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摘要：压缩机干气密封进油后，其油膜会吸收干气密封动、静环端面间产生的摩擦量引起持续升温，进而导致动、静环过热而损坏，因此有必要弄清进油的原因。
关键词：压缩机干气密封；进油原因；对策
一、干气密封进油原因分析
1、造成进油的可能因素
干气密封位于轴端密封与径向轴承之间，隔离润滑油进入干气密封主要靠的是干气密封前端的隔离气梳齿密封（见图1）。
1—推力轴承；2—径向轴承；3—干气密封；4—隔离气梳齿密封；
5—径向轴承回油内孔；6—推力轴承回油内孔；7—轴承回油外孔
图1压缩机轴端结构
造成润滑油进入干气密封的可能因素有如下几个：
1）隔离气应在主油泵开启之前提供，停机后待高位油槽内的油排净后方可关闭，若未能及时投用隔离气或中途停供隔离气，润滑油就有可能进入干气密封。
2）在正常情况下，隔离气经过音速孔板节流后，压力控制在10kPa（表）左右（其值以厂商要求为准），若隔离气压力控制过低，阻塞效果大大降低，润滑油就有可能进入干气密封。
3）一般情况，进入径向轴承的润滑油压力控制范围为0.08～0.14MPa（表），若该压力控制过高，润滑油就有可能通过隔离气进入干气密封。
4）二级密封气泄漏管阻力的大小和轴承区放空管阻力的大小也是造成隔离气封不住油的一个原因。若二级密封气放空管阻力小而轴承区放空管阻力大，一旦轴承区内压力大于密封气放空管内的压力，那么更多的隔离气就会向阻力小的一侧流动，从而减少了起到隔离油作用的气量。
5）干气密封外侧密封胶圈损坏或者密封区为水平剖分，且贴合面不严，润滑油就有可能进入干气密封。
2、进油原因分析
异常出现后，将压缩机干气密封的运行参数从ITCC及DCS中调出进行分析，并结合现场检查情况总结如下：
1）在更换压缩机备用干气密封检修时，未发现运行的干气密封内有油污存在，说明压缩机在停机前，润滑油未进入干气密封。
2）压缩机停机检修前，润滑油总管压力为0.34MPa（表），压缩机推力瓦的油压为0.34MPa（表），其径向瓦的油压为0.11～0.12MPa（表）。
3）在停机检修压缩机时，对干气密封进行了检修更换，使用备用干气密封。
4）在启动压缩机前，对油系统压力进行了调节，润滑油总管压力从0.34MPa（表）提高到0.45MPa（表），径向瓦的油压达到0.16～0.17MPa（表），而其正常值为0.09～0.13MPa（表）。
5）压缩机两侧干气密封隔离气压力分别为0.01MPa（表）和0.009MPa（表）。
6）停运油系统，两侧干气密封现场高点放空管跑油量立即减小；开启油系统，放空管跑油量立即增大。
7）压缩机两侧一、二级密封泄漏管均有润滑油存在，而二级密封泄漏管的油量明显多于一级密封。
8）压缩机干气密封的一、二级密封气及隔离气均采用系统氮气。
9）拆开压缩机两侧轴承盖，发现径向轴承回油内孔液位较高，同时回油视镜液位较前相比有所升高。
结合上述情况分析引起干气密封进油的诸多因素，得出如下结论：
1）因隔离气一直投用，且隔离气压力一直保持在0.01～0.009MPa（表），而约翰克兰公司给出的最小值为0.005MPa（表），所以该原因可以排除。
2）原料气压缩机为筒体式压缩机，不存在水平剖分、贴合面不严的问题，同时厂商技术人员在压缩机检修时对两侧干气密封进行了更换，使用备用密封，其外侧密封胶圈完好，不存在损坏，因此该原因可以排除。
3）对于干气密封二级密封泄漏管及轴承区放空管，设计为现场直接放空，其阻力大小通常是不会变化的，若设计欠妥，该原因造成进油现象在原始开车时就应表现出来，所以该原因也可以排除。
