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　 此密封为迷宫密封加辅助抽气系统实现对气压机的密封。迷宫密封由若干个依次排列的环形梳齿和对应轴套组成，梳齿与轴套形成节流间隙和膨胀室，介质流经梳齿间隙后突然膨胀产生旋流，其动能转为热能并为介质所吸收，除散热损失外，焓值近于原值，余下小部分动能仍以余速进入下一级间隙，一级级地重复上述等焓膨胀过程，使介质受节流效应而得以密封。
　 由于迷宫密封效果有限，所以配有喷射器。如以蒸汽作为射流源，机内漏出的气体与蒸汽的混合气排放到大气，污染环境，也造成了能源浪费。若以气压机出口石油气为射流源，混合气可以回到气压机入口，虽然能克服环境污染和浪费，但安全性差，因此都不采用这种操作方法。
　 曾与石油大学合作测试了1台MB-CH型焦化富气压缩机的抽气放空消耗。当入口压力为0.02 MPa，排气压力为0.9 MPa，梳齿间隙0.35～0.4 mm，轴套直径135 mm、转速约8 000 r/min时，抽气器汽耗近500 kg/h，抽出排入大气的石油气约200 kg/h，直接经济损失见表1（以每年8 000 h计算）。

表1　某焦化富气压缩机抽气放空消耗直接经济损失

消耗物质	消耗形式	耗量/ t．h-1	单价/ RMB￥．t-1	年费用/ 104RMB￥
1.0MPa蒸汽	喷射器气源	0.5	60	24.0
汽油及液化
石油气	排入大气	0.12	2 300	220.8
不凝石油气	排入大气	0.08	400	25.6
合计				270.4

2　浮环密封

2.1　浮环密封的故障
　 浮环密封是径向缝隙密封和轴向端面密封的组合，是非接触式密封与接触式密封相结合和流体静压密封与流体动压密封相结合的混合型密封，有比较复杂的密封油系统，是国内外气压机普遍采用的密封形式。
　 根据国外运行经验，气压机的事故大多数都是由于浮环密封不良造成的，其中25%又是由于密封油太脏所致，故合理的控制密封油质量非常重要。日本三菱黑崎工厂曾发生过浮环密封烧坏的事故，其原因有：①工艺气体中有沉积物生成；②密封油变质产生了沉积物；③浮环椭圆度不当等^［1］。
　 国内某厂对汽轮机拖动的8台浮环密封的气压机做过故障停机原因分析。在两年43次停机事故中，因浮环密封系统事故造成的停车共17次，占39.5%。
　 浮环密封失效的主要原因是密封气（干气）品质不好，密封油受到污染，闪点和粘度降低或生成沉积物，导致密封元件损坏失效，大量消耗密封油（例如，某厂1台D.M.G气压机年耗油近50 t）。密封油常窜入润滑油中，导致润滑油变质，使汽轮机调速器失灵。某厂虽有开备两台气压机，因润滑油长期处于污染状态，不得不在主汽门前加装气动隔膜调节阀代替调速器。有的厂气压机只要一停就需拆卸检修浮环密封，更换配件。有时水、电、空气、仪表和油泵系统也危及正常运行。
　 针对浮环密封和迷宫密封存在的问题，石化系统设计工作者曾研制过不同形式的轴封，中国石化总公司也曾组织过对密封技术的攻关和改进，但至今有些浮环密封仍存在不能保证满周期运行的问题。
2.2　浮环密封的功耗
　 以气压机转速为10 kr/min；浮环直径为120 mm，长度为20 mm，间隙为0.08 mm；油粘度为0.018 Pa^．s为例，以文献［2］介绍的计算方法算出浮环功耗为7.3 kW的1台机两组浮环共耗功为14.6 kW。
2.3　浮环密封消耗
　 以2MCL456型气压机为例，算出的消耗见表2（不包括每次浮环密封失效造成的停机近百万元损失，以每年运行8 000 h计算）。

表2　浮环密封的消耗

消耗物质	用途	年耗量/t	单价/ RMB￥．t-1	年费用/ 104RMB￥
汽轮机油	封油	2.4	5 000.0	1.20
电	封油泵 电动机	28 000 (kW．h)	0.5(RMB ￥．(kW．h)-1)	1.40
循环水	冷油器	56 000	0.3	1.68
氮气	隔离气	640(dam3)	1.0(RMB￥．m-3)	64.00
蒸汽	脱气槽	1 600	60.0	9.6
合计				78.38

