王健

（延長(zhǎng)石油延安石油化工廠，陜西延安727406）

往復(fù)式壓縮機(jī)填料密封國(guó)產(chǎn)化改造

王健

（延長(zhǎng)石油延安石油化工廠，陜西延安727406）

往復(fù)式壓縮機(jī)填料密封裝置工作原理，對(duì)壓縮機(jī)填料進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析、處理，國(guó)產(chǎn)化改造的完成，填料密封備件的訂貨及其采購(gòu)周期縮短，維修費(fèi)用降低。

往復(fù)式壓縮機(jī)；填料密封；國(guó)產(chǎn)化；泄漏處理

0 前言

7臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī)，其中單級(jí)壓縮2臺(tái)、兩級(jí)壓縮5臺(tái)，用于對(duì)裝置生產(chǎn)所需氫氣進(jìn)行增壓、循環(huán)，是生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵設(shè)備。壓縮機(jī)填料密封均采用賀爾碧格生產(chǎn)的進(jìn)口填料密封環(huán)，由于進(jìn)口填料密封環(huán)采購(gòu)、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，價(jià)格昂貴，影響設(shè)備的平穩(wěn)長(zhǎng)周期運(yùn)行，決定對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)填料密封裝置進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造。

1 填料密封裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理

（1）基本結(jié)構(gòu)。往復(fù)式壓縮機(jī)填料密封裝置的作用是密封氣缸內(nèi)氣體，防止其沿活塞桿方向向外泄漏，是壓縮機(jī)中最重要的部件之一，也是壓縮機(jī)最主要的外泄漏途徑之一。填料密封裝置通常由幾種填料環(huán)組成，分別由多組填料環(huán)共同組合成一整套填料密封環(huán)，放置于填料函內(nèi)（圖1），成為一套填料密封裝置，并根據(jù)需要設(shè)置潤(rùn)滑、冷卻、保護(hù)氣和漏氣排放。

（2）工作原理。填料密封裝置的主要部件為填料環(huán)，填料環(huán)的工作原理是氣體從軸向間隙和徑向間隙進(jìn)入填料盒的杯槽內(nèi)，氣體壓力使填料環(huán)分別與活塞桿表面及杯槽端面形成密封。當(dāng)氣體壓力不存在時(shí)，彈簧力作用在填料環(huán)上，將環(huán)瓣圍繞著活塞桿組合在一起。填料環(huán)組在杯槽中可以自由浮動(dòng)，用來補(bǔ)償活塞桿的徑向跳動(dòng)。密封環(huán)之間用銷/孔結(jié)構(gòu)固定相對(duì)位置，切向環(huán)的切口間隙被徑向環(huán)覆蓋，封閉泄漏路徑（圖2）。

填料環(huán)一般分為節(jié)流環(huán)、主密封環(huán)（徑向環(huán)、切向環(huán)、阻流環(huán)），漏氣回收環(huán)（切向環(huán)），它們由高壓側(cè)至低壓側(cè)排列，分別由一組或幾組共同組合成一整套填料密封環(huán)（圖3）。其中節(jié)流環(huán)用于高壓高轉(zhuǎn)速工況，主要起到節(jié)流減壓作用，使后面各道密封環(huán)承受的氣體壓力減小，同時(shí)在吸氣過程中阻止氣體從填料函快速膨脹流回氣缸。主密封環(huán)中徑向環(huán)及切向環(huán)起密封作用，阻流環(huán)用于高溫高壓的場(chǎng)合，防止非金屬密封環(huán)產(chǎn)生蠕變。漏氣回收環(huán)主要在靜態(tài)下防止缸內(nèi)氣體外漏。

2 填料國(guó)產(chǎn)化過程中出現(xiàn)的問題及解決方法

由于進(jìn)口填料采購(gòu)價(jià)格昂貴，采購(gòu)周期長(zhǎng)等因素，決定對(duì)填料進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化改造。經(jīng)過生產(chǎn)廠家多次對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)口填料密封進(jìn)行測(cè)繪，統(tǒng)一進(jìn)行招標(biāo)采購(gòu)，技術(shù)部門嚴(yán)把技術(shù)關(guān)，最終決定了國(guó)產(chǎn)化填料的生產(chǎn)廠家為溫州昌隆有限公司，在檢修中對(duì)其中的重整氫氣增壓機(jī)更換國(guó)產(chǎn)化填料密封進(jìn)行試運(yùn)行。

