳齒密封或者碳干氣密封的后端（軸承端）采用梳齒密封或者碳 環(huán)制作的隔離氣密封組件，引入略高于軸承箱壓力的環(huán)制作的隔離氣密

11、封組件，引入略高于軸承箱壓力的 氮?dú)?，其作用是避免軸承箱中的潤滑油進(jìn)入干氣密封氮?dú)?，其作用是避免軸承箱中的潤滑油進(jìn)入干氣密封 內(nèi)。結(jié)構(gòu)形式見圖內(nèi)。結(jié)構(gòu)形式見圖5所示：所示： 2021年6月28日星期一 圖圖5 5 隔離氣密封結(jié)構(gòu)示意圖隔離氣密封結(jié)構(gòu)示意圖 隔離氣隔離氣 分瓣石墨環(huán) 彈簧加固 油氣放空油氣放空 二級(jí)放空二級(jí)放空 2021年6月28日星期一 2.4 2.4 以螺旋槽為例介紹其工作原理以螺旋槽為例介紹其工作原理 在密封面上加工有一定的螺旋槽，其深度小于在密封面上加工有一定的螺旋槽，其深度小于10微米。密封運(yùn)轉(zhuǎn)微米。密封運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)，被密封氣體周向吸入螺旋槽內(nèi)，徑向分量由外徑朝中心（低壓側(cè)

12、）時(shí)，被密封氣體周向吸入螺旋槽內(nèi)，徑向分量由外徑朝中心（低壓側(cè)） 流動(dòng)，限制氣體流向低壓側(cè)。氣體隨著螺旋槽截面形狀的變化被壓縮，流動(dòng)，限制氣體流向低壓側(cè)。氣體隨著螺旋槽截面形狀的變化被壓縮， 在槽根部形成局部高壓區(qū)，使端面分開幾微米（在槽根部形成局部高壓區(qū)，使端面分開幾微米（3-5微米）而形成一微米）而形成一 定厚度的氣膜。在此厚度氣膜下，由氣膜作用力形成的開啟力與由彈定厚度的氣膜。在此厚度氣膜下，由氣膜作用力形成的開啟力與由彈 簧力和介質(zhì)作用力形成的閉合力達(dá)到平衡，于是密封實(shí)現(xiàn)非接觸運(yùn)轉(zhuǎn)?；闪徒橘|(zhì)作用力形成的閉合力達(dá)到平衡，于是密封實(shí)現(xiàn)非接觸運(yùn)轉(zhuǎn)。 氣膜形成見圖氣膜形成見圖6所示，在正常情

13、況下，密封的閉合力等于開啟力。當(dāng)所示，在正常情況下，密封的閉合力等于開啟力。當(dāng) 受到外來干擾（如工藝或操作波動(dòng)），氣膜厚度變小，則氣體的粘性受到外來干擾（如工藝或操作波動(dòng)），氣膜厚度變小，則氣體的粘性 剪力增大，螺旋槽產(chǎn)生的流體動(dòng)壓效應(yīng)增強(qiáng)，促使氣膜壓力增大，開剪力增大，螺旋槽產(chǎn)生的流體動(dòng)壓效應(yīng)增強(qiáng)，促使氣膜壓力增大，開 啟力隨之增大，為保持力平衡密封恢復(fù)到原來的間隙，反之則反。其啟力隨之增大，為保持力平衡密封恢復(fù)到原來的間隙，反之則反。其 作用力見圖作用力見圖7所示。所示。 2021年6月28日星期一 圖圖6 6 氣膜形成示意圖氣膜形成示意圖 2021年6月28日星期一 圖圖7 7 動(dòng)靜環(huán)受

14、力圖動(dòng)靜環(huán)受力圖 2021年6月28日星期一 3 3 使用及維護(hù)使用及維護(hù) 干氣密封的使用主要包括開、停車及正常干氣密封的使用主要包括開、停車及正常 運(yùn)行三個(gè)過程，尤其是開停車過程對(duì)干氣密封運(yùn)行三個(gè)過程，尤其是開停車過程對(duì)干氣密封 的可靠性及使用壽命影響最為明顯。正常運(yùn)行的可靠性及使用壽命影響最為明顯。正常運(yùn)行 中應(yīng)密切關(guān)注工藝負(fù)荷波動(dòng)對(duì)密封的影響。中應(yīng)密切關(guān)注工藝負(fù)荷波動(dòng)對(duì)密封的影響。 維護(hù)過程主要為干氣密封的現(xiàn)場整體更換維護(hù)過程主要為干氣密封的現(xiàn)場整體更換 過程。過程。 2021年6月28日星期一 3.1 3.1 開車注意事項(xiàng)開車注意事項(xiàng) v 在開油循環(huán)之前，必須將隔離氣通上，以保證油不在

