劉大軍

摘 要：煤化工是以煤炭為原料通過一系列的物理或是化學(xué)反應(yīng)將煤炭轉(zhuǎn)化為多種可廣泛應(yīng)用于能源、化工生產(chǎn)的生產(chǎn)技術(shù)。甲醇是煤化工生產(chǎn)所獲得的重要的產(chǎn)物之一，在煤化工生產(chǎn)的過程中轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成的合成氣通過壓縮機提壓來為甲醇的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化提供合適的生產(chǎn)條件。壓縮機作為一種重要的生產(chǎn)機械，主要采用旋轉(zhuǎn)密封來避免進入壓縮機中的合成氣（一氧化碳、氫氣）泄漏到空氣中，造成環(huán)境污染。該文在分析壓縮機密封系統(tǒng)失效原因的基礎(chǔ)上對如何做好壓縮機密封系統(tǒng)的優(yōu)化改進進行了分析闡述。

關(guān)鍵詞：壓縮機；密封系統(tǒng)；失效

中圖分類號：TE974 文獻標(biāo)志碼：A

0 前言

干氣密封是一種應(yīng)用于壓縮機密封的新型密封方式，相較于普通接觸式機械密封在各方面都得到了極大程度地改進，并已經(jīng)成了大多數(shù)離心式壓縮機的首選軸封方式。干氣密封雖然在各方面都得到了優(yōu)化，但是在實際的生產(chǎn)應(yīng)用中其故障率仍然較高。為確保壓縮機密封系統(tǒng)能夠獲得良好的密封效果，需要對干氣密封所存在的問題進行分析并進行針對性的優(yōu)化，用以提高壓縮機的使用效果。

1 壓縮機干氣密封系統(tǒng)失效原因分析

壓縮機干氣密封系統(tǒng)損壞現(xiàn)象可以分為2種類型：1）極端異常軸向力所導(dǎo)致的壓縮機干氣密封系統(tǒng)損壞。壓縮機干氣密封系統(tǒng)在壓縮機運行過程中將承受來自于軸向和徑向的復(fù)雜作用力。離心式壓縮機運行過程中其內(nèi)部的止推軸承將承受來自于壓縮機內(nèi)多余的轉(zhuǎn)子軸向力，止推軸承主要用于限制轉(zhuǎn)子的軸向竄動確保轉(zhuǎn)子能夠在壓縮機缸體中的軸向位置。止推軸承所承受的額外軸向力將加速止推軸承的磨損影響壓縮機干氣密封系統(tǒng)的密封效果。通過對損壞壓縮機干氣密封系統(tǒng)進行拆解后發(fā)現(xiàn)，壓縮機干氣密封系統(tǒng)在承受來自于壓縮機的復(fù)雜軸向力的作用下將導(dǎo)致止推盤鎖母變形，導(dǎo)致止推盤無法在裝配位置發(fā)揮其應(yīng)有的作用，導(dǎo)致多余軸向推力無法得到有效的抵消，而過量的軸推力將使轉(zhuǎn)子繼續(xù)向高壓段進口竄動，從而使壓縮機干氣密封系統(tǒng)的密封效果受到了進一步的影響。以某型號的壓縮機干氣密封系統(tǒng)為例，壓縮機干氣密封系統(tǒng)在運動過程中將會受到復(fù)雜外力的作用使壓縮機干氣密封系統(tǒng)內(nèi)部的動、靜環(huán)在停車過程中產(chǎn)生接觸，影響壓縮機干氣密封系統(tǒng)的密封效果。2）壓縮機干氣密封系統(tǒng)失效的現(xiàn)象不僅有壓縮機干氣密封系統(tǒng)損壞失效方面的，壓縮機干氣密封系統(tǒng)泄漏量異常增大也是壓縮機干氣密封系統(tǒng)失效的重要現(xiàn)象之一。造成壓縮機干氣密封系統(tǒng)泄漏量異常增大的原因主要集中在壓縮機干氣密封系統(tǒng)的密封面受損、密封用O型圈破損老化失效等兩大方面。在壓縮機干氣密封系統(tǒng)運行過程中，如果壓縮機干氣密封一次密封氣供氣不足將導(dǎo)致未經(jīng)過濾的工藝氣順著梳齒密封進入干氣密封工作區(qū)域中，工藝氣的逆向進入將帶來諸多的雜質(zhì)影響密封。尤其是當(dāng)壓縮機跳車時，壓縮機干氣密封供氣壓差將瞬間降低至0 MPa，密封的工藝氣將大量的反向涌入壓縮機干氣密封一次供氣腔室內(nèi)，并帶著主動雜質(zhì)顆粒或是液體等進入密閉腔室內(nèi)，導(dǎo)致壓縮機干氣密封系統(tǒng)受損。O型圈主要用于避免壓縮機中的密封氣泄漏進入大氣中，是一種重要的密封組件。O型圈在長期的使用中將老化破損進而直接影響壓縮機干氣密封系統(tǒng)的密封效果，壓縮機中的密封氣將不經(jīng)過動、靜面直接漏入下游低壓管線中，造成密封氣泄漏量的異常升高，影響壓縮機的正常運行。壓縮機轉(zhuǎn)子密封結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 壓縮機干氣密封系統(tǒng)的優(yōu)化改進

