干气密封问题分析及处理措施

1、LOGO 2021年6月22日星期二 干气密封问题分析及处理措施干气密封问题分析及处理措施 2021年6月22日星期二 简简 介介 根据云南天安化工有限公司有限公司合成气压缩机根据云南天安化工有限公司有限公司合成气压缩机 103J干气密封使用及维护情况总结，从以下几方面对干气密封使用及维护情况总结，从以下几方面对 干气密封做简单介绍：干气密封做简单介绍： v 密封结构原理密封结构原理 v 使用维护总结使用维护总结 v 频繁泄漏原因分析频繁泄漏原因分析 v 初步处理措施初步处理措施 2021年6月22日星期二 1 结结 构构 干气密封主要由动环、静环、轴套、静环座、干气密封主要由动环、静环、轴套

2、、静环座、 级间梳齿密封、级间梳齿密封、O形圈、弹簧及壳体等零部件构形圈、弹簧及壳体等零部件构 成，另外还辅助了相关的装拆专用工具。常用的成，另外还辅助了相关的装拆专用工具。常用的 干气密封分为油封组件（与轴承紧密相连，主要干气密封分为油封组件（与轴承紧密相连，主要 起隔离油气的作用）、一级密封组件和二级密封起隔离油气的作用）、一级密封组件和二级密封 组件，其主要结构形式如图组件，其主要结构形式如图1所示。所示。 2021年6月22日星期二 图图1 1 干气密封结构示意图干气密封结构示意图 2021年6月22日星期二 1.1 1.1 动环结构形式动环结构形式 动环通常有螺旋槽和梯形槽两种结构形

3、式，槽深小于动环通常有螺旋槽和梯形槽两种结构形式，槽深小于 10微米。主要形状见图微米。主要形状见图2、图、图3所示。所示。 图图2 螺旋槽结构螺旋槽结构 图图3 梯形槽结构梯形槽结构 2021年6月22日星期二 1.1.1 1.1.1 螺旋槽结构优缺点螺旋槽结构优缺点 v优点：优点： 1、气膜刚度强、气膜刚度强 2、气膜稳定、气膜稳定 v缺点：缺点： 1、无防反转功能、无防反转功能 由于其自身优点，目前使用较广泛由于其自身优点，目前使用较广泛 2021年6月22日星期二 1.1.2 1.1.2 梯形槽结构优缺点梯形槽结构优缺点 v优点：优点： 1、结构的对称性，具有防反转功能、结构的对称性，

4、具有防反转功能 v缺点：缺点： 1、气膜刚度不如螺旋槽结构强、气膜刚度不如螺旋槽结构强 2、气膜不如螺旋槽结构稳定、气膜不如螺旋槽结构稳定 综合因素决定，目前使用较少综合因素决定，目前使用较少 2021年6月22日星期二 1.2 1.2 弹弹 簧簧 v 单弹簧单弹簧 产生的弹簧力较大，安装简单，较少因为安装问产生的弹簧力较大，安装简单，较少因为安装问 题导致干气密封失效，但产生的弹簧力不够均匀，一题导致干气密封失效，但产生的弹簧力不够均匀，一 旦失效将导致整个干气密封失效。旦失效将导致整个干气密封失效。 v 多弹簧多弹簧 产生的弹簧力较均匀，更稳定，且一个弹簧失效产生的弹簧力较均匀，更稳定，且

5、一个弹簧失效 还有其他弹簧起到保护作用，但安装不方便。还有其他弹簧起到保护作用，但安装不方便。 v 目前多弹簧使用范围较广目前多弹簧使用范围较广 2021年6月22日星期二 1.3 1.3 动静环材质配合动静环材质配合 v硬对硬配合，动环为碳化硅，静环为碳化硅硬对硬配合，动环为碳化硅，静环为碳化硅 并经表面涂覆并经表面涂覆DLC处理，以处理，以FLOWSERVE 制造厂为代表。制造厂为代表。 v硬对软配合，动环为硬质合金或氮化硅，静硬对软配合，动环为硬质合金或氮化硅，静 环为石墨（较软且具有自润滑性），以约翰环为石墨（较软且具有自润滑性），以约翰 克兰制造厂为代表。克兰制造厂为代表。 2021