15、開油循環(huán)之前，必須將隔離氣通上，以保證油不 進(jìn)如干氣密封。進(jìn)如干氣密封。 v 投密封氣順序，依次為隔離氣、二級(jí)密封氣、一級(jí)投密封氣順序，依次為隔離氣、二級(jí)密封氣、一級(jí) 密封氣密封氣 。 v 針對(duì)針對(duì)103J待缸體壓力達(dá)待缸體壓力達(dá)2.7MPa以上后方可對(duì)機(jī)組以上后方可對(duì)機(jī)組 進(jìn)行盤車（建議手動(dòng)盤車），以保護(hù)干氣密封。進(jìn)行盤車（建議手動(dòng)盤車），以保護(hù)干氣密封。 v 當(dāng)機(jī)組達(dá)到最低工作轉(zhuǎn)速時(shí)，需將一級(jí)密封氣切換當(dāng)機(jī)組達(dá)到最低工作轉(zhuǎn)速時(shí)，需將一級(jí)密封氣切換 為出口工藝氣為出口工藝氣 。 2021年6月28日星期一 3.2 3.2 停車注意事項(xiàng)停車注意事項(xiàng) v 當(dāng)機(jī)組出口壓力低于當(dāng)機(jī)組出口壓力低于8.

16、1MPa（機(jī)組達(dá)最低工作轉(zhuǎn)速）（機(jī)組達(dá)最低工作轉(zhuǎn)速） 時(shí)，需將一級(jí)密封氣切換為高壓氮?dú)?。時(shí)，需將一級(jí)密封氣切換為高壓氮?dú)狻?v 停車后需將油循環(huán)全部停止，且高位油箱油全部回完停車后需將油循環(huán)全部停止，且高位油箱油全部回完 后，方可停密封氣后，方可停密封氣 。 v 密切注意晃電情況的停車，可能出現(xiàn)密封氣瞬間中斷密切注意晃電情況的停車，可能出現(xiàn)密封氣瞬間中斷 的情況，設(shè)立增壓系統(tǒng)防止此情況的發(fā)生。的情況，設(shè)立增壓系統(tǒng)防止此情況的發(fā)生。 2021年6月28日星期一 3.3 3.3 日常開停車事例日常開停車事例 v 由于全廠突然晃電，造成干氣密封進(jìn)油而失效。由于全廠突然晃電，造成干氣密封進(jìn)油而失效。

17、v 機(jī)組反轉(zhuǎn)造成動(dòng)靜環(huán)損壞，導(dǎo)致密封失效，損壞磨損情況見圖機(jī)組反轉(zhuǎn)造成動(dòng)靜環(huán)損壞，導(dǎo)致密封失效，損壞磨損情況見圖8所所 示。示。 v 維修后動(dòng)靜環(huán)頻繁損壞，幾乎在每次停車過程（轉(zhuǎn)速降至維修后動(dòng)靜環(huán)頻繁損壞，幾乎在每次停車過程（轉(zhuǎn)速降至 1345RPM時(shí)），動(dòng)靜環(huán)貼合后瞬間高溫并沖擊致使碎裂損壞，時(shí)），動(dòng)靜環(huán)貼合后瞬間高溫并沖擊致使碎裂損壞， 導(dǎo)致密封失效。損壞情況見圖導(dǎo)致密封失效。損壞情況見圖9所示。所示。 綜合分析，造成失效的最根本原因：綜合分析，造成失效的最根本原因： 1、帶液、帶液 2、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) 3、動(dòng)靜環(huán)材質(zhì)、動(dòng)靜環(huán)材質(zhì) 2021年6月28日星期一 圖圖8 8 反轉(zhuǎn)磨損情況示意圖反轉(zhuǎn)

18、磨損情況示意圖 2021年6月28日星期一 圖圖9 9 頻繁損壞情況示意圖頻繁損壞情況示意圖 2021年6月28日星期一 3.4 3.4 維護(hù)總結(jié)維護(hù)總結(jié) v 更換驅(qū)動(dòng)端干氣密封，大約需要更換驅(qū)動(dòng)端干氣密封，大約需要40小時(shí)。小時(shí)。 v 更換非驅(qū)動(dòng)端干氣密封，大約需要更換非驅(qū)動(dòng)端干氣密封，大約需要60小時(shí)。小時(shí)。 v 同時(shí)更換驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端干氣密封，大約需要同時(shí)更換驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端干氣密封，大約需要65小時(shí)。小時(shí)。 v 在拆裝時(shí)密切注意三個(gè)對(duì)位記號(hào)，動(dòng)環(huán)與殼體、殼體與轉(zhuǎn)子、殼在拆裝時(shí)密切注意三個(gè)對(duì)位記號(hào)，動(dòng)環(huán)與殼體、殼體與轉(zhuǎn)子、殼 體與缸體（轉(zhuǎn)子與缸體）之間的對(duì)位記號(hào)。體與缸體（轉(zhuǎn)子與缸體）

