浅谈PAP PLUS系列离心式空压机漏油的治理

何湘岳

(江西铜业集团公司贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424)

1 引言

贵冶动力车间杂用空压机是向全厂提供公用压缩空气的设备，即给一般的气动设备以及设备清扫、燃油喷咀等设备供气。随着工厂生产规模的扩大，对杂用风的需求量增加，动力车间1#动力中心工段原来的三台往复式空压机的容量远不能满足要求，经过充分论证后，先后加装了三台JOYC－8系列及两台PAP PLUS系列离心式空压机。由于空压机长时间连续运行，加之密封元件的老化现象及设计上的缺陷，PAP PLUS系列空压机(7#杂用)大齿轮轴封、齿轮箱底座等处出现漏油现象。不仅造成润滑油的浪费及现场环境的污染，同时对设备的运行造成一定的安全隐患。

2 PAP PLUS系列离心空压机密封方式及漏油分析

PAP PLUS系列离心式空压机大齿轮联轴器侧油封是采用剖分式橡胶轴封，由于空压机长时间连续运行，油封存在磨损及老化现象，从而致使大齿轮联轴器侧油封处出现漏油(图渗漏点A处所示)。小齿轮轴封是采用迷宫式双碳环密封，由于转速很高，(7#杂用低速转子转速27374r/min，高速转子转速39236r/min)，为防止轴封处泄漏，在每级小齿轮轴封上设计了一路正压，即引入一路压缩空气经调压阀调压后进入每级小齿轮轴封，从而加强了轴封处的密封性[1]。但与此同时，随着小齿轮轴封的磨损，压缩空气通过轴封进入齿轮箱和油箱，再通过油雾过滤器排走，这就使齿轮箱及油箱处于“正压”状态，造成了油箱回油管及油泵入口管等静密封处容易出现漏油(图渗漏点B、C所示)。空压机结构示意简图如下:

3 治理渗漏点的解决方案

3.1 采用常规治理渗漏点的方法及劣势

对于大齿轮联轴器侧油封出现漏油现象，常规办法一般采取更换橡胶油封才能彻底解决漏油问题，但所需备件费用高且需停机处理。对于油箱回油管及油泵入口管等静密封处漏油问题，常采用以下几种方法:

图1 PAP PLUS系列离心空压机结构示意简图

(1)制作定型法兰夹具加固，即按泄漏压力、温度及泄漏部位来设计夹具。

(2)扎钢带法，用厚度1～2mm的不锈钢带在泄漏处扎上一圈。

(3)填堵法，即往泄漏部位注入密封剂消除泄漏[2－3]。以上几种方法虽然能解决一般的静密封漏油问题，但对于处在“正压”状态下的空压机齿轮箱及油箱，密封效果并不佳且维持时间不长。

3.2 一种既经济又实用解决渗漏点的方法及原理

经过现场分析和论证，充分利用现场资源，以压缩空气为动力，设计一气体射流泵使齿轮箱和油箱始终处于“负压状态”，从而从根本上彻底解决大齿轮联轴器侧油封、油箱回油管及油泵入口管等静密封处的漏油问题。气体射流泵主要由喷嘴、喉管入口、喉管、和扩散管等组成(如下图所示)。其工作原理为:当具有一定压力的工作流体通过喷嘴以一定速度喷出时，由于射流质点的横向紊动扩散作用，将吸入管的空气带走，管内形成真空，齿轮箱及油箱内的低压空气被吸入，两股流体在喉管内混合并进行能量交换，工作流体与被吸流体分子间相互碰撞，工作流体的速度减小，被吸入的低压空气流速增加，在喉管出口二者趋近一致，压力逐渐增加，混合流体通过扩散管后，大部分动能转换为压力能，使压力进一步提高，最后经排出管排出[4－5]。射流泵示意简图如下:

图2 射流泵示意简图

4 设计气体射流泵的基本理论及依据

射流泵各零部件的尺寸应根据现场实际要求所设计，各零部件尺寸决定射流泵效率的高低，设计时应参照射流泵基本理论及依据，结合现场具体要求综合考虑。

4.1 射流泵主要参数

工作流体流量q1;被输送流体流量q2;总流量q3=q1+q2;工作扬程h1:单位重量工作流体和被输送流体在各自的进口处所具有的能量的差值;射流泵扬程h2:单位重量被输送流体通过射流泵所获得的能量;喷嘴出口面积f0;喉管面积fb;射流泵安装高度Zs。

4.2 射流泵基本方程

对混合室(喉管)应用动量方程:

(忽略a和b点的高度差，并将a点的高度定为0)

φ2:喉管流速系数:φ2=0.975

对被输送液体进口到a-a断面用伯努利方程：

φ3:扩散管流速系数。φ3=0.9

由以上得出射流泵扬程比

5 射流泵安装位置

射流泵设计好后选择安装在离心空压机油雾过滤器上，这样既保证了油箱与齿轮箱始终处于“负压”状态，解决了漏油问题，又起到油、气分离的作用，使随空气吸入的润滑油雾经过油雾器收集后返回油箱。在射流泵工作气源上安装一阀门，根据实际需要便于调节气压大小。射流泵现场安装示意图如下:

图5 射流泵现场安装示意图

6 结语

1#动力中心PAP PLUS系列离心式空压机增设射流泵后，通过实践运行，原渗漏点得到彻底治理，现场环境得到很大改善，节省了润滑油，延长了轴封使用寿命，节约了备件、材料和维修费用，杜绝了空压机因轴封漏油导致停机检修的现象，保证了设备的安全顺行。由于此射流装置对一般的箱体、轴承座渗漏点都能取得很好的治理效果，故目前此射流装置已应用到JOYC－8系列离心式空压机及反应塔送风机上。

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