6、年6月22日星期二 2 2 工作原理工作原理 多采用串联式干气密封，其结构见图多采用串联式干气密封，其结构见图4所示，所示， 相当于前后串联布置的两组单端面干气密封。第相当于前后串联布置的两组单端面干气密封。第 一级干气密封为主密封，承受全部差压。第二级一级干气密封为主密封，承受全部差压。第二级 干气密封为辅助完全密封，通常情况在很低的压干气密封为辅助完全密封，通常情况在很低的压 差下工作。由于其摩擦副始终保持在非接触状态差下工作。由于其摩擦副始终保持在非接触状态 下运行，没有任何磨损，故能够一直处于理想的下运行，没有任何磨损，故能够一直处于理想的 运转状态。在第一级密封失效时会迅速的做出反运

7、转状态。在第一级密封失效时会迅速的做出反 应起到密封作用，达到一级密封泄漏紧急停车过应起到密封作用，达到一级密封泄漏紧急停车过 程临时密封效果。程临时密封效果。 2021年6月22日星期二 图图4 4 串联式干气密封结构示意图串联式干气密封结构示意图 一级密封气一级密封气 二级密封气二级密封气 一级放空一级放空 二级放空二级放空 2021年6月22日星期二 2.1 2.1 一级密封工作原理一级密封工作原理 一级密封也叫主密封，当机组达到一定工作转速时，一级密封也叫主密封，当机组达到一定工作转速时， 密封气沿动环槽进入动静环之间形成刚度较强的气膜，从密封气沿动环槽进入动静环之间形成刚度较强的气膜

8、，从 而阻止工艺气的泄漏。而阻止工艺气的泄漏。 在机组未达到最低工作转速时，一级密封气用在机组未达到最低工作转速时，一级密封气用 8.1MPa的氮气做密封气源。当机组达到最低工作转速的氮气做密封气源。当机组达到最低工作转速 后，从机组出口端引出的工艺气体（压力超过后，从机组出口端引出的工艺气体（压力超过8.1MPa） 经过滤、调压后作为其密封气源，其少量泄漏气送火炬燃经过滤、调压后作为其密封气源，其少量泄漏气送火炬燃 烧（因含少量合成气），一级密封气源多数进入压缩机缸烧（因含少量合成气），一级密封气源多数进入压缩机缸 体内部，作为机组工艺气循环。体内部，作为机组工艺气循环。 2021年6月22

9、日星期二 2.2 2.2 二级密封工作原理二级密封工作原理 串联是干气密封的二级密封也可叫做备用密封，在串联是干气密封的二级密封也可叫做备用密封，在 一级密封突然失效的情况下，可阻止工艺气泄漏，保证一级密封突然失效的情况下，可阻止工艺气泄漏，保证 机组紧急停车过程不会有工艺气体泄漏。其工作原理与机组紧急停车过程不会有工艺气体泄漏。其工作原理与 一级密封完全一样，结构上可实现互换使用。一级密封完全一样，结构上可实现互换使用。 第二级密封通入经过滤后的氮气作为二级密封缓冲第二级密封通入经过滤后的氮气作为二级密封缓冲 气，控制其压力比第一级密封泄漏气压力高几十气，控制其压力比第一级密封泄漏气压力高几

10、十KPa， 这样可确保工艺气不会泄漏到大气中这样可确保工艺气不会泄漏到大气中 。因泄漏气为氮气。因泄漏气为氮气 和隔离气中的油气，可直接放空。和隔离气中的油气，可直接放空。 2021年6月22日星期二 2.3 2.3 级间梳齿密封及隔离气密封原理级间梳齿密封及隔离气密封原理 v 级间梳齿密封级间梳齿密封 一、二级密封间加入一级迷宫密封，减少二级缓一、二级密封间加入一级迷宫密封，减少二级缓 冲氮气的消耗量。冲氮气的消耗量。 v 隔离气密封隔离气密封 干气密封的后端（轴承端）采用梳齿密封或者碳干气密封的后端（轴承端）采用梳齿密封或者碳 环制作的隔离气密封组件，引入略高于轴承箱压力的环制作的隔离气密