19、之間的對(duì)位記號(hào)。 v O型圈上硅膠的合理使用。型圈上硅膠的合理使用。 v 裝配前動(dòng)靜環(huán)的靈活情況檢查。裝配前動(dòng)靜環(huán)的靈活情況檢查。 v 裝配前尺寸和轉(zhuǎn)向的復(fù)核。裝配前尺寸和轉(zhuǎn)向的復(fù)核。 v 管路系統(tǒng)的吹掃檢查。管路系統(tǒng)的吹掃檢查。 v 更換結(jié)束后的升壓試漏。更換結(jié)束后的升壓試漏。 2021年6月28日星期一 3.5 3.5 干氣密封常見問題干氣密封常見問題 干氣密封在開停車及運(yùn)行過程中可能會(huì)干氣密封在開停車及運(yùn)行過程中可能會(huì) 出現(xiàn)以下幾種故障：出現(xiàn)以下幾種故障： v一級(jí)放空差壓增大一級(jí)放空差壓增大 v二級(jí)放空差壓增大二級(jí)放空差壓增大 v一級(jí)放空導(dǎo)淋有油或其他液體排出一級(jí)放空導(dǎo)淋有油或其他液體排

20、出 v二級(jí)放空導(dǎo)淋有油或其他液體排出二級(jí)放空導(dǎo)淋有油或其他液體排出 2021年6月28日星期一 3.5.1 3.5.1 一級(jí)放空差壓增大問題判斷一級(jí)放空差壓增大問題判斷 因?yàn)橐患?jí)放空主要是二級(jí)密封氣的放空，然而二級(jí)密封氣是因?yàn)橐患?jí)放空主要是二級(jí)密封氣的放空，然而二級(jí)密封氣是 通過一、二級(jí)級(jí)間梳齒傳遞。若一級(jí)放空差壓增大，可能是由于：通過一、二級(jí)級(jí)間梳齒傳遞。若一級(jí)放空差壓增大，可能是由于： v 一、二級(jí)級(jí)間梳齒磨損，導(dǎo)致二級(jí)緩沖氣更多的通往一級(jí)放空。一、二級(jí)級(jí)間梳齒磨損，導(dǎo)致二級(jí)緩沖氣更多的通往一級(jí)放空。 判斷此問題可在機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下短時(shí)間中斷二級(jí)密封氣源，看一判斷此問題可在機(jī)組停機(jī)狀態(tài)下短時(shí)

21、間中斷二級(jí)密封氣源，看一 級(jí)放空差壓變化情況。級(jí)放空差壓變化情況。 v 靜環(huán)座后端靜環(huán)座后端O型圈有卡澀現(xiàn)象，此處型圈有卡澀現(xiàn)象，此處O型圈結(jié)構(gòu)形式見圖型圈結(jié)構(gòu)形式見圖10所示。所示。 解決此問題可通過憋壓法（一級(jí)放空處有一憋壓閥門，見圖解決此問題可通過憋壓法（一級(jí)放空處有一憋壓閥門，見圖11所所 示）瞬間憋壓解決，不需要更換干氣密封。示）瞬間憋壓解決，不需要更換干氣密封。 v 一級(jí)密封動(dòng)靜環(huán)磨損嚴(yán)重或損壞，必須更換干氣密封。一級(jí)密封動(dòng)靜環(huán)磨損嚴(yán)重或損壞，必須更換干氣密封。 2021年6月28日星期一 圖圖10 10 靜環(huán)座靜環(huán)座O O型圈結(jié)構(gòu)形式型圈結(jié)構(gòu)形式 2021年6月28日星期一 圖圖

22、11 11 憋壓閥示意圖憋壓閥示意圖 2021年6月28日星期一 3.5.2 3.5.2 二級(jí)放空差壓增大問題判斷二級(jí)放空差壓增大問題判斷 因?yàn)槎?jí)放空主要是隔離氣的放空，少量二級(jí)泄漏因?yàn)槎?jí)放空主要是隔離氣的放空，少量二級(jí)泄漏 氣的放空。若二級(jí)放空差壓增大，可能是由于：氣的放空。若二級(jí)放空差壓增大，可能是由于： v 隔離氣密封效果變差，需對(duì)隔離氣密封進(jìn)行檢查處理。隔離氣密封效果變差，需對(duì)隔離氣密封進(jìn)行檢查處理。 如：隔離氣密封組件碳環(huán)間隙變大；碳環(huán)有磨損、損壞如：隔離氣密封組件碳環(huán)間隙變大；碳環(huán)有磨損、損壞 等情況發(fā)生。等情況發(fā)生。 v 二級(jí)密封動(dòng)靜環(huán)磨損嚴(yán)重或損壞，造成二級(jí)密封氣源大二級(jí)密

