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浮环密封失效原因及预防措施

浮环密封失效原因及预防措施 2011年12月09日 来源： Failure Reason And Precautionary measure of Floating Ring SealAbstract:Structure And principle,failure reason and harm of compressor floating ring seal,and measures which prevented the seal from failing are introduced.Key words:Turbocompressor　Seal　Failure　Analysis　　我厂催化裂化装置压缩机组(其中汽轮机NK25/28/12.5系杭州汽轮机厂制造，离心压缩机MCL405+MCL355系沈阳鼓风机厂制造)自1999年4月中旬检修以来，密封油跑、串油现象严重；润滑油、密封油受到污染；汽轮机调速系统失灵，压缩机负荷增加，汽轮机转速被迫提高。1999年7月20日被迫停机抢修，解体后发现部分浮环间隙增大，高压缸MCL355入口端浮环密封弹簧损坏。一、浮环密封的结构　　浮环密封又称浮环油膜密封，其结构如图1。浮环密封由两个浮环组成，工作时环能浮动，但受销钉限制不能转动。密封气自流道Ⅰ进入，密封油自油路Ⅲ进入，通过浮环和轴之间的间隙，沿轴向左右两端流动。图中左侧是高压端，右侧是低压端。流经高压端的封油经过高压环2，由通道Ⅱ排至油气分离器。封油压力比密封气压力高0.05MPa左右，压差很小，向高压端的泄漏量较小。该路回油和密封气以及机内泄漏气体混合排出，称为内环回油，必须经过油气分离器处理后才能继续使用。而封油与低压侧润滑油的压差是0.2～0.4MPa，所以大部分封油都通过低压环6，由回路Ⅳ回封油箱。该回油没有与压缩气体接触，因此是干净的，可以直接回油箱。为了使浮环与固定环贴紧，用弹簧将浮环压向固定环。图1　浮环密封简图二、浮环密封的原理　　浮环与轴套之间充满了封油，当轴转动时，类似于滑动轴承工作原理，在偏心圆柱间隙内将形成油膜，产生流体动压力，将浮环托起，浮环只能浮动而不能转动。油膜的节流降压作用，阻止了高压侧气体向低压侧泄漏。由轴承油膜原理可知，如浮环与轴完全同心，则不会产生油膜浮力；如果浮环与轴偏心，则轴转动时将产生油膜浮力。该浮力使浮环浮起而使偏心减小。当偏心小到一定程度，这时的浮力正好与浮环重量相等，便达到了动态平衡。由于浮环很轻，则动态平衡时的偏心很小，即浮环和轴自动保持基本同心，又形成了二者之间的液体摩擦状态，避免了轴和浮环的磨损。因为浮环与轴有自动同心作用，故间隙可以很小，大大减少了泄油量。三、浮环密封失效原因　　1.从浮环密封的结构和原理可知，密封效果与浮环间隙有直接关系，从降低封油漏损，提高密封效能看，浮环间隙应尽量减小，但间隙太小又会导致浮环工作条件的恶化，乃至浮环抱轴故障的发生；浮环间隙过大，卸油量增加，导致封油、滑油互串，或者封油跑损。所以，浮环间隙一般在下列范围选取：　　内浮环半径间隙S=(0.0005～0.001)D　　外浮环半径间隙S=(0.001～0.002)D式中　D——浮环公称直径，mm　　机组拆机时，各部位间隙如表1。　　2.滑油进机压力高，或者滑油油温高，油的粘度下降而流动性得到改善，导致滑油串至封油，密封失效。　　3.密封气压力波动大或者密封气带液，使封油串入机体，造成封油跑损；或者密封气串入封油之中，造成封油和滑油的污染。表1　压缩机各部位浮环间隙mm位置低压缸高压缸入口端出口端入口端出口端高压环间隙低压环间隙高压环间隙低压环间隙高压环间隙低压环间隙高压环间隙低压环间隙设计值4月检修数据7月拆机数据0.06～0.090.080.10.19～0.220.210.210.06～0.090.090.130.19～0.220.20.210.06～0.090.10.150.19～0.220.210.240.06～0.090.090.090.19～0.220.190.19　　4.封油油质差，粘度下降，流动性较好，油膜形成不好，各部位卸油量增加。　　5.封油泵故障，封油压力低，封油流量小，油膜形成不好，封油、滑油受到污染，甚至封油中断，导致烧环。　　6.由于机组检修时装配质量问题，或者零配件损坏，造成浮环卡死，浮环间隙不能形成环形密封油膜，密封气夹带封油，从油膜缺口处串入滑油，造成封油、滑油污染，密封失效。催化车间拆机时发现，高压缸入口端浮环密封弹簧损坏，残留部分碎屑，导致浮环无法限位，无法形成油膜；或者浮环卡死，油膜同样遭到破坏，封、滑油互串，受到污染。　　7.压缩机流量波动频繁，汽轮机转速波动大，也会影响浮环密封油膜的形成，造成密封失效。 四、浮环密封失效的危害及预防措施　　1.封油跑损严重，催化车间压缩机平均每天跑油270kg，46#防锈汽轮机油(4440元/吨)，价值1199元。　　2.滑油、封油受污染严重。滑油、封油受

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