11、封组件，引入略高于轴承箱压力的 氮气，其作用是避免轴承箱中的润滑油进入干气密封氮气，其作用是避免轴承箱中的润滑油进入干气密封 内。结构形式见图内。结构形式见图5所示：所示： 2021年6月22日星期二 图图5 5 隔离气密封结构示意图隔离气密封结构示意图 隔离气隔离气 分瓣石墨环 弹簧加固 油气放空油气放空 二级放空二级放空 2021年6月22日星期二 2.4 2.4 以螺旋槽为例介绍其工作原理以螺旋槽为例介绍其工作原理 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。密封运转微米。密封运转 时，被密封气体周向吸入螺旋槽内，径向分量由外径朝中心（低压侧

12、）时，被密封气体周向吸入螺旋槽内，径向分量由外径朝中心（低压侧） 流动，限制气体流向低压侧。气体随着螺旋槽截面形状的变化被压缩，流动，限制气体流向低压侧。气体随着螺旋槽截面形状的变化被压缩， 在槽根部形成局部高压区，使端面分开几微米（在槽根部形成局部高压区，使端面分开几微米（3-5微米）而形成一微米）而形成一 定厚度的气膜。在此厚度气膜下，由气膜作用力形成的开启力与由弹定厚度的气膜。在此厚度气膜下，由气膜作用力形成的开启力与由弹 簧力和介质作用力形成的闭合力达到平衡，于是密封实现非接触运转。簧力和介质作用力形成的闭合力达到平衡，于是密封实现非接触运转。 气膜形成见图气膜形成见图6所示，在正常情

13、况下，密封的闭合力等于开启力。当所示，在正常情况下，密封的闭合力等于开启力。当 受到外来干扰（如工艺或操作波动），气膜厚度变小，则气体的粘性受到外来干扰（如工艺或操作波动），气膜厚度变小，则气体的粘性 剪力增大，螺旋槽产生的流体动压效应增强，促使气膜压力增大，开剪力增大，螺旋槽产生的流体动压效应增强，促使气膜压力增大，开 启力随之增大，为保持力平衡密封恢复到原来的间隙，反之则反。其启力随之增大，为保持力平衡密封恢复到原来的间隙，反之则反。其 作用力见图作用力见图7所示。所示。 2021年6月22日星期二 图图6 6 气膜形成示意图气膜形成示意图 2021年6月22日星期二 图图7 7 动静环受

14、力图动静环受力图 2021年6月22日星期二 3 3 使用及维护使用及维护 干气密封的使用主要包括开、停车及正常干气密封的使用主要包括开、停车及正常 运行三个过程，尤其是开停车过程对干气密封运行三个过程，尤其是开停车过程对干气密封 的可靠性及使用寿命影响最为明显。正常运行的可靠性及使用寿命影响最为明显。正常运行 中应密切关注工艺负荷波动对密封的影响。中应密切关注工艺负荷波动对密封的影响。 维护过程主要为干气密封的现场整体更换维护过程主要为干气密封的现场整体更换 过程。过程。 2021年6月22日星期二 3.1 3.1 开车注意事项开车注意事项 v 在开油循环之前，必须将隔离气通上，以保证油不在

15、开油循环之前，必须将隔离气通上，以保证油不 进如干气密封。进如干气密封。 v 投密封气顺序，依次为隔离气、二级密封气、一级投密封气顺序，依次为隔离气、二级密封气、一级 密封气密封气 。 v 针对针对103J待缸体压力达待缸体压力达2.7MPa以上后方可对机组以上后方可对机组 进行盘车（建议手动盘车），以保护干气密封。进行盘车（建议手动盘车），以保护干气密封。 v 当机组达到最低工作转速时，需将一级密封气切换当机组达到最低工作转速时，需将一级密封气切换 为出口工艺气为出口工艺气 。 2021年6月22日星期二 3.2 3.2 停车注意事项停车注意事项 v 当机组出口压力低于当机组出口压力低于8.