23、封動(dòng)靜環(huán)磨損嚴(yán)重或損壞，造成二級(jí)密封氣源大 量從二級(jí)密封處泄漏。這種情況和一級(jí)密封組件故障一量從二級(jí)密封處泄漏。這種情況和一級(jí)密封組件故障一 樣，需要更換此套干氣密封。樣，需要更換此套干氣密封。 2021年6月28日星期一 3.5.3 3.5.3 一級(jí)放空導(dǎo)淋有油或其他液體排出一級(jí)放空導(dǎo)淋有油或其他液體排出 v 一級(jí)放空導(dǎo)淋按要求是不能有任何油污及其他任何液體排出的，否一級(jí)放空導(dǎo)淋按要求是不能有任何油污及其他任何液體排出的，否 則此套干氣密封肯定失效。若出現(xiàn)油及其他液體，說明二級(jí)密封組則此套干氣密封肯定失效。若出現(xiàn)油及其他液體，說明二級(jí)密封組 件肯定有油存在，這樣二級(jí)密封動(dòng)靜環(huán)肯定不能打開而損

24、壞。所排件肯定有油存在，這樣二級(jí)密封動(dòng)靜環(huán)肯定不能打開而損壞。所排 出來的油也一定是從潤滑油中串到二級(jí)密封內(nèi)部，再從一級(jí)放空排出來的油也一定是從潤滑油中串到二級(jí)密封內(nèi)部，再從一級(jí)放空排 出，部分油還會(huì)進(jìn)入一級(jí)密封組件里邊，造成一級(jí)密封失效。首先出，部分油還會(huì)進(jìn)入一級(jí)密封組件里邊，造成一級(jí)密封失效。首先 必須檢查隔離氣密封組件，同時(shí)必須對(duì)整套干氣密封組件進(jìn)行更換，必須檢查隔離氣密封組件，同時(shí)必須對(duì)整套干氣密封組件進(jìn)行更換， 更換新的干氣密封組件之前，需脫脂吹掃整個(gè)干氣密封管路系統(tǒng)，更換新的干氣密封組件之前，需脫脂吹掃整個(gè)干氣密封管路系統(tǒng)， 保證系統(tǒng)不帶任何液體及其他雜質(zhì)。保證系統(tǒng)不帶任何液體及其

25、他雜質(zhì)。 v 另外，若有液體排出，有可能是一級(jí)放空失效，導(dǎo)致工藝氣（工藝另外，若有液體排出，有可能是一級(jí)放空失效，導(dǎo)致工藝氣（工藝 氣本身帶液）從一級(jí)放空泄漏出來。同時(shí)也可能是二級(jí)緩沖氣帶液氣本身帶液）從一級(jí)放空泄漏出來。同時(shí)也可能是二級(jí)緩沖氣帶液 造成?？傊?，一旦發(fā)現(xiàn)一級(jí)放空導(dǎo)淋有油或液體排出，都必須更換造成。總之，一旦發(fā)現(xiàn)一級(jí)放空導(dǎo)淋有油或液體排出，都必須更換 整套干氣密封組件。整套干氣密封組件。 2021年6月28日星期一 3.5.4 3.5.4 二級(jí)放空導(dǎo)淋有油或其他液體排出二級(jí)放空導(dǎo)淋有油或其他液體排出 v 二級(jí)放空有油排出，最有可能的原因是隔離氣隔離油的效果不好，二級(jí)放空有油排出，

26、最有可能的原因是隔離氣隔離油的效果不好， 隨著油氣帶入二級(jí)放空。若二級(jí)放空導(dǎo)淋有少量油排出是正常的，隨著油氣帶入二級(jí)放空。若二級(jí)放空導(dǎo)淋有少量油排出是正常的， 但量不能多，少量存油時(shí)間也不能太長，否則將會(huì)帶入二級(jí)密封但量不能多，少量存油時(shí)間也不能太長，否則將會(huì)帶入二級(jí)密封 動(dòng)靜環(huán)之間，造成二級(jí)密封失效。在量的控制上多數(shù)是通過經(jīng)驗(yàn)動(dòng)靜環(huán)之間，造成二級(jí)密封失效。在量的控制上多數(shù)是通過經(jīng)驗(yàn) 判斷，從安全方面考慮，最好更換整套干氣密封組件，送出檢查判斷，從安全方面考慮，最好更換整套干氣密封組件，送出檢查 清洗后做密封試驗(yàn)。清洗后做密封試驗(yàn)。 v 二級(jí)放空有液體排出，可能是二級(jí)密封氣有帶液現(xiàn)象，同時(shí)也可

