劉德潑，陸建軍，徐荷花，王星星

（江蘇金通靈流體機(jī)械科技股份有限公司，江蘇 南通 226001）

單級(jí)高速離心式蒸汽壓縮機(jī)被廣泛應(yīng)用于食品加工、化工、紙業(yè)、鹽場(chǎng)、制藥等領(lǐng)域的MVR系統(tǒng)中，替代傳統(tǒng)的羅茨蒸汽壓縮機(jī)和低速蒸汽離心壓縮機(jī)。機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）技術(shù)，又稱為熱泵技術(shù)，其蒸發(fā)過(guò)程不需要外加蒸汽，即通過(guò)蒸汽壓縮機(jī)用少量的電能將低溫、低壓的廢蒸汽壓縮，提高其熱焓，達(dá)到高品位蒸汽標(biāo)準(zhǔn)后，作為蒸發(fā)系統(tǒng)的能量循環(huán)使用，從而減少系統(tǒng)對(duì)外界能源的消耗和廢蒸汽排放，是替代傳統(tǒng)多效蒸發(fā)的一項(xiàng)高效節(jié)能技術(shù)。

單級(jí)高速離心式蒸汽壓縮機(jī)的葉輪采用三元流半開(kāi)式結(jié)構(gòu)，通過(guò)拉桿固定在小齒輪軸端，大齒輪通過(guò)膜片式聯(lián)軸器與電機(jī)連接，大齒輪帶動(dòng)小齒輪，實(shí)現(xiàn)葉輪高速旋轉(zhuǎn)。懸臂式結(jié)構(gòu)決定了氣封的軸向距離不能太長(zhǎng)，導(dǎo)致了蒸汽極易泄漏到增速齒輪箱內(nèi)，造成潤(rùn)滑油乳化問(wèn)題，同時(shí)還會(huì)造成機(jī)組軸瓦溫度高、振動(dòng)加大，甚至造成軸瓦損壞、機(jī)組停機(jī)等問(wèn)題。

1 蒸汽壓縮機(jī)的密封作用及缺點(diǎn)

蒸汽壓縮機(jī)的密封性能是其運(yùn)行可靠性的重要指標(biāo)之一。在蒸汽壓縮機(jī)中，由于蝸殼內(nèi)外存在壓力差，會(huì)導(dǎo)致蒸汽泄漏或者空氣竄入。若蝸殼內(nèi)壓力過(guò)高，氣封中泄漏出的蒸汽會(huì)對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生污染；若蝸殼內(nèi)壓力過(guò)低，則外部的空氣會(huì)通過(guò)軸端被吸入蝸殼，造成蝸殼內(nèi)蒸汽中含有不冷凝氣體，從而導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。迷宮密封是現(xiàn)有蒸汽壓縮機(jī)密封中常見(jiàn)的一種密封方式，這種密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工及維修成本較低，被廣泛地應(yīng)用于蒸汽壓縮機(jī)中的氣封結(jié)構(gòu)中，但其缺點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)零泄漏。

2 進(jìn)水問(wèn)題原因分析

蒸汽通過(guò)氣封的密封齒泄漏到大氣側(cè)，蒸汽部分冷凝成水，經(jīng)過(guò)排水口排走，部分蒸汽通過(guò)增速齒輪箱的油封進(jìn)入箱內(nèi)，與潤(rùn)滑油混合到一起，時(shí)間長(zhǎng)了，潤(rùn)滑油乳化變質(zhì)，縮短了軸承和齒輪的壽命，降低了壓縮機(jī)的穩(wěn)定性。因單級(jí)高速離心式蒸汽壓縮機(jī)采用懸臂式支撐結(jié)構(gòu)，氣封的軸向距離受到很大限制，不能通過(guò)齒數(shù)的增加來(lái)達(dá)到密封的效果。

3 氣封結(jié)構(gòu)及自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)