16、1MPa（机组达最低工作转速）（机组达最低工作转速） 时，需将一级密封气切换为高压氮气。时，需将一级密封气切换为高压氮气。 v 停车后需将油循环全部停止，且高位油箱油全部回完停车后需将油循环全部停止，且高位油箱油全部回完 后，方可停密封气后，方可停密封气 。 v 密切注意晃电情况的停车，可能出现密封气瞬间中断密切注意晃电情况的停车，可能出现密封气瞬间中断 的情况，设立增压系统防止此情况的发生。的情况，设立增压系统防止此情况的发生。 2021年6月22日星期二 3.3 3.3 日常开停车事例日常开停车事例 v 由于全厂突然晃电，造成干气密封进油而失效。由于全厂突然晃电，造成干气密封进油而失效。

17、v 机组反转造成动静环损坏，导致密封失效，损坏磨损情况见图机组反转造成动静环损坏，导致密封失效，损坏磨损情况见图8所所 示。示。 v 维修后动静环频繁损坏，几乎在每次停车过程（转速降至维修后动静环频繁损坏，几乎在每次停车过程（转速降至 1345RPM时），动静环贴合后瞬间高温并冲击致使碎裂损坏，时），动静环贴合后瞬间高温并冲击致使碎裂损坏， 导致密封失效。损坏情况见图导致密封失效。损坏情况见图9所示。所示。 综合分析，造成失效的最根本原因：综合分析，造成失效的最根本原因： 1、带液、带液 2、反转、反转 3、动静环材质、动静环材质 2021年6月22日星期二 图图8 8 反转磨损情况示意图反转

18、磨损情况示意图 2021年6月22日星期二 图图9 9 频繁损坏情况示意图频繁损坏情况示意图 2021年6月22日星期二 3.4 3.4 维护总结维护总结 v 更换驱动端干气密封，大约需要更换驱动端干气密封，大约需要40小时。小时。 v 更换非驱动端干气密封，大约需要更换非驱动端干气密封，大约需要60小时。小时。 v 同时更换驱动端和非驱动端干气密封，大约需要同时更换驱动端和非驱动端干气密封，大约需要65小时。小时。 v 在拆装时密切注意三个对位记号，动环与壳体、壳体与转子、壳在拆装时密切注意三个对位记号，动环与壳体、壳体与转子、壳 体与缸体（转子与缸体）之间的对位记号。体与缸体（转子与缸体）

19、之间的对位记号。 v O型圈上硅胶的合理使用。型圈上硅胶的合理使用。 v 装配前动静环的灵活情况检查。装配前动静环的灵活情况检查。 v 装配前尺寸和转向的复核。装配前尺寸和转向的复核。 v 管路系统的吹扫检查。管路系统的吹扫检查。 v 更换结束后的升压试漏。更换结束后的升压试漏。 2021年6月22日星期二 3.5 3.5 干气密封常见问题干气密封常见问题 干气密封在开停车及运行过程中可能会干气密封在开停车及运行过程中可能会 出现以下几种故障：出现以下几种故障： v一级放空差压增大一级放空差压增大 v二级放空差压增大二级放空差压增大 v一级放空导淋有油或其他液体排出一级放空导淋有油或其他液体排

20、出 v二级放空导淋有油或其他液体排出二级放空导淋有油或其他液体排出 2021年6月22日星期二 3.5.1 3.5.1 一级放空差压增大问题判断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：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： v 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。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，看一判断此问题可在机组停机状态下短时

21、间中断二级密封气源，看一 级放空差压变化情况。级放空差压变化情况。 v 静环座后端静环座后端O型圈有卡涩现象，此处型圈有卡涩现象，此处O型圈结构形式见图型圈结构形式见图10所示。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所所 示）瞬间憋压解决，不需要更换干气密封。示）瞬间憋压解决，不需要更换干气密封。 v 一级密封动静环磨损严重或损坏，必须更换干气密封。一级密封动静环磨损严重或损坏，必须更换干气密封。 2021年6月22日星期二 图图10 10 静环座静环座O O型圈结构形式型圈结构形式 2021年6月22日星期二 图图

22、11 11 憋压阀示意图憋压阀示意图 2021年6月22日星期二 3.5.2 3.5.2 二级放空差压增大问题判断二级放空差压增大问题判断 因为二级放空主要是隔离气的放空，少量二级泄漏因为二级放空主要是隔离气的放空，少量二级泄漏 气的放空。若二级放空差压增大，可能是由于：气的放空。若二级放空差压增大，可能是由于： v 隔离气密封效果变差，需对隔离气密封进行检查处理。隔离气密封效果变差，需对隔离气密封进行检查处理。 如：隔离气密封组件碳环间隙变大；碳环有磨损、损坏如：隔离气密封组件碳环间隙变大；碳环有磨损、损坏 等情况发生。等情况发生。 v 二级密封动静环磨损严重或损坏，造成二级密封气源大二级密

