加氢裂化新氢机填料密封泄漏的故障分析及改进措施

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故障分析ult Al~l,~sis文章编号：1006—2971(2013)05—0063—03加氢裂化新氢机填料密封泄漏的故障分析及改进措施荣秀龙，乔光辉 ，赖朝喜(中国石油新疆独山子分公司，新疆 独山子 833600)摘 要 ：从往复压缩机填料密封的结构，密封原理出发 ，找 出加氢裂化装置往复压缩机填料密封失效的可能原 因，提 出利用氮封改造来解决问题的方法，并说明安装过程及正确的日常维护所起到的重要作用。

关键词 ：往复压缩机 ；填料密封结构；密封失效；氮封改造；解决方法中图分类号：TH45 文献标志码：BFault Analysis of Packing Seal Leakage in Hydrocracking Unitand Improvement M easuresRONG Xiu-long，QIAO Guang—hui，LAI Chao—xi(China Petroleum Dushanzi Branch Refinery Plant，Dushanzi 833600，China)Abstract：In this paper，the possible reasons for the failure occu~ed in packing seal of reciprocating compressor for hydrocrackingunit were found from the points of the structure and principle of packing sea1．Then the solving method of applying nitrogen sealtransformation was pointed out．Finally，the instalation process and the impor—tant role of correct routine maintenance was stated.

Key words：reciprocating compressor；structure of packing seal；seal failure；nitrogen seal transform ation；solving method1 引言加氢裂化新氢压缩机是 4列对称式往复压缩机，主要是对新氢 (纯度大于 99．5％)进行加压并输送至加氢反应部分 ，为反应补充所需耗氢。新氢压缩机属大型机组 ，是本装置的重要设备之一，它的运转稳定才能保证装置平稳安全生产。填料密封作为压缩机的重要元件，保证其能够长期无故障的使用对往复压缩机的长期稳定运行有着非常重要的意义。

加氢裂化新氢压缩机运行以来 由于填料密封不 同程度的泄漏 ，同时由于隔离室未注入氮气 ，使填料泄漏出的氢气部分进入到曲轴箱，该曲轴箱顶部呼吸阀并不防爆，在装置运行初期曾经发生过曲轴箱闪爆，对机组的运行带来很大的隐患。

从历次压缩机各级填料检修更换对比来看，收稿 日期：2013--04—22囊2013年05期(总第241期)通过更换填料来减少泄漏到曲轴箱的氢含量并不是很理想，本次维修人员对隔板氮封进行了改造 ，使隔离室有一定量的氮气充入阻止氢气的窜人，有效地解决了上述问题，减少了检修频次，也保证了机组的平稳运行。

2 填料密封的结构与原理填料密封采用多组密封环的布置 ，使高压气体逐级减少泄漏量 ，最后便起到了较好的密封效果。填料函在与气缸相对一侧用螺栓与壳体相连 ，中间夹有垫子，便成为了最后一道密封。

气缸填料函主要由密封盒、压盖、导向套组成，根据使用介质与工况条件的不同，不同压缩机使用的填料函数量不同。压盖用于填料函与气缸联结，注油管接头、冷却水管接头、收集漏气管和密封气体吹人管接头都设在压盖上。导向套对活塞杆起导向作用，同时起节流密封作用。填故障分析h ult Anal~is料函通过联接螺栓结合在一起 ，固定到压盖上 ；所有填料盒都有水冷却装置，填料盒中可以有一个或多个水冷却套。压盖设有进水和出水接头。

因新氢压缩机压缩介质为氢气，为保证氢气不泄漏到大气，在密封填料内通入润滑油，一方面起润滑作用，另一方面起辅助密封作用。密封用润滑油为全损耗型，使用后的润滑油和泄漏气一 起排入火炬系统。

各级填料函之间用密封圈进行密封 ，内部还设有用于冷却水与漏气回收所使用的孔洞，用来对密封环与活塞摩擦所产生的热量进行冷却，来保护密封件和回收泄漏的少量气体。

因氢压机填料处泄漏出的介质为氢气 ，为了避免氢气外泄到曲轴箱，故在机身与气缸间增设两个隔离室，泄漏出的氢气可通过靠近缸体侧的隔离室放空线引出。另外在靠近机身一侧的隔离室内注入氮气，使该室的内部压力高于气缸侧隔离室的内部压力，阻止了氢气的窜人，保证了压缩机安全。

在前置填料中设置氮气室并充入低压氮气 ，用来阻止和隔离氢气 向接筒内泄漏。氮气室中的氮气则准许经前置密封环向接筒气缸侧隔腔中泄漏 ，经顶部的放空口排至处理系统或放空。其次对双作用压缩机活塞环的泄漏率是要求不严的，通常可允许达排气量的 1．5％对密封圈装置的泄漏率则是要求较严，通常只允许达排气量的0．1％，这就要求密封圈对活塞杆表面具有更大的密封贴紧力，故密封圈的磨损速度较快。填料函不严产生漏气使气量降低 。其原因首先是填料 函本身制造时不合要求 ；其次可能是由于在安装时，活塞杆与填料函中心对中不好 ，产生磨损、拉伤等造成漏气 ；一般在填料函处加注润滑油 ，它起润滑、活塞 活塞杆 填料函 中间填料 刮油环图 1 活塞式压缩机气缸密封结构64 瓣密封、冷却作用。

3 填料密封泄漏的原因及分析根据对填料密封结构及密封原理的了解 ，产生泄漏故障多数是由于填料内部某个或某几个部件失效造成的。常见的填料密封泄漏的原因有 ：(1)填料盒与活塞杆的不对中；(2)填料环的过量磨损；(3)填料环的拉伸弹簧弹力过小或断裂；(4)冷却效果不好 ，温度变化造成活塞杆和填料、填料和填料盒 、填料环各个瓣本身的相对位置的变化 ；(5)填料盒与填料环之间配合面粗糙度增大；(6)每一级填料盒之间配合面粗糙度增大或安装时填料压盖未上紧。

针对以上的泄漏原因做如下分析 ：活塞杆和填料盒的不对 中量，有时称为 “偏心量”，一般可通过在整个行程内来回缓慢移动活塞杆，用千分表测量横向运动得出。填料环可以吸收横 向运动，以为它们可 以在填料盒内浮动，一 般来说这种运动产生的泄漏很少。但是角运动(或者由于活塞杆弯曲或热变形而引起的运动)对密封有害，它会导致密封面开启。

还有一种很重要的不对中就是活塞杆与填料盒成角度关系。活塞的对中不好或活塞杆的径向跳动值过大会造成填料环的偏磨，使泄漏量增大，缩短使用寿命。

填料环的过量磨损的原因可能是 由于弹簧箍紧力过大 ，活塞杆与密封环接触部位粗糙度偏大或冷却效果差等原因造成的。

冷却水供给不足或冷却水系统不通畅都可导致冷却效果不佳，填料环的温度升高，会使填料环从内孔抬升脱离活塞杆 ，或导致填料环在切向切 口处分离。高度的受热不均匀也会导致活塞杆成弧状弯曲，这与不对中的影响是一样的。高温可能是在填料函发生的最具有破坏力的情况。除了会导致形变 ，还会导致填料环和活塞杆或者填料环与填料盒配合面的故障。所有这些都会导致泄漏或者填料函使用寿命过短。

安装时填料压盖未上紧会导致级间密封不好，2013年05期(总第241期)■