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石油和化工设备

-34-论文广场2024年第27卷

天然气压缩机干气密封失效分析与对策

谭龙飞

（中国海洋石油国际有限公司，北京100027）

[摘要]某天然气处理装置主压缩机干气密封泄漏量超标，导致机组无法正常运行。本文介绍了干气密封工作原理及常见

失效原因，通过干气密封失效过程及失效前、后相关参数分析及干气密封拆解检查，找出天然气压缩机干气密封失效的根

本原因，提出了改进措施，对于其它类似问题的分析与解决具有一定的借鉴意义。

[关键词]离心式压缩机；失效分析；干气密封

1设备信息简介0.1bar，防止机体内杂质进入干气密封系统。主密

本文所述离心式压缩机用于天然气处理厂增封气在压缩机启机阶段采用高压氮气，待压缩机

压单元，用于将含硫天然气增压后输送至脱硫单达到稳定高压工况，切换至工艺气。用做主密封

元。压缩机具体型号为日立2BCH608，采用了2段气的工艺气从压缩机2段出口引出，经过过滤器和

式压缩，考虑当地夏季高温，两段压缩间配置了压差调节阀后引入主密封腔，一级密封泄漏气B排

喷淋式空冷装置对压缩天然气进行降温，段间配放至低压火炬系统；二级密封缓冲气C采用了低

置了分液罐避免冷却凝液进入二段压缩过程。压压氮气，设计工况下压力为0.75bar，二级泄漏气S

缩机每段配置3组叶轮，两段叶轮采用背对背的布于高点放空；最外侧隔离气压力设置为0.05bar，

置方式，段间采用迷宫密封平衡轴向力。压缩机用于防止外侧润滑油泄漏进入干气密封。干气密

额定转速为8304RPM，驱动变频电机额定转速为封泄漏量通过与B排放管口和S排放管口连接的就

1500RPM，可在75%-105%范围内平滑调速。压缩地流量计检测，在一、二级排放管加装了限流孔

机启动后快速通过一阶临界转速，最低转速不低板，通过安装在孔板前的压力远传监测干气密封

于75%额定转速。设计的额定全负荷状态下出口压泄漏状态，一旦泄漏速率超出设定值，孔板前压

力为42Bar。力报警或关停压缩机组。

2干气密封介绍

由于压缩机输送含有硫化氢

有毒易燃易爆介质，为避免泄漏

风险，压缩机轴两端配置了干气

密封避免酸性天然气外漏。该机

型设计年限较早（API692[2]还未

发布），采用了API617[1]标准

下的带有级间迷宫密封的串联式

干气密封，外侧配置了隔离气密

封，避免润滑油进入密封腔提，

详见下方图1。如图所示，其中

主密封气A采用了高压氮气/工艺气，设计工况下图1串联式干气密封

压力设定约为11.3bar，实际工作压力由压缩机平

衡管与干气密封主密封腔压差决定，通过压差控作者简介：谭龙飞，男，大学本科学历，工程师；研究方向为生

制阀确保运行时干气密封腔压力高于平衡管压力产管理。

第7期谭龙飞天然气压缩机干气密封失效分析与对策-35-

机组干气密封与平衡性机械密封结构类似，类：

一、二级密封的密封面均由碳化硅动环和碳石墨1）主密封气供气污染

静环组成，O型圈采用了氟橡胶材质避免酸性介

据博格曼