23、封动静环磨损严重或损坏，造成二级密封气源大 量从二级密封处泄漏。这种情况和一级密封组件故障一量从二级密封处泄漏。这种情况和一级密封组件故障一 样，需要更换此套干气密封。样，需要更换此套干气密封。 2021年6月22日星期二 3.5.3 3.5.3 一级放空导淋有油或其他液体排出一级放空导淋有油或其他液体排出 v 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

24、坏。所排件肯定有油存在，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，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，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。保证系统不带任何液体及其

25、他杂质。 v 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。整套干气密封组件。 2021年6月22日星期二 3.5.4 3.5.4 二级放空导淋有油或其他液体排出二级放空导淋有油或其他液体排出 v 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，二级放空有油排出，

26、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，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。清洗后做密封试验。 v 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

27、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。气密封组件。 2021年6月22日星期二 4 4 频繁泄漏原因分析频繁泄漏原因分析 经过多次维修更换及运行情况综合分析，造经过多次维修更换及运行情况综合分析，造 成频繁损坏的原因主要包括：成频繁损坏的原因主要包括： 1、开停车程序，进油或低转速摩擦。、开停车程序，进油或低转速摩擦。 2、全厂晃电等意外事故，进油、带液等。、全厂晃电等意外事故，进油、带液等。 3、机组反转。、机组反转。 4、维修材质的选取，材质配对

28、不适合机组工况、维修材质的选取，材质配对不适合机组工况 的运行要求。的运行要求。 2021年6月22日星期二 4.1 4.1 系统进油系统进油 从系统本身出发，导致进油的主要可能包括：从系统本身出发，导致进油的主要可能包括： 1、在启动油系统之前未通入隔离气。、在启动油系统之前未通入隔离气。 2、机组突然停车，密封气及隔离气突然中断，油系统未、机组突然停车，密封气及隔离气突然中断，油系统未 及时停止。及时停止。 3、全厂晃电，油系统和密封气系统均停止，但晃电过程、全厂晃电，油系统和密封气系统均停止，但晃电过程 中高位油箱的油还继续往机组提供润滑油，从而导致油中高位油箱的油还继续往机组提供润滑油

29、，从而导致油 进入密封系统。进入密封系统。 4、隔离气密封组件损坏，此组件失效而导致油进入干气、隔离气密封组件损坏，此组件失效而导致油进入干气 密封系统。密封系统。 2021年6月22日星期二 4.2 4.2 系统带液系统带液 v 氮气系统带液，此情况仅可能发生在启动过程中，因氮气系统带液，此情况仅可能发生在启动过程中，因 此时才使用氮气作为密封气，正常开车过程不使用此此时才使用氮气作为密封气，正常开车过程不使用此 气体。到目前为止还未因氮气系统带液而出现问题。气体。到目前为止还未因氮气系统带液而出现问题。 v 停车过程中，机组密封气使用压缩机出口工艺气，随停车过程中，机组密封气使用压缩机出口

30、工艺气，随 着机组停车，压力降低，温度下降，当温度下降至此着机组停车，压力降低，温度下降，当温度下降至此 氨含量露点温度条件，产生液化现象，导致整个密封氨含量露点温度条件，产生液化现象，导致整个密封 气带液，这是整个干气密封带液的最大可能。气带液，这是整个干气密封带液的最大可能。 2021年6月22日星期二 4.3 4.3 盘车转速过高盘车转速过高 该机组原始盘车转速为该机组原始盘车转速为128RPM，按干气密封运，按干气密封运 行原理，此转速不能使动静环处于开启状态，不能形成行原理，此转速不能使动静环处于开启状态，不能形成 气膜，从而导致干气密封在低转速下出现干磨现象。后气膜，从而导致干气密

