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天然气压缩机密封系统常见故障及处理对策

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  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
  在天然氣压缩工艺中,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,选择最合适的规格。
  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:
  [1]袁海龙.反应气压缩机干气密封的故障分析及对策[J].军民两用技术与产品,2015(14):245.
  [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.
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