干气密封拆装方法浅析
樊鹏德
摘要：本文阐述了干气密封的工作原理及其在煤化工装置中的应用，重点对干气密封的拆卸和安装方法进行了详细的说明，通过结合2014年烯烃丙烯装置烃压缩机组的检修，对干气密封的拆装方法进行总结归纳，为以后的检修工作提供参考。

关键词：干气密封；动环；静环；螺旋槽
1.前言
离心压缩机广泛地用于煤化工装置的多种工艺流程中，离心压缩机由转子和静子两部分组成，在动静部分之间存在间隙。

为了防止工艺气体沿压缩机壳体与旋转轴之间的间隙外漏至大气中，须采用各种轴端密封装置，阻止气体的泄露。

干气密封是较为常用的轴端密封，被应用于煤化工装置多台离心压缩机中，压缩机大修或中修时干气密封的拆装是一项关键的工序。

2.干气密封工作原理
干气密封由旋转动环、静环、弹簧、密封圈、弹簧座和轴套组成，在旋转动环密封面上加工出特殊形状的流体动压槽，如螺旋槽、圆弧槽、T 形槽等，槽深一般在6 ～ 10μm 之间。

表面进行研磨和抛光处理。

干气密封内部结构如图1所示，动环图2所示，被固定在旋转轴上，当压缩机轴旋转时动环也跟着一起旋转，此时动环端面上的螺旋槽将外径处的密封气体吸入，沿着外沿向内运动。

而密封坝节制气体流向中心，于是气体被压缩，压力升高，在槽根处形成高压区。

端面气膜压力形成开启力，静环密封端面被推开，流动的气体使动环和静环之间形成一层很薄的气膜。

气膜既能润滑密封表面还能阻止工艺气体泄漏。

干气密封稳定运转时，开启力与作用在补偿环背面的气体压力和弹簧力形成的闭合力平
图1.干气密封内部结构
图
图2.干气密封动环
衡，密封保持非接触、无磨损运转。

如果出现某些扰动因素使密封间隙减小，此时由螺旋槽产生的气膜压力将增大，引起开启力增大，而闭合力不变，密封间隙将增大，直到恢复平衡为止；反之，如果出现某些扰动因素使密封间隙增大，此时由螺旋槽产生的气膜压力将减小，引起开启力减小，而闭合力不变，密封间隙将减小，密封将很快再次恢复平衡，如此周而复始运行，受力变化如图3所示。

干气密封的这种抵抗气膜间隙变化的能力称之为气膜刚度。

图3.干气密封动静环受力变化
3.干气密封的应用
干气密封被广泛应用于石油化工行业的大型离心压缩机中，煤化工装置的多台离心压缩机中都使用干气密封，如合成气压缩机、丙烯压缩机，烃压缩机，脱乙烷塔压缩机等。

丙烯装置烃压缩机组高、低压缸采用由 John Grane制造的两级串联干气密封，2010年8月投入使用，至2014年5月运行达到45个月，未出现任何异常。

2014年5月对高、低压缸干气密封进行下线检查，各干气密封外观检查完好。

之后，高压缸更换备用干气密封，低压缸的干气密封继续使用，安装后高、低压缸4台干气密封均试车运行正常。

4.干气密封拆卸方法
干气密封拆卸是将干气密封从机组密封腔体内拆出的过程，由于干气密封与转子和密封腔体之间均有严格的相对位置要求以及一些定位装置、迷宫密封，拆卸前将转子定位，拆卸时记录干气密封与转子和腔体之间的相对位置，拆卸定位装置和迷宫密封后用专用工具将干气密封拉出。

具体步骤如下： 4.1干气密封拆卸前准备工作
4.1.1在压缩机驱动端安装转子轴向定位装置，如图4.将转子推至主推力侧，然后盘动压缩机转子，将转子轴头键槽转到最上方。

便于后续干气密封的安装。

4.1.2清理专用工具及转子轴外露部分，保证清洁的拆卸环境，用胶带将转子外露部分缠住，以免划伤干气密封内部密封圈。

4.1.3在密封腔体上选择基准面测量干气密封端面与密封腔体基准面的距离，并记录测量位置与测量数据。

4.2专用工具安装
4.2.1安装干气密封拆装盘，如图
5.均匀紧固拆装盘螺栓。

测量干气密封拆装盘端面与密封腔体端面的距离，并记录测量数据。

4.2.2安装干气密封拆装导向杆，安装干气密封拆装专用工具，如图6所示。

将专用工具端面与干气密封贴紧，测量干气密封拆装工具端面与密封腔体端面的距离，并记录测量位置及测量数据。

主要是为干气密封安装时作为参考，由于安装时不能直接测量检查干气密封是否安装到位，只能通过间
图4.转子定位装置
图5.干气密封拆装盘
图 6.干气密封拆装专用工
接测量安装工具的方式检查。