31、封在低转速下出现干磨现象。后 来将其电动盘车工具进行改造，将此转速降至来将其电动盘车工具进行改造，将此转速降至7RPM。 但此情况只属于理论分析，无实际验证条件。为了减少但此情况只属于理论分析，无实际验证条件。为了减少 对动静环的磨损，只要保证转子处于盘车状态，先采用对动静环的磨损，只要保证转子处于盘车状态，先采用 手动盘车方式。手动盘车方式。 2021年6月22日星期二 4.4 4.4 机组反转机组反转 该机组高压缸有一进口、一出口和一循环段，在正该机组高压缸有一进口、一出口和一循环段，在正 常运行情况下，高压缸进口压力约为常运行情况下，高压缸进口压力约为7.5MPa左右，出左右，出 口最高

32、可达口最高可达15.4MPa，循环段最高约，循环段最高约13MPa。当系统。当系统 在异常情况下停车，比如全系统晃电，事故发电机不能在异常情况下停车，比如全系统晃电，事故发电机不能 立即启动，造成仪表空压机不能运行，所有仪表空气中立即启动，造成仪表空压机不能运行，所有仪表空气中 断的情况下，机组所有仪表控制阀门都不能动作，出口断的情况下，机组所有仪表控制阀门都不能动作，出口 工艺气会从合成塔反串回压缩机组，导致整个机组反转。工艺气会从合成塔反串回压缩机组，导致整个机组反转。 从干气密封运行原理出发，在反转情况下动静环之间不从干气密封运行原理出发，在反转情况下动静环之间不 仅不能形成气膜，反而有

33、助于动静环贴合，导致干气密仅不能形成气膜，反而有助于动静环贴合，导致干气密 封组件在较高反向转动下损坏。封组件在较高反向转动下损坏。 2021年6月22日星期二 4.5 4.5 维修材质的选取维修材质的选取 v 硬对硬配合，有硬对硬配合，有DLC涂覆层，机组频繁停车情况下，涂覆层，机组频繁停车情况下， 会导致涂覆层瞬间受冲击力而脱落，同时在高压区运会导致涂覆层瞬间受冲击力而脱落，同时在高压区运 行情况下也可能会导致涂覆层脱落，其次对涂覆层的行情况下也可能会导致涂覆层脱落，其次对涂覆层的 加工方面也不能验证。具有一定安全隐患。加工方面也不能验证。具有一定安全隐患。 v 硬对硬配合，无任何涂覆层，

34、这种方式不能频繁开停硬对硬配合，无任何涂覆层，这种方式不能频繁开停 车。车。 v 硬对软配合，石墨本身有自润滑性，同时脆性不如碳硬对软配合，石墨本身有自润滑性，同时脆性不如碳 化硅和氮化硅，更可靠、更安全。目前正使用此种配化硅和氮化硅，更可靠、更安全。目前正使用此种配 对方式。对方式。 2021年6月22日星期二 5 5 处理措施处理措施 通过运行、维修、装配等方面总结，得出有通过运行、维修、装配等方面总结，得出有 效的解决办法及处理措施，在下一步的运行维护效的解决办法及处理措施，在下一步的运行维护 中还将继续加以总结，得出更全面、更有效、更中还将继续加以总结，得出更全面、更有效、更 可靠的处

35、理措施。可靠的处理措施。 2021年6月22日星期二 5.1 5.1 停车过程密封气投用更改停车过程密封气投用更改 经过干气密封开停车过程及实际操作参数经过干气密封开停车过程及实际操作参数 分析，一级孔板压差是影响其泄漏的主要原因。分析，一级孔板压差是影响其泄漏的主要原因。 经讨论决定增大其高压缸一级进气压差，从原经讨论决定增大其高压缸一级进气压差，从原 来的来的69KPa增加至增加至90KPa。具体调整过程见。具体调整过程见 表表1及表及表2： 2021年6月22日星期二 表表1 1 原始一级进气压差参数一览表原始一级进气压差参数一览表 2021年6月22日星期二 表表2 2 更改后一级进板

36、压差参数一览表更改后一级进板压差参数一览表 2021年6月22日星期二 5.2 5.2 干气密封维修经验总结干气密封维修经验总结 v缸体压力影响缸体压力影响 v材质配对影响材质配对影响 v开停车检测过程开停车检测过程 2021年6月22日星期二 5.2.1 5.2.1 缸体压力影响缸体压力影响 损坏频繁出现在高压缸，经过分析，由于损坏频繁出现在高压缸，经过分析，由于 高压缸压力较高，机组在停车过程中出口压力高压缸压力较高，机组在停车过程中出口压力 较高，机组转速在较高，机组转速在1345rpm时致使动静环瞬时致使动静环瞬 间贴合，干磨损坏。但低压缸压力较低，不会间贴合，干磨损坏。但低压缸压力较