針對(duì)蒸汽穿透性強(qiáng)、易冷凝的特點(diǎn)，氣封采用充排式自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置和多重保護(hù)方式，大大降低增速齒輪箱進(jìn)水的可能性。氣封布置圖如圖1所示。

圖1 氣封布置示意圖

主軸與蝸殼側(cè)板之間由氣封連接，并且氣封和蝸殼側(cè)板為上下剖分式結(jié)構(gòu)；氣封包含氣封本體和氣封擋板；蝸殼側(cè)板帶有充氣孔和排氣孔；充氣孔位于蝸殼側(cè)板上半部，連通氣封本體和充氣自動(dòng)控制系統(tǒng)；充氣自動(dòng)控制系統(tǒng)包含減壓閥、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥和壓力變送器，充入系統(tǒng)管路的蒸汽依次通過(guò)減壓閥、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥和壓力變送器。壓力變送器將信號(hào)傳至PLC控制柜，控制柜根據(jù)壓力設(shè)定值，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，從而保證充入的蒸汽壓力滿足密封要求。排氣孔位于蝸殼側(cè)板底部，連通氣封本體和排氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，排氣自動(dòng)控制系統(tǒng)包含壓力變送器和抽氣泵，排出系統(tǒng)管路的蒸汽依次通過(guò)壓力變送器和抽氣泵。壓力變送器將信號(hào)傳至PLC控制柜，控制柜根據(jù)壓力設(shè)定值，自動(dòng)控制氣泵的抽氣量，從而保證排出的蒸汽壓力滿足密封要求。該氣封裝置采用迷宮密封，針對(duì)不同壓力的蒸汽，通過(guò)充氣、排氣自動(dòng)控制系統(tǒng)以充、抽蒸汽的方式來(lái)達(dá)到密封效果，并且在氣封靠近大氣處設(shè)有擋板，以防止蒸汽沿軸向泄漏。

4 處理進(jìn)水問(wèn)題的排查步驟

處理進(jìn)水問(wèn)題的排查步驟如下：①查看所有排水孔有無(wú)堵塞，如果堵塞，則需清理干凈。②蒸汽壓縮機(jī)啟動(dòng)前，系統(tǒng)充新鮮蒸汽時(shí)，根據(jù)壓縮機(jī)管道壓力變送器檢測(cè)進(jìn)行處理，如果高于大氣壓，氣封處就存在蒸汽泄漏的可能性，壓力越高，可能性越大。處理方法有3種，即開(kāi)啟真空泵；開(kāi)啟蒸汽壓縮機(jī)，抽真空；減小新鮮蒸汽壓力。調(diào)節(jié)的目標(biāo)是氣封處無(wú)蒸汽泄漏。③蒸汽壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)葉輪背部壓力變送器檢測(cè)值進(jìn)行處理，處理方法有2種——小于等于大氣壓時(shí)，查看充氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，看蒸汽充氣密封壓力表調(diào)節(jié)范圍是否在0～3 kPa（表壓）之間，如果不是，按要求重新調(diào)節(jié)；大于大氣壓時(shí)，查看排氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，看抽氣壓力調(diào)節(jié)范圍是否在-5～0 kPa（表壓）之間，如果不是，按要求重新調(diào)節(jié)。④冷卻器損壞，冷卻水進(jìn)入油箱，處理方法為更換冷卻器。⑤停機(jī)后，查看所有排水閥是否打開(kāi)，如果不是，按要求操作。

5 結(jié)束語(yǔ)

單級(jí)高速離心式蒸汽壓縮機(jī)具有效率高、噪聲低、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，是目前MVR系統(tǒng)中應(yīng)用最廣的蒸汽壓縮機(jī)。本文通過(guò)采用氣封自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)壓力在一定范圍內(nèi)的變化要求，有效地解決了增速齒輪箱進(jìn)水問(wèn)題，降低了現(xiàn)場(chǎng)操作工作難度，避免了潤(rùn)滑油乳化問(wèn)題，節(jié)約了維修成本，為設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行提供了保障。

參考文獻(xiàn)：

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