3　开发推广气体密封

　 将具有一定压力、温度的密封气注入气压机的特设密封室，阻止机内介质向外泄漏，叫气体密封。国内已有13个石化厂的多台气压机应用注蒸汽和注氮气密封，效果良好，深受用户欢迎，也受到有关专家的肯定。1997年沈阳鼓风机厂在新气压机设计制造中开始应用气体密封技术，这有利于气压机的国产化，有利于用户降低一次性投资。下面仅介绍蒸汽密封的应用情况。
　 蒸汽密封是将略高于气压机入口（或平衡管）压力的适当参数蒸汽注入轴封室，以阻止油气外泄，以限流元件控制蒸汽量是蒸汽密封技术的一个特点。
3.1　功耗比较
　 以2MCL456型气压机为例，气压机流量为200 m³/min，压力(绝)为0.2 MPa，每小时注入机内蒸汽约100 kg，约为气压机流量的0.6%。注汽使原动机耗功约12 kW，为浮环密封耗功14.6 kW的82%（注氮气或干气同样也多耗功）。
3.2　腐蚀问题
　 如加工胜利原油的催化裂化和延迟焦化装置富气中含有腐蚀性介质H₂S约2.7%至4.8%。由于气压机转子为合金材料，气体密封元件选材适当，注汽有降低H₂S分压和减少腐蚀的作用，所以在解体检查时均未发现蒸汽密封对气压机有异常腐蚀现象。
3.3　轴和轴承
　 气压机升速至一定转速才注入蒸汽，轴径向受热均匀，不会产生异常变形；空气冷却了轴的圆柱表面，防止了热传导。运转数据充分证明，应用蒸汽密封的气压机轴承温升和轴振动值与改造前比较看不出有变化，数值符合有关标准要求。
3.4 运行费用
　 气体密封的消耗单一，只用密封气，一台用蒸汽密封的气压机年运转8 000 h的费用为24×10⁴ RMB￥，是浮环密封运行年费用(77.38×10⁴ RMB￥)的三分之一；是迷宫抽气密封年费用(270.4×10⁴ RMB￥)的十分之一。
3.5　成果举例
　 表3所列为几台采用气体密封的气压机的操作参数。

表3　几台气体密封气压机的操作参数

气压机型号	用　户	铭牌流量/ m3．min-1	入口操作 压力/MPa	转速/ r．min-1	驱动机	投用年份
MCL-526	齐鲁石油化工公司	420	0.19	8 506	中压汽轮机	1994
2MCL-456	高桥石油化工公司	169.4	0.24	10 261	汽轮机+电动机	1995
KA11-V	齐鲁石油化工公司	180	0.19	9 000	凝汽式汽轮机	1996
2MCL-456	金陵石油化工公司	300	0.20	9 585	中压汽轮机	1996
C40-1.5	天津双孚化工厂	40	0.005	1 450	电动机	1997
2MCL-706	大连西太平洋公司	1 000	0.15	7 655	中压汽轮机	1997
RC3HN/47.5 BC5N/33.5	大庆石油化工总厂	175	0.2	8 650	凝汽式汽轮机	1997
2MCL-456	延安炼油厂	186.7	0.2	9 500	凝汽式汽轮机	1997

　　　　注：除双孚化工厂用氮气外，其余用户均用蒸汽。

　 蒸汽密封技术开发应用至今仅4年，对入口压力低（表压小于0.2 MPa）的气压机而言，是比较理想的一种密封，注入压力稳定的氮气也能取得良好效果。中国石油学会炼制分会设备专业委员会就蒸汽密封技术曾于1996年8月召开过推广会议。会议代表实地考察了气压机蒸汽密封的工程配置、操作运行记录、密封改进流程以及解体后的气压机转子。与会人员一致认为，经用户满周期402天实际运行表明，蒸汽密封具有结构简单，密封可靠，零件无接触和磨损，寿命长，方便操作和维修，投资少，运行费用低，备品备件少，密封蒸汽用量小，驱动机无明显功率变化等特点。其设计可完全满足气压机轴封要求，运行平稳，可靠性高，能满足生产操作“安稳长满优”的要求；蒸汽密封技术优点明显、技术成熟，值得推广应用。

作者简介：高级工程师，1954年毕业于抚顺石油学校，1962毕业于抚顺业余工业学院机械系。曾任齐鲁石油化工公司胜利炼油厂副厂长，总机械师。现为中国石油学会炼制分会设备专业委员会委员，中国石油与化工工程研究会会员，《石油化工设备技术》编辑委员会委员。
作者单位：齐鲁石油化工公司胜利炼油厂（山东省淄博市255434）

参考文献

1　郑　毅.石油化工设备，1986，15(11)：43
2　机械工程手册编辑委员会.机械工程手册，第五卷，第23篇，北京：机械工业出版社，1982