27、二級(jí)放空有液體排出，可能是二級(jí)密封氣有帶液現(xiàn)象，同時(shí)也可 能是隔離氣帶液造成。需要更換整套干氣密封組件，也包括隔離能是隔離氣帶液造成。需要更換整套干氣密封組件，也包括隔離 氣密封組件。氣密封組件。 2021年6月28日星期一 4 4 頻繁泄漏原因分析頻繁泄漏原因分析 經(jīng)過多次維修更換及運(yùn)行情況綜合分析，造經(jīng)過多次維修更換及運(yùn)行情況綜合分析，造 成頻繁損壞的原因主要包括：成頻繁損壞的原因主要包括： 1、開停車程序，進(jìn)油或低轉(zhuǎn)速摩擦。、開停車程序，進(jìn)油或低轉(zhuǎn)速摩擦。 2、全廠晃電等意外事故，進(jìn)油、帶液等。、全廠晃電等意外事故，進(jìn)油、帶液等。 3、機(jī)組反轉(zhuǎn)。、機(jī)組反轉(zhuǎn)。 4、維修材質(zhì)的選取，材質(zhì)配對(duì)

28、不適合機(jī)組工況、維修材質(zhì)的選取，材質(zhì)配對(duì)不適合機(jī)組工況 的運(yùn)行要求。的運(yùn)行要求。 2021年6月28日星期一 4.1 4.1 系統(tǒng)進(jìn)油系統(tǒng)進(jìn)油 從系統(tǒng)本身出發(fā)，導(dǎo)致進(jìn)油的主要可能包括：從系統(tǒng)本身出發(fā)，導(dǎo)致進(jìn)油的主要可能包括： 1、在啟動(dòng)油系統(tǒng)之前未通入隔離氣。、在啟動(dòng)油系統(tǒng)之前未通入隔離氣。 2、機(jī)組突然停車，密封氣及隔離氣突然中斷，油系統(tǒng)未、機(jī)組突然停車，密封氣及隔離氣突然中斷，油系統(tǒng)未 及時(shí)停止。及時(shí)停止。 3、全廠晃電，油系統(tǒng)和密封氣系統(tǒng)均停止，但晃電過程、全廠晃電，油系統(tǒng)和密封氣系統(tǒng)均停止，但晃電過程 中高位油箱的油還繼續(xù)往機(jī)組提供潤滑油，從而導(dǎo)致油中高位油箱的油還繼續(xù)往機(jī)組提供潤滑油

29、，從而導(dǎo)致油 進(jìn)入密封系統(tǒng)。進(jìn)入密封系統(tǒng)。 4、隔離氣密封組件損壞，此組件失效而導(dǎo)致油進(jìn)入干氣、隔離氣密封組件損壞，此組件失效而導(dǎo)致油進(jìn)入干氣 密封系統(tǒng)。密封系統(tǒng)。 2021年6月28日星期一 4.2 4.2 系統(tǒng)帶液系統(tǒng)帶液 v 氮?dú)庀到y(tǒng)帶液，此情況僅可能發(fā)生在啟動(dòng)過程中，因氮?dú)庀到y(tǒng)帶液，此情況僅可能發(fā)生在啟動(dòng)過程中，因 此時(shí)才使用氮?dú)庾鳛槊芊鈿?，正常開車過程不使用此此時(shí)才使用氮?dú)庾鳛槊芊鈿猓ｉ_車過程不使用此 氣體。到目前為止還未因氮?dú)庀到y(tǒng)帶液而出現(xiàn)問題。氣體。到目前為止還未因氮?dú)庀到y(tǒng)帶液而出現(xiàn)問題。 v 停車過程中，機(jī)組密封氣使用壓縮機(jī)出口工藝氣，隨停車過程中，機(jī)組密封氣使用壓縮機(jī)出口