在运行中发现，随着压缩机运行，润滑油总管压力会逐渐降低，曾一度降至0.21MPa（表）。操作人员为防止润滑油压力逐步降低，在机组启动前进一步提高了润滑油压力［从0.34MPa（表）提高到0.45MPa（表）］，从而造成径向瓦的油压从0.11MPa（表）上升到0.17MPa（表）。推力瓦及径向瓦油压升高造成回油液位上升，为润滑油进入干气密封创造了条件。
当推力瓦油压大幅度提升时，其进油量剧增，回油量也相应增加，导致回油视镜液位上升，径向瓦油压过高，油流量增大，不断冲刷着干气密封外侧第一道轴肩处，造成一部分油顺着轴下方流淌到隔离气梳齿密封附近，回油量的增加使径向轴承回油内孔液位有了一定的升高，波动的液位在最高值时甚至高过了梳齿密封最下端的密封齿，虽然有隔离气存在，但是梳齿密封下方存在的油的阻力使气体并非均匀地沿着密封间隙向外流，而是倾向于从阻力较小的上方空隙流出，从而产生上面排气下面进油的情况；油经过梳齿密封到达二次密封气放空和排污的空腔内，润滑油沿转子和定子部件之间缝隙进入到二级密封动、静环所在的腔体内部，并通过二级密封动、静环端面进入火炬放空管线，这样便出现了一、二级密封泄漏管冒油，二级密封泄漏管的油量明显多于一级密封油量的异常现象。综合以上分析可得出：润滑油总管压力过高是导致干气密封进油的直接原因。
二、采取措施
为防止润滑油总管压力过高导致干气密封进
油，同时为避免润滑油压力随机组运行逐渐下降，对机组润滑油系统压力进行了全面调节，主要采取了以下措施：
1）分析认为机组润滑油压力逐渐下降，其原因是压缩机推力瓦油压过高、流量过大所致。根据推力瓦温度，对其油压进行调节，从0.34MPa（表）降至0.15MPa（表），经运行考核，在满负荷状态下其推力瓦温度最高为90.38℃。
2）将润滑油总管压力从0.45MPa（表）降至0.26MPa（表）。
3）根据径向瓦温度，通过减压阀对机组径向瓦油压进行调节，从0.16～0.17MPa（表）降至0.06～0.10MPa（表）。
4）干气密封隔离气压力调整至0.01MPa（表），保持稳定运行。通过上述调节，压缩机润滑油回油量明显减少，回油视镜液位恢复正常，干气密封进油故障得到排除。
压缩机干气密封进油后，按照传统的做法需检修更换干气密封，虽然该法安全可靠，但对化工生产影响很大。与厂商一起对风险进行评估后，决定如下：
1）对在用干气密封不进行更换检修。
2）将压缩机两侧一、二级密封泄漏管法兰拆开，在一、二级密封气及隔离气中通入氮气，对其进行吹扫，将内部润滑油彻底吹扫干净为止。
3）将干气密封两侧低点排污阀打开排污，用氮气将其吹扫干净。为防止类似故障再次发生，在管理上做了两项规定：其一，润滑油的油压调节需上报部门审核、批准后方可进行；其二，干气密封两侧低点排污阀需每两月打开一次进行排污。
结束语
本文对压缩机干气密封的工作原理、工艺流程及进油后密封损坏机理做了详细的阐述，介绍了压缩机干气密封进油的异常现象及特点，根据干气密封进油的各种可能因素，结合事故现象，进行了逐项分析、排查，确认润滑油压力过高是造成干气密封进油的根本原因。同时对提高润滑油压力的内因进行了分析，针对轴瓦温度，对润滑油总管压力及压缩机推力瓦、机组径向瓦油压进行全面调节，降低其油压。针对干气密封进油的具体情况，通过评估其安全风险，采取对干气密封进行吹扫而非检修更换的措施获得成功并积累了经验。同时在管理上提出了相应防范措施，防止类似事故再次发生。
参考文献：
［1］邢桂坤，邵晨，范吉全.干气密封在合成氨尿素装置中的应用及注意事项［J］.化工设备与管道，2010，47（6）：41－45.