37、低，不会 导致动静环在较大冲击力下贴合。导致动静环在较大冲击力下贴合。 2021年6月22日星期二 5.2.2 5.2.2 材质影响（硬对硬一）材质影响（硬对硬一） FOWSERVE原厂硬对硬材质，动环为氮化硅，静环为碳化硅并经原厂硬对硬材质，动环为氮化硅，静环为碳化硅并经 表面涂覆表面涂覆DLC处理，此种配对的好处在于，机组停车过程中，动静环贴处理，此种配对的好处在于，机组停车过程中，动静环贴 合瞬间摩擦力较小，且耐磨损能力也较好。但是此种配对方式对静环涂合瞬间摩擦力较小，且耐磨损能力也较好。但是此种配对方式对静环涂 覆覆DLC的特殊性，如果遇到频繁启停、长时间低速运行或杂质进入摩擦的特殊性

38、，如果遇到频繁启停、长时间低速运行或杂质进入摩擦 副端面等非正常运行情况时，可能会造成副端面等非正常运行情况时，可能会造成DLC涂层局部脱落；另外，涂层局部脱落；另外， DLC涂层本身也存在加工制作时出现不稳定问题，在长时间大摩擦力下涂层本身也存在加工制作时出现不稳定问题，在长时间大摩擦力下 运行也可能会造成运行也可能会造成DLC涂层的局部脱落（产品加工好后，因涂层很薄，涂层的局部脱落（产品加工好后，因涂层很薄， 无法检验无法检验DLC涂层与碳化硅本体粘结强度）。涂层与碳化硅本体粘结强度）。 此种配对及加工方式具有较大的风险，此种配对及加工方式具有较大的风险，1、降低干气密封是使用寿命，、降低

39、干气密封是使用寿命， 2、脱落的、脱落的DLC涂覆层碎片硬度较高，机组开车过程中转速较高，若掉涂覆层碎片硬度较高，机组开车过程中转速较高，若掉 到轴上形成如车刀一般，会造成转子严重损坏。到轴上形成如车刀一般，会造成转子严重损坏。 2021年6月22日星期二 5.2.3 5.2.3 材质影响（硬对硬二）材质影响（硬对硬二） 对磨损严重或损坏的干气密封送四川日机对磨损严重或损坏的干气密封送四川日机 密封件有限公司维修，更换动静环后未对静环密封件有限公司维修，更换动静环后未对静环 做涂覆层处理，发现每次停车都会导致动静环做涂覆层处理，发现每次停车都会导致动静环 严重损坏，直接碎裂成细小碎片，这样的密

40、封严重损坏，直接碎裂成细小碎片，这样的密封 便成为了一次性消耗品（成本较高），说明静便成为了一次性消耗品（成本较高），说明静 环无涂覆层的干气密封是不可行的解决方案。环无涂覆层的干气密封是不可行的解决方案。 2021年6月22日星期二 5.2.4 5.2.4 材质影响（硬对软）材质影响（硬对软） 动环为氮化硅，静环更改为石墨，首先石墨动环为氮化硅，静环更改为石墨，首先石墨 相对碳化硅更耐冲击，其次石墨自身具有自润滑功相对碳化硅更耐冲击，其次石墨自身具有自润滑功 能（不需对静环做涂覆层处理），但石墨耐磨损能能（不需对静环做涂覆层处理），但石墨耐磨损能 力不如碳化硅。基于以上两个优点，对更换的干气力不如碳化硅。基于以上两个优点，对更换的干气 密封维修进行了材质更换处理，并安装更换试用，密封维修进行了材质更换处理，并安装更换试用， 发现硬对软配对方式的干气密封已经历了连续发现硬对软配对方式的干气密封已经历了连续7次次 开停车过程，目前还在使用当中，未发现一级放空开停车过程，目前还在使用当中，未发现一级放空 差压有上升趋势，说明此种配对材质的干