30、工藝氣，隨 著機(jī)組停車，壓力降低，溫度下降，當(dāng)溫度下降至此著機(jī)組停車，壓力降低，溫度下降，當(dāng)溫度下降至此 氨含量露點(diǎn)溫度條件，產(chǎn)生液化現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)密封氨含量露點(diǎn)溫度條件，產(chǎn)生液化現(xiàn)象，導(dǎo)致整個(gè)密封 氣帶液，這是整個(gè)干氣密封帶液的最大可能。氣帶液，這是整個(gè)干氣密封帶液的最大可能。 2021年6月28日星期一 4.3 4.3 盤車轉(zhuǎn)速過高盤車轉(zhuǎn)速過高 該機(jī)組原始盤車轉(zhuǎn)速為該機(jī)組原始盤車轉(zhuǎn)速為128RPM，按干氣密封運(yùn)，按干氣密封運(yùn) 行原理，此轉(zhuǎn)速不能使動(dòng)靜環(huán)處于開啟狀態(tài)，不能形成行原理，此轉(zhuǎn)速不能使動(dòng)靜環(huán)處于開啟狀態(tài)，不能形成 氣膜，從而導(dǎo)致干氣密封在低轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)干磨現(xiàn)象。后氣膜，從而導(dǎo)致干氣密

31、封在低轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)干磨現(xiàn)象。后 來將其電動(dòng)盤車工具進(jìn)行改造，將此轉(zhuǎn)速降至來將其電動(dòng)盤車工具進(jìn)行改造，將此轉(zhuǎn)速降至7RPM。 但此情況只屬于理論分析，無實(shí)際驗(yàn)證條件。為了減少但此情況只屬于理論分析，無實(shí)際驗(yàn)證條件。為了減少 對(duì)動(dòng)靜環(huán)的磨損，只要保證轉(zhuǎn)子處于盤車狀態(tài)，先采用對(duì)動(dòng)靜環(huán)的磨損，只要保證轉(zhuǎn)子處于盤車狀態(tài)，先采用 手動(dòng)盤車方式。手動(dòng)盤車方式。 2021年6月28日星期一 4.4 4.4 機(jī)組反轉(zhuǎn)機(jī)組反轉(zhuǎn) 該機(jī)組高壓缸有一進(jìn)口、一出口和一循環(huán)段，在正該機(jī)組高壓缸有一進(jìn)口、一出口和一循環(huán)段，在正 常運(yùn)行情況下，高壓缸進(jìn)口壓力約為常運(yùn)行情況下，高壓缸進(jìn)口壓力約為7.5MPa左右，出左右，出 口最高

32、可達(dá)口最高可達(dá)15.4MPa，循環(huán)段最高約，循環(huán)段最高約13MPa。當(dāng)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng) 在異常情況下停車，比如全系統(tǒng)晃電，事故發(fā)電機(jī)不能在異常情況下停車，比如全系統(tǒng)晃電，事故發(fā)電機(jī)不能 立即啟動(dòng)，造成儀表空壓機(jī)不能運(yùn)行，所有儀表空氣中立即啟動(dòng)，造成儀表空壓機(jī)不能運(yùn)行，所有儀表空氣中 斷的情況下，機(jī)組所有儀表控制閥門都不能動(dòng)作，出口斷的情況下，機(jī)組所有儀表控制閥門都不能動(dòng)作，出口 工藝氣會(huì)從合成塔反串回壓縮機(jī)組，導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組反轉(zhuǎn)。工藝氣會(huì)從合成塔反串回壓縮機(jī)組，導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組反轉(zhuǎn)。 從干氣密封運(yùn)行原理出發(fā)，在反轉(zhuǎn)情況下動(dòng)靜環(huán)之間不從干氣密封運(yùn)行原理出發(fā)，在反轉(zhuǎn)情況下動(dòng)靜環(huán)之間不 僅不能形成氣膜，反而有

33、助于動(dòng)靜環(huán)貼合，導(dǎo)致干氣密僅不能形成氣膜，反而有助于動(dòng)靜環(huán)貼合，導(dǎo)致干氣密 封組件在較高反向轉(zhuǎn)動(dòng)下?lián)p壞。封組件在較高反向轉(zhuǎn)動(dòng)下?lián)p壞。 2021年6月28日星期一 4.5 4.5 維修材質(zhì)的選取維修材質(zhì)的選取 v 硬對(duì)硬配合，有硬對(duì)硬配合，有DLC涂覆層，機(jī)組頻繁停車情況下，涂覆層，機(jī)組頻繁停車情況下， 會(huì)導(dǎo)致涂覆層瞬間受沖擊力而脫落，同時(shí)在高壓區(qū)運(yùn)會(huì)導(dǎo)致涂覆層瞬間受沖擊力而脫落，同時(shí)在高壓區(qū)運(yùn) 行情況下也可能會(huì)導(dǎo)致涂覆層脫落，其次對(duì)涂覆層的行情況下也可能會(huì)導(dǎo)致涂覆層脫落，其次對(duì)涂覆層的 加工方面也不能驗(yàn)證。具有一定安全隱患。加工方面也不能驗(yàn)證。具有一定安全隱患。 v 硬對(duì)硬配合，無任何涂覆層，