2.1 問題及原因分析

氫氣增壓機(jī)為4列2級(jí)對(duì)動(dòng)平衡型，各列氣缸水平布置并分布在曲軸兩側(cè)，入口壓力0.55 MPa，排氣壓力2.3 MPa。在國(guó)產(chǎn)化填料的試運(yùn)行過程中，機(jī)組出現(xiàn)了填料密封泄漏，導(dǎo)致氣缸內(nèi)氫氣少量沿漏氣回收管線漏至氣體回收罐，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行造成了隱患。生產(chǎn)廠家會(huì)同車間技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)填料泄漏原因進(jìn)行排查分析。

圖1 填料密封裝置

圖2 密封環(huán)原理圖

圖3 填料環(huán)結(jié)構(gòu)

（1）填料設(shè)計(jì)缺陷及材料問題。由于同型號(hào)機(jī)組進(jìn)口填料密封使用正常，經(jīng)與生產(chǎn)廠家溝通確認(rèn)，生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)化填料嚴(yán)格按照進(jìn)口填料的測(cè)繪尺寸、使用材料進(jìn)行制造，排除了這方面原因。

（2）填料冷卻水堵塞會(huì)使填料密封溫度過高，導(dǎo)致密封失效。經(jīng)檢查冷卻水流道暢通，冷卻效果良好

（3）檢查填料密封與活塞桿間隙，填料環(huán)與填料函間隙，活塞桿跳動(dòng)是否正常。填料密封裝置各個(gè)部位的安裝間隙不合適工藝要求是造成填料泄漏的主要原因。經(jīng)過對(duì)機(jī)組各裝配參數(shù)的仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)填料環(huán)徑向間隙較小，是填料泄漏的原因之一。

（4）安裝方法。檢查填料密封各部件的安裝是否正確。由于沒有詳細(xì)的進(jìn)口填料裝配圖，通過咨詢廠家并對(duì)比同型號(hào)填料，對(duì)泄漏填料進(jìn)行拆解檢查，發(fā)現(xiàn)填料主密封環(huán)安裝順序出現(xiàn)錯(cuò)誤，是填料密封泄漏的主要原因之一。

2.2 解決措施

檢修單位對(duì)泄漏的填料密封裝置進(jìn)行重新拆解，打磨，按正確的方式進(jìn)行安裝，并保證各部位間隙在工藝要求范圍內(nèi)。安裝完成后，機(jī)組試運(yùn)行正常，填料無(wú)泄漏。

3 國(guó)產(chǎn)化效果

國(guó)產(chǎn)化填料密封裝置在部分機(jī)組運(yùn)行一個(gè)檢修周期（約8000 h）后，無(wú)泄漏情況發(fā)生，往復(fù)壓縮機(jī)進(jìn)口填料的國(guó)產(chǎn)化改造取得了成功。國(guó)產(chǎn)化改造的效果是：①縮短了填料密封備件的訂貨及其采購(gòu)周期。填料國(guó)產(chǎn)化后，壓縮機(jī)填料備件的采購(gòu)周期由原來的8～10個(gè)月縮短為5個(gè)月左右，備件的及時(shí)采購(gòu)有力的保障了設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。②節(jié)省了大量資金。進(jìn)口填料密封每套約5.5萬(wàn)元，國(guó)產(chǎn)后填料密封每套約3萬(wàn)元，每臺(tái)往復(fù)壓縮機(jī)一次檢修更換4套填料密封，每臺(tái)機(jī)組每次檢修節(jié)省費(fèi)用約10萬(wàn)元。

［1］莫才頌，吳海智.加氫裂化裝置往復(fù)壓縮機(jī)填料密封故障分析與改造[J].潤(rùn)滑與密封，2012，37（5）：99-102.

［2］劉尚明.超高壓往復(fù)式壓縮機(jī)填料密封的失效及其對(duì)策[J].化工裝備技術(shù)，2016（1）.

［3］榮秀龍，喬光輝，賴朝喜.加氫裂化新氫機(jī)填料密封泄漏的故障分析及改進(jìn)措施[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2013（5）：63-65.

〔編輯 李波〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.01.43