离心式压缩机密封气泄漏监测工艺优化与改造

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1.项目背景介绍DH-T气田海上平台配备了美国Sundyne公司生产的model：pinnacleL F-2430型离心式压缩机组，对天然气增后外输。该机组共四级，均采用非接触式干气密封防止介质从轴间隙窜出。机组运行过程中会有-定量密封气泄漏，泄-般要对泄漏气体进行监测，以确定干气密封的工作状态。

2 千气密封监测系统原理利用动静密封环之间的密封气形成刚性气膜，达到阻止介质气从轴与蜗壳间隙窜出的-种密封。干气密封动环上刻有凹槽，当动静环间充入气体，且动环高速旋转时，动静环间气体被动环上的凹槽增压，当动静环间隙-定时，它们之间形成的刚性气膜，可以有效阻止介质气经过动静环间隙窜出，此密封是利用流体静力与流体动力平衡实现的。

3 DH-T气田离心式压缩机千气密封检测系统存在的问题DHT气田离心式压缩机干气密封流程如图1所示，棕色线路为密封气供气及放空流程；绿色线路为隔离气供气及放空流程；红色虚线框框内为压力变送器；红色罐为密封气分液罐。DHT气田进行离心式压缩机调试前检查发现，原设计的密封气监测工艺存在以下缺陷：1)原设计的干气密封监测，只监测隔离气放空压力的变化，未监测密封气放空压力；2)串连密封第-级密封起到主要的密封介质功能，动静环承受压差比第二级动静环要大，故障发生率高；3)串连第-级密封失效后将直接波及第二级，隔离气放空压力才会升高。因此当监测到隔离气压力升高时，第-级密封已经受损；4)原设计工艺采用压力检测方式监测泄漏量，厂家采用流量数值描述泄漏量，不直观；5)若第二级放空监测到压力升高时，则第-级密封已经失效，而压缩机组继续运行，则存在较大的安全风险，天然气可能冲破第二级密封进入齿轮箱。

4 干气密封监测流程改造优化思路及方案4.1改造优化思路4.1.1增加密封气放空流量监测，直接保护第-级密封，若有流量异常首先发出报警，若继续报警继续增强则触发关停；4.1.2保证第二级密封发挥作用，要求第-级放空口有-定背压，流量计计量也要求有-定背压，在原设计基础上增加15psi开启压力止回阀保证流量计和第二级放空的背压，同时，第二级放空背压略高于流量计背压，使得流量发生变化时，第二级始终有足够的背压保证正常工作，4.1.3针对增加流量计及止回阀后对干气密封泄漏量的影响，经计算修改不同压缩级限流孔板尺寸，以使干气密封工作在正常泄漏量范围324内。

4.2改造优化方案4.2.1在密封气放空口的增加流量计2台，监测放空气流量变化情况I4.2.2在流量计下游增加开启压力15psi单流阀2个，防止l4.2.3更改对流程上原设计的限流孔板进行改造，更换为各级孔径不同的3个限流孔板；4.2.4更改图示粉色4圈定的，将流程上原设计单流阀开启压力由原来的10psi变为0.3psi4.2.5修改PLC控制程序逻辑，增加流量监测高报警和高高报警，并在高高报警时关停自动压缩机进行保护。

5.干气密封监测方式改造意义5.1增加了大型设备运行可靠性。经过改造，流量监测提前到第-级动静环，提高了干气密封稳定运行保障 ，提高了压缩机组运行可靠性。

5.2提高了设备运行安全性。若出现干气密封第-级压力异常，则将天然气窜入齿轮箱等大的安全风险提前发现，并与异常加剧时停机，提高了压缩机组运行的安全性。

5.3降低运行成本。按原设计监测第二级放空压力，则监测到压力升高时，干气密封第-级第-级动静环已经受损，甚至第二级动静环也会受损。经优化改造后，第-级动静环异常情况直接被监测，可以将故障限定在第-级动静环，避免第二级动静环手损，降低故障率，节省运行维修成本。