汽轮机21-KT-2471油封改造

王立峰，冯圣福，张虎，肖文刚

（中石油独山子石化公司设备检修公司，新疆 独山子 833699）

1 概述

21-KT-2471是某装置的关键机组21-K-2471螺杆压缩机的源动机，它是由美国MURRAY公司制造的水平剖分式三级汽轮机，轴端油封采用的是水平剖分式的迷宫密封（图1）。

图1

自2009年10月份开工以来，该汽轮机非联轴器轴端油封一直漏油。厂家曾派专家到现场未能解决问题，我们也进行了多次检修，也没有从根本上解决问题。汽轮机的表面温度在200℃左右，从油封漏出的油滴在汽轮机上冒出白烟，随时有可能发生火灾，对该装置的安全生产造成了威胁。该机组一旦停车将会导致该装置及下游装置停工，给企业带来经济损失。

2 故障分析

2.1 故障统计

表1 故障统计表

从故障统计表1可以看出油封漏油一直威胁着该汽轮机的平稳运行。在上几次的检修中我们发现仅仅用更换新油封的方法是不能从根本上解决油封漏油的问题。在更换油封时，我们严格按照迷宫式密封的安装规程进行安装，我们的安装技术是没有问题的。其中一次油封的更换是由厂家派来的专家进行安装的，仍然没有从根本上解决问题。由此看来，必须找到故障的真正原因，从根本上解决问题，才能避免重复检修，保障该机组的长期、平稳运行。

2.2 改造前的油封结构及密封原理

如图2所示该汽轮机轴端油封采用的是直通形水平剖分式的迷宫密封，齿数为4。迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环形密封齿，齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀间隙，被密封介质通过曲折的迷宫间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。迷宫密封是通过增加流体流动的局部动能损失来减少泄露的。通常为了减少泄漏量，根据密封介质的性质、压力可以对迷宫密封做一些补偿性措施。该汽轮机轴端油封的上半部分开有Ф3mm的氮气进气孔，下半部分开有一道回油孔，以此来增加迷宫密封的密封效果。

2.3 泄漏原因分析

由图1结合图2可以看出挡油盘与油封贴合在一起，由于挡油盘与油封贴合的太紧导致由回油孔流出的油不能及时、流畅的回流到油箱。从图2我们还可以发现油封的上下两部分结合处存在很大的偏差，说明油封的圆度存在很大偏差，导致了油封外圆与壳体配合间隙较大，导致了密封气与润滑油从间隙处泄漏，降低了氮气的压力，影响了密封的密封效果。

3 油封改造

虽然该油封上半部分开有进气孔，下半部分开有一道回油孔，却仍然达不到理想的密封效果。为了保障该机组安全、长期、平稳的运行，减少非计划停车次数，减少重复检修的次数，我们决定对油封结构进行改造。

减少迷宫泄漏量的方法有很多，比如增加迷宫密封的齿数，增大齿距、添加补偿措施等等。根据检修现场的实际情况和规定的检修时间，不允许我们对该密封做过大的改动。我们决定对该油封的密封补偿措施进行改造。

首先在迷宫密封与挡油盘的结合处、下半部分油封的最低处增加了一个回油槽，使由回油孔流出的油能流畅的流入油箱。如图3所示。

图2 油封结构图

图3

其次在油封的第二和第三齿上新增了2道回油孔，与图2中的第一道回油孔同心，直径相同，使流入第二齿与第三齿处的油也能通过回油孔流入油箱，降低了油封内部的压力，十分有效的降低了泄漏量。图4为新增的两道回油孔。以上是对油封的下半部分的改造。

图4

为了进一步提高油封密封性能，我们也对油封的上半部分进行了改造。将原来直径为Ф3mm的氮气进气孔扩大为Ф6mm。如图5所示。同时将氮气的进气压力提高了一倍。提高了氮气的进气量和进气压力，有效的提高了油封的密封效果。

图5

对于油封上下两部分的错位问题我们也进行了处理。以壳体上下的弧度为基准，利用加热的方法消除了密封的变形。消除了密封上下两部分结合处的偏差，减小了密封与壳体结合处的间隙，提高了油封的密封效果。

4 结语

自2010年6月对该汽轮机的轴端油封改造后，该机组轴端油封再没有发生过漏油的故障。此次改造从根本上解决了油封漏油的问题，延长了该机组的运行周期，保障了该装置及其下游装置的平稳运行，提高了企业的经济效益。此次油封改造也为该机组以后的顺利维护与检修提供了重要依据。