趙國(guó)愛(ài)，白俊澤，皮 軍

（中海石油天野化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010070）

循環(huán)氣壓縮機(jī)軸封填料的研究及改造

趙國(guó)愛(ài)，白俊澤，皮 軍

（中海石油天野化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古呼和浩特 010070）

通過(guò)研究循環(huán)氣壓縮機(jī)軸封填料徑向、軸向尺寸，結(jié)合壓縮機(jī)多次檢修經(jīng)驗(yàn)，確定填料徑向、軸向間隙，排除故障原因，延長(zhǎng)使用壽命。

循環(huán)氣壓縮機(jī)；確定尺寸；延長(zhǎng)壽命

Abstract：By studying the radial and axial dimensionthe of the recycle gas compressor shaft seal packing，combining multiple compressor maintenance experience，to determine the packing radial and axial clearance，eliminate cause of malfunction and prolong service life.

Key words：recycle gas compressor；determine the size；prolong service life

1 概況

1.1 工藝概述

中海石油天野化工有限責(zé)任公司是以天然氣為原料生產(chǎn)甲醇和尿素產(chǎn)品的化工廠，循環(huán)氣壓縮機(jī)是合成氨裝置關(guān)鍵設(shè)備之一，其作用是將H2S吸收塔主洗段來(lái)的閃蒸汽予以回收，將其加壓到5.44MPa，經(jīng)冷卻器冷卻到40℃后進(jìn)入原料氣冷卻器前的原料氣管線，最終并入到總管。

循環(huán)氣壓縮機(jī)為臥式單缸雙作用往復(fù)式壓縮機(jī)，氣體在活塞的兩側(cè)均能進(jìn)行壓縮，工作效率高，氣體出口壓力穩(wěn)定。而軸封填料的頻繁泄漏嚴(yán)重影響壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，對(duì)壓縮機(jī)填料的研究是解決設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行的關(guān)鍵。

1.2 設(shè)備概述

表1 循環(huán)氣壓縮機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

1.3 軸封填料密封原件及密封原理

在填料槽座內(nèi)密封原件安裝順序如圖1所示，從高壓側(cè)到低壓側(cè)依次是由鎖閉環(huán)（六瓣）、二組密封環(huán)（三瓣）組成，軸封槽座內(nèi)的主要密封件采用三、六瓣結(jié)構(gòu)的平面填料，鎖閉環(huán)為三瓣環(huán)、密封環(huán)為六瓣環(huán)，由三段圓弧和三段扇形組成，外面都用鐲形彈簧把環(huán)箍在活塞桿上。安裝時(shí)鎖閉環(huán)須在高壓側(cè)，密封環(huán)在低壓側(cè)，并且三瓣環(huán)的切口必須與六瓣環(huán)的切口互相錯(cuò)開(kāi)，波形彈簧則提供一定量的軸向力和元件一起保證密封組件在軸封槽座內(nèi)的定位，在活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)不追隨。循環(huán)氣壓縮機(jī)工作時(shí)，氣缸內(nèi)的高壓氣體沿著三瓣環(huán)與活塞桿的徑向間隙外漏，從三瓣環(huán)的徑向切口處漏入槽座內(nèi)。由于六瓣環(huán)的徑向切口被扇形塊擋住，所以槽座內(nèi)的壓力氣體不會(huì)從六瓣環(huán)處再向外泄漏。相反卻可以將六瓣環(huán)緊緊壓在活塞桿上從而起到密封作用。隨著鎖閉環(huán)和密封環(huán)的磨損，圓周的彈簧會(huì)提供徑向力使三、六瓣環(huán)收縮，始終保持密封面與活塞桿的貼合。

2 設(shè)備運(yùn)行狀況及出現(xiàn)的問(wèn)題

1） 填料多級(jí)出現(xiàn)高溫變形現(xiàn)象

2） 活塞桿與軸封配合處徑向尺寸Φ59.2mm，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)為Φ60mm+0.030mm，磨損約0.8mm。

3 原因分析

圖1 軸封填料示意圖

1） 軸封填料由6組串聯(lián)組成，每組填料由1個(gè)鎖閉環(huán)與2個(gè)密封環(huán)組成，每個(gè)槽座深度15.7mm，1個(gè)鎖閉環(huán)與2個(gè)密封環(huán)的排列的總厚度為15.4mm，填料軸向間隙0.3mm，槽座內(nèi)徑94mm，填料外徑87.6mm。即填料徑向間隙6.4mm，壓縮機(jī)正常工作時(shí)，填料在槽內(nèi)軸向方向產(chǎn)生周期性位移，徑向方向發(fā)生偏磨以及受力不均，間隙過(guò)大會(huì)影響填料的使用性能和壽命。

2） 活塞桿與軸封配合處徑向磨損，導(dǎo)致填料在槽座內(nèi)徑向間隙增大。填料軸向受力增大，加快磨損，影響填料的使用性能和壽命。

4 解決措施

1） 改造填料徑向、軸向間隙，重新制作填料槽座，不改變填料尺寸，槽座內(nèi)徑由原來(lái)的94mm調(diào)整為90.6mm，槽座深度由原來(lái)的15.7mm調(diào)整為15.48mm，通過(guò)加工填料槽座來(lái)保證填料徑向、軸向間隙，將軸向間隙由原來(lái)的0.3mm調(diào)整到0.08mm，徑向間隙由原來(lái)的6.4mm調(diào)整到3mm，并且在填料槽座的末級(jí)加工排放孔，確保填料級(jí)間無(wú)壓力。

2） 通過(guò)激光熔焊技術(shù)修復(fù)活塞桿，保證徑向尺寸、表面粗糙度達(dá)到圖紙要求。

5 改造與修復(fù)后運(yùn)行情況

通過(guò)對(duì)填料槽座的改造、活塞桿磨損部位的修復(fù)，大大延長(zhǎng)了填料組件的使用壽命，本次改造不僅節(jié)約了日常檢維修費(fèi)用，還為裝置的平穩(wěn)運(yùn)行提供了保障，同時(shí)也為國(guó)內(nèi)同類設(shè)備提供了參考經(jīng)驗(yàn)。

[1] 田景亮.往復(fù)式壓縮機(jī)操作維修指南[M].遼寧：遼寧科技出版社，2010.

[2] 安定剛.往復(fù)式壓縮機(jī)技術(shù)問(wèn)答（第二版）[M].北京：中國(guó)石化出版社，2015.

[3] 王超，尹宏偉.循環(huán)氫壓縮機(jī)干氣密封的改造與應(yīng)用[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2001，22（3）：59-61.

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The Transformation and Research of Recycle Gas Compressor Shaft Seal Packing

Zhao Guo-ai，Bai Jun-ze，Pi Jun

TH457

B

1003–6490（2017）09–0129–01

2017–06–25

趙國(guó)愛(ài)（1990—），男，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)人，工程師，主要研究方向?yàn)榛ぴO(shè)備維修與保養(yǎng)。