CO2压缩机典型故障原因分析及处理
吴玉涛
（河南能源化工集团中原大化公司，河南 濮阳 457000）
[摘 要] 对河南能源化工集团中原大化公司尿素厂CO2压缩机三段机封泄漏和低压蒸汽调节阀卡涩这两起典型故障的原因进行分析，采取有针对性的解决措施后，故障得以消除。
[关键词] CO2压缩机；机封泄漏；蒸汽调节阀卡涩；原因分析；处理措施
[中图分类号] TH 452 [文献标志码] B [文章编号] 1004-9932（2017）03-0061-03
河南能源化工集团中原大化公司化肥事业部尿素厂的CO2压缩机是上世纪80年代意大利新比隆公司制造的K101/DST101型机组，其中K101的作用是把尿素合成反应所需的CO2分四段从0.137 MPa提压至15.7 MPa，然后送入尿素合成塔R101；DST101则是K101的驱动机，为抽汽、注汽、冷凝式透平，主要由转子、气缸、盘车装置、调速控制系统、联锁保护装置及表面冷凝器组成。该机组具有稳定可靠、节能环保、占地小、调节性能好、运行周期长及维护简单等优点，但随着服役时间的延长，运行过程中也出现过一些故障。以下就近1 a来运行过程中出现的一些典型故障及其原因分析与处理措施作一介绍。
1 CO2压缩机三段机封泄漏
1.1 故障现象
CO2压缩机在2016年1月大修时更换了三、四段干气密封。投运后机组振动、温度、位移、转速、压力、油温、油压等主控监测数据显示正常，运行28 h后，巡检发现高压缸三段机封泄漏，被迫停车抢修。
CO2压缩机高压缸轴端密封采用的是迷宫密封和“28”型气体机械密封，泄漏后主控显示三段机封漏气压力PAH08512报警，现场三段机封泄漏排放阀处有CO2逸出；高压缸轴承润滑油回油视镜处可以看到气体进入回油总管；油箱顶部放空管有CO2气体排出且带油，地面有油污；低压注汽调节阀油动机上盖油气排放窗冒气且带油；三段密封压力P08506由3.0 MPa降至2.4 MPa，且随着泄漏量增大，压力持续下降；泄漏后期，压缩机振值波动，油质劣化，控制油和润滑油过滤器压差变大。
1.2 机械密封结构及工作原理
1.2.1 “28”型气体机械密封结构及性能参数
“28”型气体密封结构（见图1）包括1个加载弹簧、O型密封环、挠性定位的石墨断面、1个旋转的硬质断面以及固定在动环上的O型环，其结构特点是动环上有螺旋槽。其中，动环材质为碳化钨，静环材质为石墨浸锑，O型环材质为氟化橡胶。
图1 “28”型气体机械密封结构示意
CO2压缩机高压缸介质为6%工艺气（空气+N2+H2）+92.5% CO2，其主要性能参数为：吸入压力1.635 MPa，吸入温度115 ℃，转速12 766 r/min，排气温度180 ℃；密封压力2.0 MPa，排放压力7.624 MPa，CO2渗漏率35 m3/min（渗漏率有50%的富裕量）。
1.2.2 “28”型气体机械密封的工作原理
螺旋槽端面密封的工作原理基于流体静力和流体动力的平衡。在介质压力存在时，作用于密封上的力是流体静力，并在动环静止和转动时都存在；流体动力只有在转动时才能形成。动环上的螺旋槽所起的重要作用是在旋转过程中得到一个收敛的密封间隙，螺旋槽设计为顺时针方向旋转，气体进入沟槽后被引向中心，在被压缩的同时遇到密封堰的阻挡，因压力增大推开挠性定位的静环而形成气体间隙。
更多内容详见《中氮肥》2017年第3期