34、這種方式不能頻繁開停硬對(duì)硬配合，無任何涂覆層，這種方式不能頻繁開停 車。車。 v 硬對(duì)軟配合，石墨本身有自潤滑性，同時(shí)脆性不如碳硬對(duì)軟配合，石墨本身有自潤滑性，同時(shí)脆性不如碳 化硅和氮化硅，更可靠、更安全。目前正使用此種配化硅和氮化硅，更可靠、更安全。目前正使用此種配 對(duì)方式。對(duì)方式。 2021年6月28日星期一 5 5 處理措施處理措施 通過運(yùn)行、維修、裝配等方面總結(jié)，得出有通過運(yùn)行、維修、裝配等方面總結(jié)，得出有 效的解決辦法及處理措施，在下一步的運(yùn)行維護(hù)效的解決辦法及處理措施，在下一步的運(yùn)行維護(hù) 中還將繼續(xù)加以總結(jié)，得出更全面、更有效、更中還將繼續(xù)加以總結(jié)，得出更全面、更有效、更 可靠的處

35、理措施?？煽康奶幚泶胧?。 2021年6月28日星期一 5.1 5.1 停車過程密封氣投用更改停車過程密封氣投用更改 經(jīng)過干氣密封開停車過程及實(shí)際操作參數(shù)經(jīng)過干氣密封開停車過程及實(shí)際操作參數(shù) 分析，一級(jí)孔板壓差是影響其泄漏的主要原因。分析，一級(jí)孔板壓差是影響其泄漏的主要原因。 經(jīng)討論決定增大其高壓缸一級(jí)進(jìn)氣壓差，從原經(jīng)討論決定增大其高壓缸一級(jí)進(jìn)氣壓差，從原 來的來的69KPa增加至增加至90KPa。具體調(diào)整過程見。具體調(diào)整過程見 表表1及表及表2： 2021年6月28日星期一 表表1 1 原始一級(jí)進(jìn)氣壓差參數(shù)一覽表原始一級(jí)進(jìn)氣壓差參數(shù)一覽表 2021年6月28日星期一 表表2 2 更改后一級(jí)進(jìn)板

36、壓差參數(shù)一覽表更改后一級(jí)進(jìn)板壓差參數(shù)一覽表 2021年6月28日星期一 5.2 5.2 干氣密封維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)干氣密封維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié) v缸體壓力影響缸體壓力影響 v材質(zhì)配對(duì)影響材質(zhì)配對(duì)影響 v開停車檢測過程開停車檢測過程 2021年6月28日星期一 5.2.1 5.2.1 缸體壓力影響缸體壓力影響 損壞頻繁出現(xiàn)在高壓缸，經(jīng)過分析，由于損壞頻繁出現(xiàn)在高壓缸，經(jīng)過分析，由于 高壓缸壓力較高，機(jī)組在停車過程中出口壓力高壓缸壓力較高，機(jī)組在停車過程中出口壓力 較高，機(jī)組轉(zhuǎn)速在較高，機(jī)組轉(zhuǎn)速在1345rpm時(shí)致使動(dòng)靜環(huán)瞬時(shí)致使動(dòng)靜環(huán)瞬 間貼合，干磨損壞。但低壓缸壓力較低，不會(huì)間貼合，干磨損壞。但低壓缸壓力較

37、低，不會(huì) 導(dǎo)致動(dòng)靜環(huán)在較大沖擊力下貼合。導(dǎo)致動(dòng)靜環(huán)在較大沖擊力下貼合。 2021年6月28日星期一 5.2.2 5.2.2 材質(zhì)影響（硬對(duì)硬一）材質(zhì)影響（硬對(duì)硬一） FOWSERVE原廠硬對(duì)硬材質(zhì)，動(dòng)環(huán)為氮化硅，靜環(huán)為碳化硅并經(jīng)原廠硬對(duì)硬材質(zhì)，動(dòng)環(huán)為氮化硅，靜環(huán)為碳化硅并經(jīng) 表面涂覆表面涂覆DLC處理，此種配對(duì)的好處在于，機(jī)組停車過程中，動(dòng)靜環(huán)貼處理，此種配對(duì)的好處在于，機(jī)組停車過程中，動(dòng)靜環(huán)貼 合瞬間摩擦力較小，且耐磨損能力也較好。但是此種配對(duì)方式對(duì)靜環(huán)涂合瞬間摩擦力較小，且耐磨損能力也較好。但是此種配對(duì)方式對(duì)靜環(huán)涂 覆覆DLC的特殊性，如果遇到頻繁啟停、長時(shí)間低速運(yùn)行或雜質(zhì)進(jìn)入摩擦的特殊性