2.1 消除壓縮機運行中所產(chǎn)生的異常軸向力

通過對壓縮機平衡管出口處的內(nèi)缸壁進行增擴，增大間隙將能夠有效降低壓縮機干氣密封系統(tǒng)在正常工況條件下的平衡管壓差，從而使壓縮機平衡管壓差問題得到了根本性的解決，避免了壓縮機緊急停車時所產(chǎn)生的巨大軸向力直接作用于止推軸承，提高了止推軸承的使用壽命；除了對壓縮機平衡管缸壁處進行改進外，還需對壓縮機干氣密封系統(tǒng)的一次供氣氣源進行改造，用以確保在壓縮機干氣密封系統(tǒng)在工作時能夠提供充足的氣壓，避免未經(jīng)凈化的工藝氣進入壓縮機的密封端面中。在對壓縮機干氣密封系統(tǒng)一次氣源的改進中，在壓縮機高壓缸和低壓缸密封氣系統(tǒng)中各增加一個增壓機總成，使壓縮機干氣密封系統(tǒng)能夠在壓縮機工作過程中獲得良好的密封效果；增加一次氣就地排放裝置。在壓縮機干氣密封系統(tǒng)中加裝干氣密封供氣管線電伴熱裝置，并將溫度控制在95 ℃，用以保證壓縮機干氣密封系統(tǒng)供氣溫度始終處于露點溫度之上，降低了壓縮機干氣密封系統(tǒng)密封帶液的風(fēng)險。增設(shè)壓縮機干氣密封供氣腔室導(dǎo)淋，可以更好的對壓縮機干氣密封系統(tǒng)工作過程中的一次供氣氣質(zhì)進行檢查，避免一次供氣中形成帶液供入破壞壓縮機干氣密封系統(tǒng)動、靜環(huán)之間的氣膜，保護壓縮機干氣密封系統(tǒng)。

2.2 改進壓縮機干氣密封系統(tǒng)工作操作方式

為提高壓縮機干氣密封系統(tǒng)的使用壽命應(yīng)當(dāng)盡量做好壓縮機的合理使用.在壓縮機的開、停車階段加強對壓縮機干氣密封系統(tǒng)中的一次供氣氣墻室導(dǎo)淋排液的檢查，確保一次進氣氣源品質(zhì)，保證壓縮機的正常運行。壓縮機干氣密封系統(tǒng)在500 r/min以上運行有利于在動靜環(huán)之間形成穩(wěn)定的間隙，既避免了動靜環(huán)之間的摩擦損耗同時加高的轉(zhuǎn)速也有利于壓縮機干氣密封的動靜面打開。在壓縮機干氣密封系統(tǒng)啟動的過程中需要注意密封氣一次氣、二次氣、隔離氣的投用順序，避免因操作不當(dāng)而影響壓縮機干氣密封系統(tǒng)的使用效果。操作時應(yīng)首先投用一次氣供氣，之后使用二次氣，通過上述操作可以有效地避免產(chǎn)生與壓縮機正常工作時工作壓力相反的力量，實現(xiàn)對于O型圈的保護。在壓縮機缸體內(nèi)需要首先投用干氣密封供氣在內(nèi)部建立起足夠的壓力差。

3 結(jié)語

壓縮機干氣密封系統(tǒng)能夠在大型甲醇制備過程中發(fā)揮出良好的密封效果，應(yīng)當(dāng)積極做好干氣密封的研究與應(yīng)用.該文在分析壓縮機干氣密封系統(tǒng)失效原因的基礎(chǔ)上對如何做好壓縮機干氣密封系統(tǒng)的改進優(yōu)化，提高壓縮機干氣密封系統(tǒng)的工作效率進行分析介紹。

參考文獻

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