为安装提供方便。

如表1为烯烃丙烯一套烃压缩机低压缸拆装数据。

项目
测量数据 干气密封端面与密封腔体端面距离 151.00mm 干气密封拆装盘端面与密封腔体端面距离 120.90 干气密封拆装工具端面与密封腔体端面距离
106.10
4.2.3将专业工具抽出，在导向杆上安装定距套，然后将专用工具安装。

4.2.4安装抬轴工具，将转子抬起0.30-0.45mm 。

抬轴量不得大于内部迷宫密封间隙。

4.3干气密封拆卸
4.3.1均匀拧紧两侧拉杆螺母，使干气密封被缓慢拉出密封腔体。

当干气密封拆装盘端面与专用工具端面靠近时，安装螺栓将干气密封专用工具与干气密封紧固为一体。

4.3.2安装干气密封专用吊装工具，如图7.使其与干气密封及其专用安装工具为一体。

通过倒链将干气密封缓慢移出
4.3.3将干气密封用整洁的塑料布包裹，放置在专用箱内。

5.干气密封的安装方法
5.1安装前的准备
5.1.1修整密封腔体和相应轴段上的毛刺和划痕。

将修理部位清理干净。

5.2.2用仪表风将密封腔体内部各流道，沟槽和通孔内的所有杂物吹扫干净，然后用丙酮或四氯化碳清洗后吹干。

用胶带将干气密封腔体外部流道通孔封住以免杂物进入。

5.3.3将干气密封外表用丙酮或四氯化碳擦洗干净，用仪表风吹干。

在干气密封密封圈上均匀涂抹凡士林。

5.4.4盘动转子使轴上键槽处于正上方，如图7。

在驱动
图7.干气密封吊装
图8.键槽位置
表1.烃压缩机组低压缸干气密封拆卸数据
端安装推轴工具将转子推到正常工作位置，将转子轴向固定。

先安装推力轴承侧干气密封，以便安装完成之后可以安装推力轴承，使转子固定，便于安装另一侧干气密封。

5.2安装干气密封专用工具
5.2.1干气密封拆装板安装。

将干气密封垂直放置在清洁的平台上，安装干气密封拆装盘。

5.2.2在密封腔体上安装干气密封安装导向杆，然后将专用安装工具和吊装工具与干气密封组装，整体平稳吊起，套入轴上。

5.2.3安装抬轴工具将转子抬起30-0.45mm.
5.3干气密封安装
5.3.1通过均匀把紧专用工具上两侧丝杆螺母，使干气密封缓慢被推入密封腔体，如图9。

在把紧螺母时不间断测量两侧专用工具端面与密封腔体端面的距离，确保干气密封均匀进入腔体。

当干气密封专用工具端面与密封腔体端面距离与拆前相等时，说明干气密封已经安装到位。

图9干气密封安装工具
（2）拆卸干气密封专用吊装工具和安装工具。

（3）用深度尺测量干气密封端面与密封腔体端面的距离，复查干气密封是否安装到位。

如果未安装到位再次安装专用工具将其安装到位。

干气密封安装时为保证干气密封安装到位，通过依次测量干气密封安装工具、干气密封拆装盘、干气密封端面与所选基准面的距离来检查是否安装到位，如下表为烃压缩机干气密封拆装数据。

也可以通过设备技术资料中干气密封安装数据检查干气密封是否安装到位。

表2.烃压缩机低压缸干气密封拆装数据
项目拆前测量数据回装数据干气密封端面与密封腔体端面距离151.0mm 151.0mm 干气密封拆装盘端面与密封腔体端面距离120.9mm 120.0mm
干气密封拆装工具端面与密封腔体端面距离106.1mm 106.1mm
5.4干气密封安装过程中出现的疑难问题
在烃压缩机高压缸干气密封安装过程中发现，将备用干气密封安装入密封腔体后，下一步安装轴套时轴套不能装入，轴套的传动销与干气密封传动套销孔对不齐，轴套无法装入。

将干气密封拆下，通过转动密封壳体，改变动静环相对位置，然后将干气密封安装到位。

引起该问题的原因在于，干气密封拆装盘上的小孔加工位置不正确，如下图。

该孔的作用是固定动静环的相对位置，孔的加工位置错误导使静环的安装的相对位置错误，导致干气密封不能装入。

为解决这一问题在拆装盘上找出正确的位置，然后重新开孔。

为以后的检修提供方便。

图10.干气密封拆装盘销孔
总结
干气密封的拆装是机组检修的关键工序，通过上述对干气密封拆卸和安装方法的阐述可以得出干气密封拆卸和安装关键在于：转子的轴向和径向定位，严格的拆装数据，齐全的专用拆装工具，清洁的检修环境。

其区别在于拆卸和装配步骤相反，专用工器具的使用方法有所不同。

通过对烃压缩机组的检修，总结出了干气密封的拆装方法，结合公司培养大机组检修人员的计划，特将检修经验与各位同事分享。

参考文献：
[1]干气密封工作原理及应用，罗伟
[2]干气密封检修经验，王怀亮
[3]化工机械维修手册，任晓善，96-98，化学工业出版社
[4]中国石油化工集团公司人事部编，机泵维修钳工，中国石化出版社。