38、，如果遇到頻繁啟停、長時(shí)間低速運(yùn)行或雜質(zhì)進(jìn)入摩擦 副端面等非正常運(yùn)行情況時(shí)，可能會(huì)造成副端面等非正常運(yùn)行情況時(shí)，可能會(huì)造成DLC涂層局部脫落；另外，涂層局部脫落；另外， DLC涂層本身也存在加工制作時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定問題，在長時(shí)間大摩擦力下涂層本身也存在加工制作時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定問題，在長時(shí)間大摩擦力下 運(yùn)行也可能會(huì)造成運(yùn)行也可能會(huì)造成DLC涂層的局部脫落（產(chǎn)品加工好后，因涂層很薄，涂層的局部脫落（產(chǎn)品加工好后，因涂層很薄， 無法檢驗(yàn)無法檢驗(yàn)DLC涂層與碳化硅本體粘結(jié)強(qiáng)度）。涂層與碳化硅本體粘結(jié)強(qiáng)度）。 此種配對(duì)及加工方式具有較大的風(fēng)險(xiǎn)，此種配對(duì)及加工方式具有較大的風(fēng)險(xiǎn)，1、降低干氣密封是使用壽命，、降低

39、干氣密封是使用壽命， 2、脫落的、脫落的DLC涂覆層碎片硬度較高，機(jī)組開車過程中轉(zhuǎn)速較高，若掉涂覆層碎片硬度較高，機(jī)組開車過程中轉(zhuǎn)速較高，若掉 到軸上形成如車刀一般，會(huì)造成轉(zhuǎn)子嚴(yán)重?fù)p壞。到軸上形成如車刀一般，會(huì)造成轉(zhuǎn)子嚴(yán)重?fù)p壞。 2021年6月28日星期一 5.2.3 5.2.3 材質(zhì)影響（硬對(duì)硬二）材質(zhì)影響（硬對(duì)硬二） 對(duì)磨損嚴(yán)重或損壞的干氣密封送四川日機(jī)對(duì)磨損嚴(yán)重或損壞的干氣密封送四川日機(jī) 密封件有限公司維修，更換動(dòng)靜環(huán)后未對(duì)靜環(huán)密封件有限公司維修，更換動(dòng)靜環(huán)后未對(duì)靜環(huán) 做涂覆層處理，發(fā)現(xiàn)每次停車都會(huì)導(dǎo)致動(dòng)靜環(huán)做涂覆層處理，發(fā)現(xiàn)每次停車都會(huì)導(dǎo)致動(dòng)靜環(huán) 嚴(yán)重?fù)p壞，直接碎裂成細(xì)小碎片，這樣的密

40、封嚴(yán)重?fù)p壞，直接碎裂成細(xì)小碎片，這樣的密封 便成為了一次性消耗品（成本較高），說明靜便成為了一次性消耗品（成本較高），說明靜 環(huán)無涂覆層的干氣密封是不可行的解決方案。環(huán)無涂覆層的干氣密封是不可行的解決方案。 2021年6月28日星期一 5.2.4 5.2.4 材質(zhì)影響（硬對(duì)軟）材質(zhì)影響（硬對(duì)軟） 動(dòng)環(huán)為氮化硅，靜環(huán)更改為石墨，首先石墨動(dòng)環(huán)為氮化硅，靜環(huán)更改為石墨，首先石墨 相對(duì)碳化硅更耐沖擊，其次石墨自身具有自潤滑功相對(duì)碳化硅更耐沖擊，其次石墨自身具有自潤滑功 能（不需對(duì)靜環(huán)做涂覆層處理），但石墨耐磨損能能（不需對(duì)靜環(huán)做涂覆層處理），但石墨耐磨損能 力不如碳化硅?；谝陨蟽蓚€(gè)優(yōu)點(diǎn)，對(duì)更換的干氣力不如碳化硅。基于以上兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，對(duì)更換的干氣 密封維修進(jìn)行了材質(zhì)更換處理，并安裝更換試用，密封維修進(jìn)行了材質(zhì)更換處理，并安裝更換試用， 發(fā)現(xiàn)硬對(duì)軟配對(duì)方式的干氣密封已經(jīng)歷了連續(xù)發(fā)現(xiàn)硬對(duì)軟配對(duì)方式的干氣密封已經(jīng)歷了連續(xù)7次次 開停車過程，目前還在使用當(dāng)中，未發(fā)現(xiàn)一級(jí)放空開停車過程，目前還在使用當(dāng)中，未發(fā)現(xiàn)一級(jí)放空 差壓有上升趨勢，說明此種配對(duì)材質(zhì)的干